Esej do 5. ročníku soutěže V Olomouckém kraji jsem doma. A vždycky budu! na téma Návrat do budoucnosti aneb Jak ICT změní svět za následujících 10 let? Autoři: Pavel Zukal (pavel.zukal@sps-prerov.cz) Pavel Vybíral (pavel.vybiral1@sps-prerov.cz) Škola: Střední průmyslová škola Přerov, Havlíčkova 2 2. ročník
Anotace Esej pojednává o využití informačních a komunikačních technologií nejen v oboru počítačů jako takových, ale především v dopravě, kde mohou zásadním způsobem ovlivnit komfort přepravy osob a nákladu. Klíčová slova Informační a komunikační technologie, Internet věcí, Samořídicí automobily, Chytré domy, Mobilní zařízení Abstract The essay discusses about using information and communication technologies in the traffic where they can affect the comfort of transporting persons or cargo. Keywords Information and communication technologies, Internet of things, Self-driving cars, Smart homes, Mobile devices
Informační technologie a jejich rozmach Informační technologie dnes patří k běžným součástem našeho života. Dokážou nám v mnoha ohledech usnadnit a výrazně urychlit naši práci. Potřebujeme zjistit životopis známé osobnosti? Použijeme Internet. Chceme napsat článek do novin nebo na web? Použijeme textový editor. Nebo si chceme jen popovídat se svými přáteli? Použijeme komunikační aplikace. Jak můžeme zjistit, informační technologie jsou velmi univerzální záležitost. Umožňují nám vykonávat stále více věcí se stále menší vynaloženou energií. A právě v tom spočívá jejich síla. Před několika málo lety byl osobní počítač drahá, poměrně velká a ve srovnání s dnešní dobou, velmi omezená záležitost. Mohly se na něm psát texty, tvořit tabulky nebo provádět výpočty. Nic moc dalšího ale neuměl. Postupem času se jeho funkce rozšiřovaly a jeho ovladatelnost zjednodušovala tak, že jej mohl ovládat téměř každý. S příchodem Internetu byl vývoj počítačů ještě více urychlen, až se dostaly do podoby, v jaké je známe dnes. To vše se odehrálo v horizontu 20 let. To není příliš dlouho, že ano? Současný vývoj Dnes jsme u počítačů dokázali nejen rapidně zvýšit jejich výkon, ale také je miniaturizovat. Díky tomu jsme schopni vměstnat výkon tehdejšího sálového počítače do několika čtverečních centimetrů. A co nám tento pokrok vlastně přinesl? Především možnost vyrábět malá a výkonná zařízení, jako jsou například chytré mobilní telefony nebo hodinky. Otázkou však je, zda se nedá zajít ještě dál. Máme způsoby, jak levně a rychle vyrábět malá zařízení, která mohou dělat podstatně více věcí, než jen něco počítat a promítat výsledky na obrazovku. Mohou ovládat elektronické součástky (např. motory nebo světla) nebo pomocí různých senzorů automaticky sdílet informace různého typu po celém světě. Nedají se tato zařízení efektivně využívat k rychlejšímu a snadnějšímu plnění běžných úkolů? Tuto otázku si v minulosti položilo již mnoho techniků a vědců. Odpovědí na ni je technologický trend, který si již dokázal získat srdce nejen mnoha uživatelů, ale i nadšených vývojářů a techniků po celém světě. Dnes jej známe jako Internet věcí. Místo zdlouhavého vysvětlování si raději uveďme příklad jednoho z ideálních využití této technologie, kterým jsou chytré domy. Pokud tento název slyšíte poprvé, pak vězte, že se jedná o běžné rodinné domy, jejichž ovládání je zjednodušeno právě různými výpočetními zařízeními. V těchto domech byste jen těžko hledali vypínače od světel nebo provázek na stahování žaluzií. Všechny tyto úkony má na starosti počítač, kterému uživatel pouze zadá příkaz, např. k rozsvícení světel v obývacím pokoji nebo ke spuštění televizoru. Uživatel navíc není omezený pouze ručním ovládáním, ale může si dům libovolně programovat, aby se třeba v 5 hodin ráno automaticky spustilo vytápění v místnosti. Všechny tyto úkony je navíc většinou možné provádět pomocí mobilního telefonu. Stránka 3 z 7
