Transformatica en Ambient Intelligence Henk van Leeuwen Lector Ambient Intelligence Saxion Hogescholen januari 2008
Toekomstvisie: De computer verdwijnt … Mark Weiser: The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it. (Scientific American, 1991: The Computer for the 21st Century)
Transformatica en AMI
januari 2008
2
Toekomstvisie: De computer zit overal in …. This vision is one in which our world of everyday objects and places becomes infused and augmented with information processing and exchange, where technology providing these capabilities is unobtrusively merged with real world objects and places, in a sense it disappears into the background and becomes an invisible entity (Disappearing computer, Imperial College, 2001)
Transformatica en AMI
januari 2008
3
Agenda
Voorstellen Impact van Ambient Intelligence Technologische ontwikkelingen Wat is het systeem? Van droom naar wekelijkheid
Transformatica en AMI
januari 2008
4
Wat bedoelen we met Ambient Intelligence?
“Ambient intelligence refers to electronic environments that are sensitive and responsive to the presence of people “ Emile Aarts, Philips Research, TU/e
Transformatica en AMI
januari 2008
5
Kenmerken
Ubiquitous computing Ubiquitous communication Smart user interfaces
Context awareness Personalisatie Adaptie Integratie
Transformatica en AMI
Bron: Philips
wie, wat, waar? steeds meer voor jou persoonlijk aangepast aan situatie, persoon naadloos samenhangend geheel
januari 2008
6
Fysieke ruimte Luchtruim Wegen Auto, Vliegtuig, schip Stad Wegen Fabriek, school, kantoor Woning Kamer Meubilair Kleding Lichaam
Transformatica en AMI
januari 2008
7
Fysieke presentie en opgaan in omgeving
Kleding •
Smart textiles en plastic electronics, context awareness
Wearables •
Horloges, badges, brillen, pennen, pda verbonden in een PAN
Woning •
Ramen, deuren, verwarming, audio, video, keuken, security
Voertuigen •
Drive by wire, navigatie, entertainment
Verkeerinfrastructuur •
Car tot car, car to infrastructure
Fabrieken en kantoren •
Alles heeft een digitale identiteit, mobiliteit,
Steden
Transformatica en AMI
januari 2008
8
Aspecten van de nieuwe omgeving
• • • • • • • • • •
Ubiquitous computing Calm technology The invisible “disappearing“computer Information appliances Augmented reality Ambient media Tangible bits Digital paper Roomware Smart fabrics
Transformatica en AMI
januari 2008
9
Informatieruimte Identificatie • o.a. RFID Connectivity • Zowel bedraad als wireless • Tal van nieuwe protocollen: Zigbee, Ultra wide band, Tracing en tracking • Logistiek en transport • Voorraadbeheer en productie • JIT • Afrekenmodellen Explosie van data • Storage • Betrouwbaarheid Procesinrichting Transformatica en AMI
januari 2008
10
Iets van jezelf … It’s getting personal • Draagbaar of in je lijf • Altijd verbonden • Overal bruikbaar
Bron: Philips
Komt het binnen bereik van iedereen? Ontstaat er een scheiding tussen hen die hebben en hen die niet hebben? Wordt de kloof wereldwijd tussen arm en rijk kleiner of juist groter? Transformatica en AMI
januari 2008
11
Wat zijn drijvende krachten achter deze ontwikkelingen?
Transformatica en AMI
januari 2008
12
The experience economy Wat heeft een economische waarde? Goederen -> diensten -> amusement -> beleving Pine en Gilmore: de beleving (experience) speelt een doorslaggevende rol. In hoe verre kunnen/willen mensen participeren? In hoeverre is dit fysiek en virtueel? Bron: Manovich.net
Ambient intelligence in de visie van Philips komt aan de behoefte aan experience tegemoet.
