Chytré technologie se staly nedílnou součástí našeho moderního světa. Jejich přítomnost je zřejmá ve všech oblastech, od našich domovů, přes naše mobilní zařízení, až po další formy a oblasti, které si možná už ani nedovedeme představit.
Označení chytrá technologie popisuje propojení výpočetní a telekomunikační technologie s další technologií. To, co dělá ze zařízení “chytré” zařízení, je jeho schopnost komunikovat a spolupracovat s dalšími technologiemi, které jsou připojeny ve stejné síti.
Mají tato zařízení pro náš život nějaký význam? Jasně že ano, obrovský!
Jednou z nejvýznamnějších a nejrozšířenějších forem chytrých technologií jsou SMART technologie. SMART je zkratka pro Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology (Technologie pro samočinné monitorování, analýzu a hlášení). SMART technologie se zaměřují na vytvoření inteligentních zařízení, která jsou schopna sbírat data, analyzovat je a reagovat na ně bez lidského zásahu. Tyto technologie využívají kombinaci senzorů a softwarových aplikací. Díky tomu všemu mohou zařízení komunikovat a interagovat s uživateli a s dalšími zařízeními ve svém okolí.
Zdroj obrázku: pixabay, volné dílo
Chytrých technologií je kolem nás mnoho a stále přibývají. Jsou dostupnější pro stále více lidí. Přináší mnoho výhod, je ale také důležité brát v úvahu soukromí a bezpečnost dat. S rostoucí konektivitou (propojením) a sběrem osobních dat je nezbytné zajistit ochranu soukromí a zabezpečení těchto technologií, aby nedocházelo ke zneužívání informací.
V rámci kurzu si rozhodně nestihneme představit všechny možnosti, které technologie nabízí. Musíme vybrat jen některé. Pojďme proto začít u takových chytrých technologií, které si může časem podle svých možností pořídit téměř každý z nás.
Znáte pojem “nositelné technologie”?
Nositelné technologie jsou takové technologie, které jsou určené pro snadné nošení a mají i nějakou možnost upnutí. Tentokrát se nebudeme bavit o smartphonech (ty totiž nejsou přímo navrženy pro stálé nošení, ačkoli je často nosíme stále s sebou), ale o zařízení, které si obvykle připevňujeme na oblečení nebo přímo na tělo.
Zdroj obrázku: pixabay, volné dílo
Ačkoli pojem chytré hodinky zní jako moderní vynález dnešní doby, jejich historie sahá do minulého století. Již v roce 1956 byla v časopise Mechanix Illustrated publikována vize prvních chytrých hodinek. Vize byla nazvána jako „telefon zítřka“ a jednalo se v podstatě o kulaté kapesní hodinky s funkcemi, o kterých se tehdejší společnosti zatím mohlo jen zdát.
Jednalo se spíše o jakési sci-fi – bylo totiž téměř nepředstavitelné, aby lidé dokázali pouhým vyslovením jména kontaktu někomu zavolat, což právě v článku bylo uvedeno! Hodinky měly v podstatě suplovat sekretářku, chytrého pomocníka s telefonováním s barevným displejem. Neskutečné pro tehdejší čtenáře bylo i to, že tento miniaturní přístroj bude disponovat obrovským množstvím funkcí, mimo jiné i podsvícenou klávesnicí a dotykovým displejem.
Postupně pak výrobci začali své hodinky vylepšovat. Začali digitálním displejem, zabudovanou kalkulačkou, dotykovým displejem, kalendářem, pak se přidaly jednoduché senzory pro komunikaci jako infračervený senzor. Zajímavé jsou první “hodinky” od firmy Samsung – představte si starší tlustý mobilní telefon s anténou, který byl připevněný ke koženému pásku. Tak přesně takhle tyto nepraktické hodinky vypadaly.