A jak to všechno funguje? Možná budete překvapeni, ale v drtivé většině případů se ke komunikaci mezi počítačem a zařízením nepoužívají žádné dráty. Princip funkčnosti je obdobný jako u běžné domácí Wi-Fi nebo u Bluetooth. Řídicí počítač, kterým uživatel dům ovládá, je většinou bezdrátově spárován se zařízeními, jimž posílá příkazy. Právě tohle je cílem Internetu věcí. Propojit zařízení nejrůznějších typů, tvarů a velikostí tak, aby zjednodušovala práci nebo prováděla jakékoliv prospěšné úkony. Takový je princip funkčnosti chytrých domácností. Jeden centrální počítač bezdrátově kontroluje celý dům, od světel přes vytápění až po bezpečnostní systémy. Výhoda chytrých domů spočívá také v jejich rozšiřitelnosti. Není problém nainstalovat do domu nové zařízení a spojit jej s centrálním počítačem. Využití informačních technologií v dopravě Jak můžeme vidět, informační a komunikační technologie pro nás již dnes představují mnohem víc, než jen možnost snadno a rychle zjišťovat informace a sdílet s ostatními své zážitky. O tomto faktu nepochybuje ani jedna velmi známá společnost, která se rozhodla investovat nemalé prostředky do propojení informačních a komunikačních technologií s běžnými automobily. Tato firma je proslulá především kvůli nejpopulárnějšímu vyhledávači webových stránek a dokumentů na světě. Ano, je to Google. Google již před několika lety přišel s vizí automobilu budoucnosti, který bude schopen řídit zcela bez zásahu člověka. Když tuto vizi otevřel světu, spousta lidí mu příliš nevěřila. Není se ani čemu divit, k sestrojení takového automobilu je třeba velmi propracovaná umělá inteligence, která v té době nebyla nijak rozšířená. Výsledkem však je, že se dnes po kalifornských silnicích za účelem testování prohání několik desítek malých automobilů od Googlu, ve kterých nesedí žádní pasažéři. Cíl Stránka 4 z 7
je jediný. Dostat umělou inteligenci pro řízení automobilů na takovou úroveň, aby byla jízda zcela bezpečná jak pro pasažéry, tak pro všechny okolo. Kromě mnoha jiných automobilů začal Google k testování své samořídicí umělé inteligence využívat také tyto malé elektromobily. Jak je z obrázku patrné, jedná se o automobil vyvinutý speciálně pro tyto účely. V běžných podmínkách v něm není zabudovaný volant. Lze jej však ručně přidat a převzít nad automobilem kontrolu v případě, že by s umělou inteligencí došlo k problémům. Samořídicí automobily a Internet věcí Samořídicí automobily jsou již ve své podstatě velmi zajímavé téma. V současné době do jejich výzkumu investuje podstatně více velkých společností, než jen Google. Můžeme zmínit třeba Ford nebo Tesla Motors. Prozatím je však řízení bez zásahu člověka chápáno pouze jako umělá inteligence reagující na venkovní podněty. Jinak řečeno, umělá inteligence je tvořena tak, aby dokázala řídit v současných podmínkách na cestě plné běžných automobilů. Dle našeho názoru však budoucnost patří kombinaci této umělé inteligence s Internetem věcí. Jak jsme již zmínili, Internet věcí je široce využitelná záležitost. Tak proč ji nevyužít i v odvětví, jako je doprava? Co by to mohlo přinést za výhody a proč se vlastně pokusit něco takového realizovat? Zamysleme se nad situacemi, které nás v současné době mohou během řízení zdržet nebo vyvézt z míry. Jednou z takových situací jsou určitě světelně řízené křižovatky. Každý z nás se určitě dostal na křižovatku, kde musel dlouhou dobu vyčkávat na zelenou, i když měl cestu zcela volnou. Nejen řidiči, ale i chodci se s něčím takovým běžně setkávají. Proč se nám však něco takového běžně stává? Především proto, že semafory nejsou nijak chytré. Jednoduše po určité době mění světelné signály, a to většinou bez ohledu na počet automobilů na vozovce. Jejich činnost tedy není nijak založena na hustotě dopravy, ale na jednoduchém odpočítávání časové limitu, po jehož uplynutí přepnou z červené barvy na zelenou. Stránka 5 z 7