Transformatica en AMI
januari 2008
13
Steeds meer embedding
Veranderende voorkeur van klant - Belevingseconomie Verticale integratie - Productie, onderhoud, diagnose en productupgrade in lijn brengen Horizontale integratie Producten onderling koppelen en aansluiten op diensten van derden
-
Transformatica en AMI
januari 2008
14
Technologie ontwikkeling in 50 jaren
Transformatica en AMI
januari 2008
15
De verschuiving naar ubiquitous computing Niveau van embedding
hoog Pervasive computing
Ubiquitous computing Niveau van mobiliteit
hoog
laag Traditioneel business computing
Mobile computing laag
Transformatica en AMI
januari 2008
16
Basistechnologie? sensornetwerktechnologie plaatsonafhankelijke energievoorziening embedded en ubiquitous communicatie geavanceerde micro-actuatoren smart materials embedded systems adaptieve software (biologisch geinspireerde)gedistribueerde algoritmen
Transformatica en AMI
januari 2008
17
Basistechnologie Media management Intelligente, gebruikersvriendelijke userinterfaces/ interactie Context awareness Belevingscomputing
Transformatica en AMI
januari 2008
18
Nieuwe typen netwerken: PAN en BAN
Traditioneel kennen we -Wide area netwerken (WAN) -Local area netwerken (LAN) Door opnemen van microsystemen in kleding en op of in het lichaam ontstaan er personal area netwerken (PAN) en body area netwerken (BAN). Deze laatste vinden we sterk terug in medische en zorgtoepassingen. In het onderzoek krijgt de energiewinning uit het lichaam veel aandacht. Transformatica en AMI
januari 2008
19
Systemen zonder grenzen
Transformatica en AMI
januari 2008
20
Wat is het systeem?
Het gaat niet om apparaten op zich? Er ontstaat en nieuw soort systeem, waarin bestaande systemen worden geintegreerd. Huis Villages of systems. Sportschool Auto Werk
Transformatica en AMI
januari 2008
21
Architectuur
Energieverbruik
Sensor nodes WSN
Mobile Device PDA
Servers PC’s WLAN Communicatie
(Bron Aarts en Rover)
Informatie
Transformatica en AMI
januari 2008
22
Architectuur Overall eisen: Security Minimaal energieverbruik Robuust Dynamisch herconfigureerbaar Overall connectivity Niveaus User interfaces Software services Gedistribueerde algoritmen Data opslag, storage en distributie Software platform: OS, netwerk, wsn Hardware platform: devices, mems, i/o, voeding, Transformatica en AMI
januari 2008
23
Uitdagingen
Productbetrouwbaarheid en security/veiligheid Component based ontwerp Afstemmen op standaarden Organisatorische capaciteit Personeel en kennisniveau Privacy Transformatica en AMI
januari 2008
24
Innovatie in bedrijven en de rol van het HBO
Transformatica en AMI
januari 2008
25
Alignment Nieuwe mogelijkheden voor procesinrichting Connectivity
• Alles en iedereen verbonden Explosie van data
• Uitgebreide sensordata over wat in omgevingen gebeurt • Storagecapaciteit neemt toe • Wat is relevant? • Hoe te reduceren? Realtime data en reactie Informatie in context beschikbaar
Transformatica en AMI
januari 2008
26
Vernieuwing of iets nieuws
Verschillend categorieen van productverandering 1. Product verrijken met embedded systeem Bijv. Landbouwmachine met GPS 2. Product digitalisering Bijv. Hartbewaking met analyse van hartritme in apparaat bij patient 3. Productsubstitutie Bijv. Digitaal fototoestel in plaats van toestel met film. PDA in plaats van papieren agenda Transformatica en AMI
januari 2008
27
Innovatie versus operationele lifecycle Levenscyclus van producten en diensten dingen beter doen (inside-out)
Innovatiecyclus voor producten en diensten betere dingen doen (outside-in)
korte termijn denken
lange termijn denken
operationeel vermogen
creatief vermogen
optimaliseringsprocessen
vernieuwingsprocessen
formele structuren
organische structuren
volgende geesten
kritische geesten
kundig managementschap
inspirerend leiderschap
Transformatica en AMI
Bron Berkhout
januari 2008
28