První skutečně chytré hodinky, které v sobě měly nějaký operační systém, se objevily po roce 2000. Jedny z nich, IBM WatchPad, obsahovaly například Bluetooth a dokonce senzor otisků prstů. Hodinky však byly v té době příliš drahé.
Kolem roku 2002 se objevila iniciativa SPOT (Smart Personal Objects Technology). Jejím cílem bylo propojit svět počítačů s elektronikou, mimo jiné i s hodinkami. Podle jejich myšlenky měly chytré hodinky fungovat v podstatě tak, jako dnes. Navrhovali, aby všechny hodinky uměly bezdrátově získat informace z různých zdrojů. Jediné, co pokulhávalo a zabránilo uskutečnění této vize, byl tehdejší hardware. Nedokázal toto naplnit.
Zdroj videa: jaknainternet.cz
Samsung v roce 2013 napravil svůj malý přešlap s telefonem připevněným páskem na zápěstí. Vydal hodinky, které nejen že vypadaly jako hodinky, ale měly v silikonovém pásku dokonce schovaný fotoaparát, díky kterému bylo možné do hodinek nahrát až 15 vteřinové video!
O rok později představil Apple své chytré hodinky, na kterých pracoval již delší dobu. Tyto hodinky pak nabídly třeba i senzor srdečního tepu. Apple však nebyl první, kdo senzor srdečního tepu integroval do hodinek – již dlouho je úspěšně používala značka Garmin.
Tyto modely byly v podstatě průlomové. Kdybychom se pokusili určit zájem na základě počtu prodaných kusů od let, kdy přicházely na trh hodinky od Samsungu a Apple, tak v roce 2014 bylo po celém světě prodáno 5 milionů hodinek. V roce 2015 to bylo již 19 milionů a o rok později už dokonce 38 milionů!
Každé hodinky se vždy trochu liší, třeba i počtem senzorů. Různé senzory si však zkusíme představit až v další části.
Zdroje: Statista – Smartwatch unit sales, Freepik – Flaticon
Chytré hodinky si získávají stále větší oblibu. Je totiž velmi lákavé mít na ruce displej, který spolupracuje s mobilním telefonem a zároveň díky různým senzorům dokáže sledovat třeba srdeční tep. Vedle hodinek existují další varianty nositelné elektroniky.
Chytré náramky jsou v podstatě zjednodušené chytré hodinky. Mají jen některé funkce, vybrané senzory (to záleží na výrobci). Jsou menší a často se šetří na displeji, více informací z nich získáme až díky propojení s mobilním telefonem. Jsou ideálním společníkem pro příležitostné sportovce na rychlý monitoring fitness aktivit nebo na měření kvality spánku.
Zdroj ikony: Shmai – Flaticon, volné dílo
Komu přijde chytrý náramek stále příliš velký, může si připlatit a pořídit si chytrý prsten! I malé prsteny dokážou se správnými senzory monitorovat srdeční tep, úroveň okysličení krve nebo sledovat tělesnou teplotu. Všechno pak můžeme kontrolovat v mobilním telefonu, se kterým by měl být prsten propojen. A platit telefonem nebo hodinkami díky technologii NFC, to už může být brzy okoukané – ale platit chytrým prstenem? I to je nejen budoucnost chytrých prstenů!
Další zajímavou možností je nosit chytré brýle. Na nich najdeme převážně mikrofony a kamery, a ty “chytřejší” umí dokonce promítat digitální informace. S chytrými brýlemi se tedy může člověk na svět dívat “novýma očima” – během jízdy autobusem si může bez použití rukou přečíst e-maily nebo pustit nějaké video, zároveň ale uvidí i okolní reálný svět. V podstatě brýle rozšíří vaší realitu.
Zdroj videa: jaknainternet.cz
V domácnosti můžeme mít například chytrou žárovku. Tato žárovka umí komunikovat přes Wi-Fi nebo Zigbee, a pokud se jí podaří připojit na internet, můžeme ji ovládat prostřednictvím mobilního telefonu. Dokážeme ji tedy na dálku vypnout nebo zapnout, i když jsme na druhém konci pokoje nebo dokonce v jiném městě!