Neexistuje však lepší řešení? Co by se stalo, kdyby se semafory naučily zjišťovat počet vozidel na vozovce, a podle toho rozhodovaly, na kterém jízdním pruhu mají rozsvítit zelenou a na kterém červenou? Určitě by došlo k výraznému urychlení dopravy, jelikož by se podstatně zkrátil čas, po který musí automobily nebo chodci čekat. Pokud si říkáte, že vám tento princip funkčnosti zní nějak povědomě, máte pravdu. Přesně tohle je jeden z mnoha příkladů využití Internetu věcí. Zařízení (v tomto případě automobily) odesílají informace do řídicí jednotky (semaforu), který rozhoduje o jejich dalším pohybu. Tento princip se navíc může využít v podstatně větší míře, než jen na řízení dopravy. Automobily mohou například komunikovat přímo mezi sebou. Mohou si vzájemně rozesílat informace o své poloze, čímž by se například dalo předejít situaci, kdy se ze špatně přehledné zatáčky nečekaně vynoří protijedoucí automobil. S využitím principu Internetu věcí by o sobě mohli řidiči vědět i bez toho, aby se viděli, čímž by došlo k výraznému snížení dopravních nehod. Samořídicím automobilům může Internet věcí také velmi ulehčit rozpoznávání dopravních značek. Automobil by nemusel značku číst pomocí kamery, ale informace o značce by se mu mohla přímo odeslat. Odpadá tím riziko, že se automobil během rozpoznávání značky splete a přečte na ní jiný nápis, než který na ní skutečně je. Jak můžeme vidět, možnosti využití jsou skutečně obrovské a rozhodně se nemusí omezovat pouze na výše zmíněné situace. Výhodou může být také fakt, že Internet věcí lze v dopravě využít i dnes, ne jen s nástupem samořídicích automobilů. Závěr Budoucnost dopravy nepochybně patří samořídicím automobilům. Ať už budou sloužit k běžné přepravě osob (např. osobní automobily, taxi apod.), nebo k zásobování skladů, popř. armády, bude se jednat o velký krok kupředu. Určitě je však nutné zamyslet se nad tím, jak široká je nahraditelnost řidičů tam, kde je nutné vlastní rozhodování a rychlá a přesná reakce (např. řízení sanitky). Až samotný čas nám ukáže, do jaké míry bude umělá inteligence schopna vykonávat práce tohoto typu. Díky technologiím, jako je Internet věcí, můžeme navíc již dnes rozšiřovat funkce běžných automobilů tak, abychom co nejvíce urychlili dopravu, a zároveň ji udělali ještě bezpečnější, než je nyní. Nemusí to trvat tak dlouho a po cestách se mohou prohánět první automobily s automatickým řízením a se schopností vzájemné komunikace s okolním světem. Budoucnost není tak daleko, jak se zdá. Proč jí tedy nejít naproti, když k tomu máme vše potřebné? Stránka 6 z 7
Zdroje Smart House: Your So-Called Sci-Fi Life [online]. New York: Popular Mechanics, 2015 [cit. 2016-02-27]. Dostupné z: http://www.popularmechanics.com/technology/gadgets/a4109/4216434/ Smart House: Your So-Called Sci-Fi Life [obrázek]. New York: Popular Mechanics, 2015 [cit. 2016-02-27]. Dostupné z: http://pop.h-cdn.co/assets/cm/15/05/54c874a08e81c_-_smart-house-430.jpg Usedli byste do auta, kde není volant nebo pedály? Google takový vůz má 2014 [online]. Praha: AutoRevue, 2014 [cit. 2016-02-27]. Dostupné z: http://www.autorevue.cz/usedli-byste-do-auta-kde-neni-volant-nebo-pedaly-google-takovyvuz-ma Usedli byste do auta, kde není volant nebo pedály? Google takový vůz má 2014 [obrázek]. Praha: AutoRevue, 2014 [cit. 2016-02-27]. Dostupné z: http://www.autorevue.cz/getthumbnail.aspx?w=1700&h=1500&q=100&id_file=884041430