Het DevLab model Een vrijplaats voor innovatief R&D Bedrijven leggen zelf geld in: Het DevLab is hun private onderzoeks- en ontwikkelingslab. Het IP ligt bij de cooperatie. Gerichtheid op langere termijn: 3 tot 6 jaar Kennisafsplitsing elk half jaar en via maandelijkse meeting. Samenwerking met universiteiten, hogescholen en andere instituten: -Aio’s (wo) -Afstudeerders (wo, hbo) -Lectoren en docenten (hbo), -Hoogleraren (wo) Transformatica en AMI
januari 2008
29
Projecten in DevLab Atalanta mechatronische vlinder eigen weg vinden, zonder hinder van obstakels of andere Atalanta’s. zwermsoftware (no) power consumption energy harvesting
Transformatica en AMI
januari 2008
30
Projecten in DevLab Dutch Clay intelligente klei smart material power routing
taakverdeling tussen bolletjes parallelle algoritmen Transformatica en AMI
januari 2008
31
Projecten
MyriaNed wireless sensor netwerk system fusion wireless sensing
Transformatica en AMI
januari 2008
32
Rol kennisinstellingen? Als bedrijf zijn vragen voorlegt bij een kennisinstelling, wat kan hij verwachten? Ervaringen: - Vraag past niet in lopend onderzoek - Vraag is lastig te formuleren door MKB-er - Geen vraag waarop je een promovendus vier jaar kunt zetten? - Korte termijnvragen zijn moeilijk onder te brengen - Researchinstellingen zijn doolhoven - Geen interesse op universiteit - Succes voor wie vooral eigen netwerk gebruikt Transformatica en AMI
januari 2008
33
Blik in de driehoeksverhouding: HBO in de basisopstelling Push en pull
MKB vraagt
WO/Research levert
HBO Vertaalt, valideert en verrijkt Æ Overbrugt tijdskloof in levering Å Levert afgestudeerden om MKB te versterken Transformatica en AMI
januari 2008
34
Blik in de driehoeksverhouding: HBO blijft in de basis
Push en pull
WO/Research, ontvangt
MKB, Levert Actuele praktijkkennis Instrumentarium Werkplaats
Verbinde n van netwerke n
HBO Levert en ontvangt Vertaalt en onderzoekt, Transformatica en AMI
(demonstrators)
januari 2008
35
Waar liggen de kansen? HBO speelt de rol van verkenner wat speelt in het onderzoek wereldwijd? HBO vertaalt en valideert onderzoek wat nodig is om het bruikbaar te maken HBO doet toegevoegd praktijkgericht onderzoek: maak het bruikbaar! HBO doet het samen met branches, het vooroplopend bedrijfsleven en researchinstellingen klant en leverancier werken samen aan oplossingen Transformatica en AMI
januari 2008
36
Missie lectoraat Ambient Intelligence Voorzien in de maatschappelijke behoefte aan verbetering van de (software) engineeringpraktijk voor smart environments met embedded devices door in samenwerking met bedrijven nieuwe praktijkgerichte kennis en vaardigheden te ontwikkelen op het gebied van het ontwerpen en bouwen van nieuwe en smart embedded ICT-toepassingen.
Kennisdragers versterken in opleiding (docent, student) en bedrijf (ontwikkelaar)
Transformatica en AMI
januari 2008
37
Websites Een verzameling links: http://www.fractal.org/Samenhang-IndustrieelOntwerpen/Links-Ambient-Intelligence.htm AmI bij Fraunhofer: http://www.igd.fhg.de/igda1/projects/amilab/amilab.html AmI op MIT: http://ambient.media.mit.edu/ AmI bij Philips: http://www.research.philips.com/technologies/syst_softw/ami/backgroun d.html Safeguards Research : http://swami.jrc.es EU onderzoeksrapporten over onder andere AmI: http://cordis.europa.eu/ist/istag-reports.htm
Transformatica en AMI
januari 2008
38
Bronnen
The new everyday, Aarts E., Marzano, S., 010 Publishers, ISBN 90 6450 502 0, 2002 Ambient Intelligence, Wireless networks and Ubiquitous computing, Vasilakos, A, Pedrycz, W., ARTECH HOUSE , ISBN: 1580539637/9781580539630, 2006 Ambient Inteligence, Impact on Embedded System Design, Basten, T. e.a (edt), Kluwer, Academic Publishers, ISBN 1402076681, 2003 Intelligent Algorithms in Ambient and Biomedical Computing, Verhaagh, W. e.a. (edt), Springer, ISBN 14020-4953-6 Transformatica en AMI
januari 2008
39
Vragen … Discussie …. Transformatica en AMI
januari 2008
40