Zdroj ikony: Freepik – Flaticon, volné dílo
Tohle je krása chytré domácnosti. Můžeme sledovat teplotu v domě, i když nejsme doma. Můžeme zjistit, jestli jsme zavřeli dveře. Můžeme si nechat dát vařit kávu, i když ještě ležíme v posteli.
Zařízení komunikují nejen přímo s námi, ale i mezi sebou. Uvedeme si jeden příklad jejich společné činnosti.
Senzor na vchodových dveřích zjistí, že jsme odešli z domu. Dále senzor pohybu na chodbě ověří, že už se doma skutečně nikdo nepohybuje a byt je tedy prázdný, ale v systému svítí chytrá žárovka v kuchyni. Senzory to takto nahlásí centrálnímu hubu, hlavnímu šéfovi chytré domácnosti, který nám může tuto informaci poslat jako oznámení na mobil, nebo rovnou jako správný kapitán rozhodne jednoduše: “Žárovko, zhasni se!”
Ze zapomenutého rozsvíceného světla nemusí vzniknout žádný problém. Senzory ale mohou zabránit různým katastrofám, třeba vytopení domácnosti – to může odhalit senzor vlhkosti umístěný v koupelně. Pokud tedy tento senzor do systému pošle signál, že je pod vodou, asi to znamená, že nám prasklo potrubí a je nutné vyslat další signál chytrému ventilu, aby se uzavřel.
Každý může mít svou chytrou domácnost sestavenou podle sebe. Měla by odpovídat potřebám obyvatel domácnosti. Pojďme si představit některé kategorie, do kterých chytré prvky můžeme rozdělit.
Můžeme nastavovat intenzitu světla, barvu, čas, kdy se může osvětlení v celém domě zapnout.
Termostaty v sobě mají senzory teploty a dokážou samy regulovat teplotu. Chytré termostaty můžeme ovládat na dálku a třeba i propojit s dalšími senzory.
Chytré mohou být i ledničky nebo pračky.
Díky kamerám se snadno můžeme podívat, co se děje v domě nebo kolem domu. Na dálku pak můžeme spustit třeba nějaký výstražný tón, pokud na kameře spatříme nějakého vetřelce.
Do chytrého zabezpečení můžeme zařadit chytré zámky, alarmy i již zmíněné bezpečnostní kamery.
Díky těmto prvkům můžete sledovat svou spotřebu domácnosti, což vám může pomoct ušetřit. Do těchto zařízení se můžou zařadit i senzory, které mohou sledovat například únik plynu.
Snad nejdůležitějším prvkem chytré domácnosti je nějaký centrální prvek, tzv. hub (čti: hab). Bez něj nemáme možnost mít vše propojené. Pokud chceme mít používání domácnosti ještě pohodlnější, můžeme ji se správným zařízením ovládat i hlasem!
Zdroj videa: jaknainternet.cz
Pod pojmem chytrá města (Smart Cities) se skrývá využívání moderních technologií k efektivnímu fungování různých městských funkcí – například plánování a optimalizace dopravy, parkování, veřejného osvětlení či nakládání s odpady. Hlavním cílem chytrých měst je usnadnit život obyvatelům a zároveň snížit náklady spojené s provozem městské infrastruktury.
Základ chytrých měst
Podobně jako u Internetu věcí (IoT) jsou základem chytrých měst koncová zařízení, především senzory, čidla a snímače. Tyto prvky sbírají údaje, například o provozu či kvalitě ovzduší. Chytré systémy následně data propojují a využívají ke zlepšení služeb. Součástí chytrých měst bývají také mobilní aplikace, které obyvatelům usnadňují například hledání nejrychlejšího dopravního spojení nebo volného parkovacího místa. Klíčovými prvky Smart Cities jsou rovněž otevřená data a aktivní zapojení občanů.
Příklady z praxe
Chytrá doprava
Ve Zlíně byl propojen systém hromadné dopravy a řízení semaforů. Pokud má trolejbus zpoždění, systém upraví signály na křižovatkách tak, aby zpožděné vozidlo mohlo volně projet a dohnat zpoždění, aniž by se narušila koordinace dopravy. Cestující mohou online sledovat aktuální polohu spojů, zatímco řidiči aut mají k dispozici informace o dopravní situaci.
Chytré koše
V Praze, Karlových Varech a dalších městech sledují senzory naplněnost odpadkových košů a kontejnerů. Díky tomu je zajištěno jejich včasné vyvezení, čímž se snižují náklady na svoz až o 75 %. Například v Kolíně sice technologie nepřinesly přímé úspory, ale město je díky nim čistší a občané mohou v aplikaci zjistit, kde je ještě volný kontejner.
Chytré parkování
Mobilní aplikace v některých městech umožňují řidičům nejen najít volné parkovací místo, ale také zaplatit parkovné přes telefon.
Chytré osvětlení
Moderní technologie se uplatňují i ve veřejném osvětlení. Lampy vybavené senzory regulují intenzitu světla podle pohybu nebo počasí. To šetří energii a zlepšuje bezpečnost. Některé lampy navíc fungují na solární energii a mohou sloužit jako Wi-Fi hotspoty.
Dokážete si představit, že byste řídili vlak pouhou myšlenkou? Díky týmu vědců pod vedením doc. Ing. Romana Moučka, Ph.D. z Katedry informatiky a výpočetní techniky na Fakultě aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni je to možné!
Jak to ale souvisí s chytrým vlakem? „Naším cílem je vytvořit zábavnou platformu pro kognitivní trénink založený na BCI. Vznikl tak projekt modelové železnice Smart Train ve velikosti H0, kde je vlak během jízdy ovládaný mozkovými vlnami.“, říká Ing. Petr Brůha, spoluřešitel projektu Smart Train. Princip projektu v současnosti spočívá ve využití snímače (zařízení Mindwave Mobile) pro záznam mozkové aktivity uživatele, která je vyhodnocována v reálném čase. Na základě naměřené úrovně pozornosti je následně nastavena rychlost pohybu modelu vlaku H0 na digitálním kolejišti.
Kromě samotné jízdy lze mozkem ovládat i další funkce chytrého vlaku: Mrknutím oka je např. možné rozsvítit či zhasnout světla vlaku. Pokud člověk mrkne dvakrát, model vlaku se zastaví a při opětovném soustředění změní směr jízdy. Pokud úroveň pozornosti přesáhne 80 %, vlak odpoví zvukovým signálem (zahouká).
Tím ale projekt Smart Train ani zdaleka nekončí. Momentálně tým pracuje na realizaci dalších kognitivních her, které uživateli umožní přehazovat na kolejišti výhybky nebo aktivovat osvětlení budov či pouliční osvětlení. Další plánovaná funkcionalita se týká stimulace testovaného subjektu LED panely, na kterých bude šipka určující směr pohybu. Při soustředění na daný panel vlak pojede daným směrem. Dalším krokem bude rozpoznávání železniční signalizace kamerou umístěnou v modelu vlaku. „Výslednou infrastrukturu kolejiště chceme vylepšit o zlepšení snímání mozkové aktivity profesionálními mozkovými (EEG) čepicemi, a tím zvýšit kvalitu EEG signálu. Nakonec chceme navrhnout a pomocí 3D tiskárny realizovat model vlaku obsahující moduly pro hlasové ovládání, detekovat osobu na kolejích, umožnit komunikaci připojené osoby s chatbotem a rozpoznávat železniční signalizaci.“, plánuje Brůha.
Více se dozvíte v následujícím videu: