Lekcija 8 - Ne-grafiki interfejsi sveprisutno raunarstvo

|Contents|2

Contents

LearningObject................................................................ 3Ne-grafiki interfejs i sveprisutno raunarstvo................................................................ 3Ne-grafiki korisniki interfejs..........................................................................................3Glasovni korisniki interfejs............................................................................................. 4Auditivni interfejs............................................................................................................. 6Elementi govornog korisnikog interfejsa........................................................................ 7Prepoznavanje rei.........................................................................................................10Sintetizatori govora........................................................................................................ 13Autentikacija korisnika................................................................................................... 13Problematika govornog interfejsa.................................................................................. 14Wearable computing...................................................................................................... 14Primena wearable computinga...................................................................................... 16Sveprisutno raunarstvo................................................................................................ 26Mree senzora................................................................................................................ 30Primena mree senzora................................................................................................. 33Intel Wearable challenge i Google Glass....................................................................... 34Ne-grafiki interfejs i sveprisutno raunarstvo.............................................................. 35

|LearningObject|3

LearningObject

Ne-grafiki interfejs i sveprisutno raunarstvo

Ne-grafiki interfejs i sveprisutno raunarstvoU ovoj lekciji emo predstaviti nene-grafike interfejse i pogledati primere i upotrebuwearable i pervasive computinga sveprisutno raunarstvo.

Ne-grafiki korisniki interfejs

Cilj Upoznati tipove ne-grafikog interfejsa

Ne-grafiki korisniki interfejsInterakcija ovek raunar je bazirana na korisnikovim aktivnostima kao meavinamultimodalnepercepcije, kognitivnih i intuitivnih mentalnih procesa i motornih akcija. Velika veinainterfejsa ovek raunar je bazirana na grafikoj povratnoj sprezi raunara. Dakle, izlaz izraunara se prikazujekorisniku preko grafikog displeja. Tipian grafiki korisniki interfejs se zasniva nakombinacijiureaja: video displej, mi i tastatura.

Meutim, postoje i sistemi interakcije koji nisu primarno bazirani na grafikom displeju, iliporedgrafikog displeja koriste druge izlazne ureaje za interakciju sa korisnikom. Ovakvi interfejsisenazivaju ne-grafiki korisniki interfejsi.

U ne-grafike korisnike interfejse spadaju:

Glasovni korisniki interfejsi

Agenti za konverzaciju. Radi se o personifikaciji raunarskog interfejsa kroz robote kojigovore, odgovaraju na pitanja i vode korisnika kroz prostor.

Haptiki korisniki interfejs

|LearningObject|4

Agent za konverzaciju u obliku robota

http://www.komonews.com/news/tech/Japan-conversation-robot-ready-for-outer-space-213149341.html

Glasovni korisniki interfejs

Cilj Upoznati se sa elementima glasovnog korisnikog interfejsa

Glasovni korisniki interfejsGlasovni korisniki interfejs (GKI) je mehanizam kojim korisnik komunicira sa aplikacijombaziranom na govornom jeziku. Elementi GKI su:

Sistemske poruke Gramatika Logika dijaloga.

Tokom interakcije ovek i sistem komuniciraju dijalogom.Sistemske poruke ili prompt su unapred zapisani ili sintetizovani govor koji se emitujekorisniku tokom dijaloga. Broj ovakvih poruka je konaan.

Gramatika definie rei koje korisnik moe da izgovori kao odgovor na sistemske poruke.Sistemmoe da razume samo one rei, reenice i fraze koje su ukljuene u gramatiku.

Logika dijaloga definie tok akcija koje preduzima sistem tokom interakcije. Na primer,odgovor na

|LearningObject|5

neto to je korisnik rekao ili itanje informacija dobijenih iz baze podataka.

Sledei primer pokazuje tipinu interakciju izmeu korisnika i aplikacije bazirane na govornomjeziku.Aplikacija je vlasnitvo preduzea koje se bavi katalokom prodajom proizvoda i kao jedan odkanalaprodaje koristi prodaju preko telefona

U ovoj aplikaciji je sve to sistem moe da izgovori prethodno snimljeno. Skup ovih snimakainisistemske poruke. Nakon prompta Koji je kataloki broj proizvoda koji elite da kupite?sistem sluakorisnikovu poruku koja moe biti neki broj iz kataloga, ali i neki od alternativnih odgovorakao to je:ne znam, ne seam se tano, saekajte da pogledam ili slino. Gramatika primakorisnikovodgovor i prepoznaje ili ne prepoznaje njegov zahtev. Logika dijaloga na osnovu toga odluujekoji ese naredni korak preduzeti. U ovom sluaju sistem prelazi na alternativni nain definisanjaproizvoda,preko imena proizvoda.

Metodologija i principi projektovanja GKI se u velikoj meri poklapaju sa projektovanjem drugihvrstainterfejsa ovek raunar. Ipak, postoje i bitne razlike. Dve primarne karakteristike GKI inegarazliitim od drugih vrsta interakcije: modalitet ovog interfejsa je auditivan (ujni, slualaki),ainterakcija se vri preko govornog jezika.

Princip rada govornog korisnikog interfejsa

Prvi sistem koji je koristio govorni korisniki interfejs je bila igraka nazvana Radio Rexproizvedena

|LearningObject|6

1911. godine Radio Rex je bio pas napravljen od celiluoida i postavljen na prethodno sabijenuoprugu, koju je drao elektromagnet. Unutar kuice psa bi je postavljen metalni most ija jesopstvenafrekvencija oscilovanja bila oko 500 Hz, to odgovara frekvenciji samoglasnika u rei Rex.Kada bineko glasno izgovorio Rex, most bi poeo da osciluje, prekinuo bi napajanje elektromagneta,oprugabi se oslobodila i pas bi poleteo. Dakle, ovek je trebao da izgovori pravu re (komandu), asistem biizvrio oekivanu akciju.

Auditivni interfejs

Cilj Upoznati se sa elementima auditivnog interfejsa

Auditivni interfejsAuditivni interfejs se zasniva potpuno na zvuku. Sa strane korisnika zvuk je u formi govora. Sastrane sistema zvuk je u obliku govora ili negovornog izlaza iz sistema.

Negovorni izlaz (na engleskom nonspeech output ili nonverbal audio NVA) moe biti i formi:

Auditivnih ikona (engleski earcons) koje predstavljaju neki zvuk koji ima odreeno znaenje Muzike u pozadini Zvuka okoline

Najvei izazov u projektovanju auditivnog interfejsa lei u injenici da je interakcija sakorisnikomzasnovana na prolaznim, emitovanim porukama. Korisnik dobija priliku da ih uje, ali, ako nijekoncentrisan ili mu okolna buka smeta, poruka ne mora da bude primljena.

Auditivni interfejs ne koristi displej za prikaz informacija, instrukcija ili komandi kao to jesluaj kodrecimo GUI-ja, gde su informacije vidljive onoliko dugo koliko je korisniku potrebno zapercepciju.Auditivna poruka traje onoliko dugo koliko traje njen izgovor i korisnik mora da je prihvati urealnomvremenu, a u suprotnom ona je izgubljena. Korisnik ne moe da utie na brzinu emitovanjaporuka.Umesto toga sistem definie tempo interakcije i u sluaju dobrih interfejsa ovaj tempo trebada budeusklaen sa kognitivnim mogunostima korisnika. Pored toga za snimanje sistemskih porukajepotrebno izabrati naratora koji e svojim glasom, intonacijom i ritmom govora na pravi nainizgovoriti poruke.

|LearningObject|7

Prilikom govorne komunikacije ljudi koriste mnoge konvencije, pretpostavke i oekivanja.Sve ovo ini komunikaciju lakom i efikasnijom. Posebno je u govornoj komunikaciji vanooekivanje. Ljudioekuju smislenu reakciju sagovornika na ono to su rekli. Ilustrovaemo pojam oekivanja ukomunikaciji sledeim primerom. Ako jedna osoba u prolazu pita drugu osobu: kako si?, onaneoekuje da joj osoba detaljno objasni kako se osea. Postavljeno pitanje je stvar konvencije iljubaznosti i ne oekuje se nita vie od kratkog odgovora. Neke od konvencija i oekivanja suuniverzalne, a neke vezane za jezik ili kulturu.

Razumevanje procesa govorne komunikacije je od neprocenjive vanosti za projektovanjedobrogauditivnog interfejsa. Neuvaavanje oekivanja vodi ka interfejsu koji e biti manje komforan,komunikacija nee tei glatko, korisnik e tee shvatati poruke i sistem e biti podlonijigrekama.U odnosu na druge sisteme interakcije, govorna interakcija sa sistemom ima neke prednosti:

Intuitivnost i efikasnost. Govorni interaktivni sistemi su zasnovani na korisnikovoj prirodnojsposobnosti da govori. To je njegov prirodan i najneposredniji nain izraavanja. On je mnogojednostavniji nego, na primer kucanje po tastaturi. ak i unos jednostavnih podataka, kao toje na primer naziv grada, moe da izazove greku u unosu podataka.

Sveprisutnost. Mobilni telefoni i drugi ureaji koji imaju glasovni korisniki interfejs su stalnodostupni ljudima. Govorni pristup ini sistem dostupnim sa svakog mesta.

Lakoa korienja. Dobro dizajniran GKI je efikasan i lak za upotrebu.

Ne zahteva veliko angaovanje korisnika. GKI ne zahteva angaovanje ruku i oiju u merikojuto ine drugi mehanizmi interakcije. Korisnik moe da vozi, da se kree ili radi druge stvari.

Zbog ovoga, a i zbog injenice da mobilni ureaji imaju siromaan korisniki interfejs, GKI senamee kao idealno reenje za mobilne telefone, depne PC-je, PC tablete islino.

28. aprila 2010. Apple je kreirao iOS aplikaciju Siri inteligentnog linog asistenta i navigatorakoji koristi prirodan govor kao korisniki interfejs. Siri odgovara na pitanja, pravi preporuke iizvodi akcije upuivanjem zahteva odreenim web servisima.

http://en.wikipedia.org/wiki/Siri

Elementi govornog korisnikog interfejsa

|LearningObject|8

Cilj Upoznati se sa elementima govornog korisnikog interfejsa

Elementi govornog korisnikog interfejsaKada se projektuje GKI definie se u stvari skup mogue konverzacije izmeu oveka isistema.Svaka sesija konverzacije se sastoji od serije razmenjenih poruka: sistemskih poruka i govorakojipredstavlja odgovor oveka. Da bi zadovoljio potrebe oveka, sistem mora da razume takorisnikkae, da izvede potrebnu obradu ili transakciju i odgovori na nain koji e konverzacijupomeriti kakorisnikovom cilju.

Na narednoj slici je prikazana arhitektura govornog korisnikog interfejsa. On se sastoji odnizamodula projektovanih da vre razliite obrade podataka, i to:

Ulaz glasa (oveiji govor) Razumevanje Izraunavanje i transakcija Odgovor.

Nakon odgovora, sistem oekuje da korisnik izgovori narednu poruku, pa se prethodnasekvencaponavlja, sve dok se komunikacija ne zavri.

|LearningObject|9

Prvi modul obavlja detekciju poetne i krajnje take govora korisnika. Sistem oslukuje govorkorisnika i prepoznaje kada zvuni talasi, koji predstavljaju govor korisnika, poinju, a zatimoslukuje kada poinje dovoljno duga tiina kako bi prepoznao krajnju taku govora. Snimakzvunih talasa se pakuje i prosleuje narednom modulu, koji vri ekstrakciju karakteristika

OVDE IDE SLIKA 2 (OBRISATI NAKON UNOSA)

Modul ekstrakcije karakteristika transformie govor izmeu krajnjih taaka u nizkarakteristinihvektora. Vektor karakteristika se sastoji od liste brojeva koji predstavljaju merljivekarakteristike govorakoje su potrebne za prepoznavanje rei. Brojevi obino predstavljaju karakteristike govoravezane zaenergiju pri razliitim frekvencijama. Jedan karakteristini vektor uobiajeno sadri podatke za10milisekundi govora.Sledei modul vri prepoznavanje govora. On ita karakteristine vektore i pokuava daprepozna reikoje je izgovorio korisnik.

|LearningObject|10

Nakon to se izgovorene rei prepoznaju, aktivira se modul za razumevanje prirodnog jezika.Zadatakovog modula je da dodeli znaenje izgovorenim reima. Postoje razliiti naini zapredstavljanjeznaenja. Jedan od estih naina prezentacije znaenja je niz slotova sa vrednostima. Svakislotsadri po jednu informaciju relevantnu za aplikaciju.Na primer, u aplikaciji za rezervaciju karata za avionske letove slotovi bi sadrali: mestopoletanja,mesto sletanja, datum i vreme.

Modul za razumevanje prirodnog jezika analizira nisku rei koje je dobio od modula zaprepoznavanjei dodeljuje vrednosti odgovarajuim slotovima. Na primer, ako korisnik kae: elim da idem uPariz,modul za razumevanje treba da smesti Pariz u slot za mesto sletanja.Kada su poznate vrednosti slotova, dijalog menader preuzima ulogu i odreuje ta e sistemsledeeuraditi. To zavisi od vrednosti u slotovima i logike programa. Za razmatrani sistem zarezervacijusistem moe da:

Postavi dodatno pitanje ukoliko neki od slotova nije popunjen jer korisnik nije dao podatak ilipodatak nije prepoznat

Pristupi bazi podataka i saopti korisniku koji su letovi na raspolaganju, traei od njega daseodlui za neki

Izvri transakciju, tj. rezervie kartu.

Prepoznavanje rei

Cilj Razumeti kako funkcionie modul za prepoznavanje rei.

Prepoznavanje reiJedan od krucijalnih modula GKI je modul za prepoznavanje. Njegov zadatak je da definienisku reikoja je izgovorena. To se postie tako to pretrauje model prepoznavanja koji sadri svemogueniske rei koje korisnik moe da kae, zajedno sa njihovim moguim izgovorom. Modul zaprepoznavanje pretrauje sve te mogunosti da bi video koja se najvie poklapa sa nizomkarakteristinih vektora. Na kraju on odreuje nisku rei koja se najbolje poklapa sa ulazom.

|LearningObject|11

Za kreiranje modela prepoznavanja potrebne su tri stvari:

Akustini model Renik Gramatika.

Akustini model je interna reprezentacija izgovora svakog mogueg fonema. Fonemi suapstraktneklase koje sadre minimalne razluive zvuke u jeziku. Akustini model se kreira procesomobuavanjaili treniranja. Izgovaraju se mnoge rei i reenice i povezuju se sa njihovim pisanim oblikom.Naosnovu ovakvog niza primera formira se statistiki model za svaki fonem, koji reprezentujerazliitenaine njegovog izgovaranja. Ovi podaci se zapisuju u istom formatu u kome se zapisujekarakteristini vektor, tako da je kasnije mogue uporeenje.

Renik predstavlja listu svih rei i njihovo izgovaranje. Izgovaranje pokazuje modulu zaprepoznavanje koje akustine modele da povee zajedno da bi dobio model rei. Mnoge reiimaju

|LearningObject|12

razliit izgovor zbog regionalnih akcenata, stilskih varijacija ili brzine govora. Zbog toga renikmoeimati vie izgovora za istu re.

Gramatika je definicija svih reenica koje korisnik moe da izgovori a da one mogu bitishvaene,zajedno sa pravilima za dodeljivanje vrednosti slotovima. Tokom konverzacije se aktivirajurazliitegramatike, zavisno od sistemske poruke koja je prethodno upuena. Na taj nain se realizujeoekivanje.

U praksi se najee koriste dve vrste gramatika: gramatika bazirana na pravilima i statistikimodeljezika. Gramatika bazirana na pravilima se kreira pisanjem skupa eksplicitnih pravila kojakompletnodefiniu gramatiku.

Statistiki model jezika je statistika gramatika koja se kreira automatski iz primera. Prikupljase velika koliina govora korisnika i vri se transkribovanje onoga to su izgovorili (tj. ukucavase tekst njihovog govora). Na osnovu ovoga sistem izraunava verovatnou naredne reiu odreenom kontekstu. Na primer, sistem izraunava koja je verovatnoa da se neka renae nakon jedne ili dve prethodno izgovorene. Prednost statistikog modela jezika je dadozvoljava korisniku veu fleksibilnost u onome ta moe da kae sistemu, koje e reiizabrati i kojim e ih redosledom izgovoriti.

U primeru rezervacije karata, nakon sistemske poruke koje je mesto sletanja gramatikabazirana nareima bi mogla da ima dva pravila oblika:

elim da sletim u Pariz (ili neki drugi grad) elim u Pariz

Ako bi korisnik izgovorio elim da idem u Pariz odgovor bi bio odbaen, jer ne postoji ugramatici.Nasuprot tome, gramatika bazirana na statistikom prepoznavanju jezika bi prihvatila iodgovor tipapa vidite, ja bih eleo da idem u Pariz.

U nekim sluajevima se oba tipa gramatike implementiraju u istoj aplikaciji.

Veina komercijalnih sistema za prepoznavanje govora, pored toga to sistemu vraa niskurei kojaje izgovorena, daje i meru pouzdanosti tog odgovora (engleski confidance measure). Merapouzdanosti je kvantitativna mera koja pokazuje koliko je sistem za prepoznavanje siguran daprepoznata niska rei odgovara onome to je korisnik izgovorio. Ova mera se bazira naslinostikarakteristinih vektora koji predstavljaju ulazni signal i najbliih rei u gramatici. Merapouzdanosti se moe iskoristiti na razliite naine. Ako je mera pouzdanosti mala, sistemmoe da postavi eksplicitno pitanje kako bi potvrdio pretpostavku.

|LearningObject|13

Na primer: Vi elite da idete u Pariz. Da li je to tano?

Odgovorite sa da ili ne.

Sintetizatori govora

Cilj Upoznati zato se koriste sintetizatori govora

Sintetizatori govoraSintetizatori govora imaju zadatak da sintetizuju govor na osnovu teksta. Iako jo ne mogu dazvuekao prirodan govor oni imaju veliku primenu. Sintetizatori govora se koriste za:

Izgovaranje sistemskih poruka (mada se za ovo mogu koristiti i snimci izgovora naratora) itanje sadraja dokumenata kao to su e-mail-ovi, veb strane, vesti i slino Izgovaranje podataka dobijenih iz baze podataka, kao to je na primer broj telefona ili stanjena bankovnom raunu.

Kvalitet sintetizatora ne zavisi samo od tanosti izgovora pojedinih rei, nego i od nainaprelaza izrei u re, intonacije i drugih karakteristika prirodnog govora. Najvanije mere kvalitetasintetizovanog govora su:

Razumljivost, tj. koliko dobro slualac moe da razume sintetizovani govor Prirodnost, tj. koliko prirodno zvui sintetizovani govor Tanost, tj. koliko je tano prepoznat tekst koji se izgovara. Na primer, da li e se Mrizgovoriti kao mister ili magistar. Sluljivost, tj. koliko e dugo korisnik moi da slua sintetizovani govor bez zamora.

Autentikacija korisnika

Cilj Upoznati kako se koristi glasovna autentikacija.

Autentikacija korisnikaJedan od naina da se korisnik autentikuje je korienje metode prepoznavanja govora. Ovajprincipse esto primenjuje za pristup aplikacijama koje imaju govorni korisniki interfejs. Prednost jeu tometo korisnik ne mora da kuca lini identifikacioni broj (LIB) , a ni da ga pamti.

Pre korienja autentikacije na bazi govora korisnik mora da se registruje. Registracijapodrazumeva,

|LearningObject|14

izmeu ostalog snimanje govora korisnika. Na osnovu ovog snimka se izgrauje model glasakorisnika koji ga jedinstveno identifikuje u odnosu na ostale korisnike. Autentifikacija moebitipojaana time to e se od korisnika traiti da izgovori tano odreenu re lozinku

Problematika govornog interfejsa

Cilj Upozati kada se javljaju problemi u korienju govornog korisnikog interfejsa.

Problematika govornog interfejsaOsnovni problemi koji se mogu javiti kod korienja govornog korisnikog interfejsa sudvosmislenost,ograniene akustine informacije i buka.

U svakodnevnom govoru postoje mnoge rei i reenice koje zvue vrlo slino. Slinost se joviepoveava kada se rei izgovaraju brzo. Ovakve rei predstavljaju veliki problem za modul zaprepoznavanje jer moe lako da bude zbunjen. U principu, to je gramatika vea, nedoumicamodulaza prepoznavanje raste, a time i anse za dvosmislenost.

U principu prepoznavanje kraih rei je tee nego prepoznavanje duih. Due rei pruaju vieakustinih informacija pa ih je lake razlikovati od drugih rei.

Buka iz okruenja korisnika moe ozbiljno da ugrozi funkcionisanje govornog korisnikoginterfejsa.Buka zajedno sa govorom korisnika stie do sistema za prepoznavanje koji onda dobijaizoblienekarakteristine vektore pa ne moe da prepozna rei.

Wearable computing

Cilj Upoznati se sa pojmom nosivog raunarstva- wearable computing.

Wearable computingIzraz Wearable computnig je dosta teko prevesti na srpski jezik. Bukvalni prevod bi bionoljivoraunarstvo, mada bi bolji prevod bio odevno raunarstvo. Ovakvo ime su dobili jer se radi seoraunarima koji su podesni za noenje kao odevni predmeti u obliku odee, obue, naoara,kapa,

|LearningObject|15

rukavica i slino. U literaturi se skraeno nazivaju i WearCom.

Wearable computing je novi oblik interakcije izmeu oveka i raunara koja se zasniva naraunarukoji je uvek i uvek spreman za upotrebu i dostupan. Jedna od razlika izmeu mobilnograunarstva iwearable raunarstva je u injenici da mobilne raunare treba ukljuiti da bi poeli sa radom.Zarazliku od njih wearable raunari su uvek spremni da prue uslugu korisniku. Karakteristikauvekspreman ovih raunara prua novu sinergiju izmeu oveka i raunara jer korisnik bezekanja,neprekidno i u trenutku kada mu je to potrebno, moe da koristi raunar.

Noeni raunari zajedno sa displejima u obliku naoara, nenametljivim ulaznim ureajima,personalnom beinom lokalnom mreom i drugim dodacima, deluju kao inteligentni liniasistenti uizvrenju poslovnih i drugih aktivnosti. Na izvestan nain wearable raunari postajupersonalnogokruenja.

U odnosu na klasino raunarstvo interfejs wearable raunarstva nudi tri nove mogunosti.

Konstantnost: raunar je uvek ukljueni i spremni za interakciju sa korisnikom.

Poboljanost: Obrada podataka nije primarni cilj. Raunar e obraivati informacije dokovekneto radi, ali e istovremeno poboljavati ovekov intelekt ili poboljati ula.

Medijacija: WearCom enkapsuliraju korisnika i na taj nain postaje medijator izmeukorisnikai okruenja. Postoje dva aspekta ove enkapsulacije (uaurivanja): izolacija i privatnost. Podizolacijom se podrazumeva spreavanje nepoeljnih informacija da dopru do korisnika.

WearCom deluju u ovom sluaju kao filteri koji proputaju ka korisniku samo one informacijekoje su njemu vane za izvravanje aktivnosti. Pod privatnou se podrazumeva spreavanjeinformacija da napuste enkapsulirani prostor. WearCom su u stanju da informacije pruesamo korisniku, a da one istovremeno ne budu dostupne nikome iz okoline. Zbog toga to suelementi wearable raunara uvek u kontaktu sa korisnikovim telom oni mogu da snimajustanje tela i prilagoavaju svoj rad tom stanju.

Za razliku od nekih drugih sistema, kao to je na primer virtuelna realnost, wearable raunarinepreuzimaju monopol na korisnikovu panju. Korisnik moe svoju panju da posveujespoljnom svetuili korisnikom interfejsu. WearCom su projektovani sa idejom da imaju sekundarnu aktivnostdok

|LearningObject|16

korisnik radi neto drugo.

Primena wearable computinga

Cilj Upoznati se sa nainima korienja wearable computinga i aktuelnim ureajima.

Primena wearable computingaPotencijali primene WearCom raunara su veliki. Stalna pojava novih ulazno izlaznih ureajai razvoj nano tehnologija uinie njihovu primenu jo veom.

Jedna od zapaenih primena WearComp raunarstva je VibraVest/ThinkTank systemnamenjenslepim osobama. Sistem se sastojao od odee sa senzorima (radarima) koji su beleilipribliavanjeobjetima. Raunar je nakon obrade signala preko haptikih izlaznih ureaja upozoravaokorisnika oblizini objekata. Izlazni ureaju su takoe bili ugraeni u odeu.

Jo 1996. godine kompanija Rockwell je izradila system Trekker koji se sastojao od Pentiumraunaraupravljanog glasom i displeja i kamere koji su se nosily na glavi. Korisnik je mogao da u hoduprima iunosi informacije, a inicijalno je bio namenjen za inspekciju industrijskih pogona. Kasnije,1998. se natritu pojavio mnogo manji i laki ureaj sline funkcionalnosti Xybernaut.

|LearningObject|17

Mnogo savreniji ureaj Eye Tap projektovao je Steve Mann jo 1981. Ureaj omoguuje da sesnimi onascena i objekti koju korisnik posmatra, pri emu on takoe na minijaturnom displeju moe davidi slikegenerisane od strane raunara.

http://en.wikipedia.org/wiki/EyeTap

|LearningObject|18

Ovaj ureaj se esto poredi sa aktuelnim proizvodom kompanije Google

Google Glass.

http://en.wikipedia.org/wiki/File:MannGlas_and_GoogleGlass1_crop.jpg

U pitanju je nosivi ureaj poput naoara koji se kontrolie omou touchpada na bonom delunaoara i pomou glasovnog interfejsa.

Iako su ovi nosivi displeji stari koncept Google uspeo da napravi komercijalnu verziju,pristupane cene oko 1500$ Jo uvek je u eksperimentalnoj fazi (mart. 2014.) i nema fiksnucenu.

|LearningObject|19

Slika prikazuje oveka koji upravlja Google Glass-om preko touch pada ugraenog sa strane.

WearCom

Koristi se u armiji kao dodatna oprema vojnika. U Americi je 2007. godine zavren

|LearningObject|20

projekat Land Warrior koji je koristio WearCom za komunikaciju i navigaciju vojnika. Poredtoga sistem je mogao da prepozna prijateljske vojnike i tako sprei neeljene incidente.

SmartShirt

je majca obogaena senzorima koji snimaju psiholoke signale i kretanje ljudskog tela.Signali se snimaju konduktivnim fiber senzorima i prenose do depnog kontrolera, koji ihiz analognog pretvara u digitalni oblik. Signali se dalje Bluetooth vezom prenose do PDAureajima na kojima se obrauju i memoriu, a rezultati obrade se prikazuju korisniku.Primena ovakvih majci je u medicini, za praenje stanja pacijenata, u vatrogasnim slubamai u atletici, da bi proces treninga optimizirao. Slino ovim majcama, postoje i drugi deloviodee, kao to su pametne pantalone, muzike jakne, emocionalna odea itd.

|LearningObject|21

Intel Edison Card

Na slici gore je prikazana pametna benkica (smart-suite ) i pametna olja koje prikazuju kakose primenjuje novi intelov PC koji je veliine SD kartice. U kartici se krije Pentium PC , dual-Core 22nm Quark Processor, Ram, flash memorija, WiFI i Bluetooth i mikrokontroler za I/O saspoljnim ureajima u realnom vremenu. Edison koristi Linux kao operativni sistem.

|LearningObject|22

Jarvis

Obogaen slinim procesorom i Intelov dizajn prototip koji se nosi na uhu kao bluetoothi reaguje na govorne komande. Funkcionalnost mu je slina kao Siri moe da zakazujesastanke, okrene broj telefona i slino.

|LearningObject|23

|LearningObject|24

Slian ureaj su razvili na Univerzitetu u Hiroimi.http://mashable.com/2014/03/01/this-wearable-computer-is-like-google-glass-for-your-ears/

Pametni satovi - SMART WATCHES

Poslednjih nekoliko godina su popularni i "pametni satovi" koji su zapravo min pc-jevi sasenzorima i esto mere bioloke podatke (aplikacije za sport) komuniciraju sa mobilnimtelefonom ili se koriste umesto telefona i slino.

|LearningObject|25

Bluetooth prsten

Zanimljiv prototip je i prsten sa bluetooth-om koji reaguje prenosi signale sa mobilnogtelefona ali koji reaguje i na pokrete rukom u vazduhu.

Crtanjem figura u vazduhu poput muzike note pokreete muziki player, pisanjem slova uvazduhu aljete sms , cranjem koverte pritupate emailu itd.

http://mashable.com/2014/03/03/bluetooth-ring/

|LearningObject|26

Sveprisutno raunarstvo

Cilj Upoznati se sa pojmom i primerima sveprisutnog raunarstva

Sveprisutno raunarstvoZa sveprisutno raunarstvo se na engleskom govornom podruju susreu dva termina:pervasivecomputing i ubiquitous computing.

Ameriki pisac Adam Greenfield je predloio izraz everyware kao zajedniki naziv zasveprisutno i proimajue raunarstvo, ambijentalnu informatiku i opipljive medije.

Sveprisutno raunarstvo se bavi integracijom raunarstva u radno i ivotno okruenje. Ovakviraunarinisu zasebne jedinice, nego su integrisani u razliite ureaje. Zato se sveprisutno raunarstvoponekad naziva i integrisano raunarstvo ili everyware.

Svrha integrisanja raunara u okruenje je da se korisnicima omogui laka, prirodnija i manjeobavezujua interakcija sa ureajima koji obrauju informacije. Sveprisutno raunarstvopodrazumevada korisnik moe bit mobilan ili stacionaran, ali informacije treba da mu budu dostupne iz bilokojepozicije. Ureaji zasnovani na sveprisutnom raunarstvu su svesni potreba koje korisnik ima,a mogu

|LearningObject|27

imati i svest o okruenju i kontekstu.

Sveprisutno raunarstvo je nova disciplina raunarstva koja je jo u povoju. Razvoj novihprimenasveprisutnog raunarstva baziran je na integraciji znanja iz oblasti mrea senzora, mobilnograunarstva, distribuisanonog raunarstva, interakciji ovek-raunar i vetake inteligencije.

Primeri sveprisutnog raunarstva

Metereoloki displej

Amerika firma Ambient Devices je jedan od pionira u sveprisutnom raunarstva. Jedan odnjenihproizvoda je metereoloki displej iji zadatak je da kontinuirano prikazuje sedmodnevnuprognozu zaizabranu lokaciju, kao i trenutne atmosferske vrednosti. Tanije, prikazuje se dnevna najvia inajniatemperatura, vrsta padavina, brzina i pravac vetra, UV indeks i upozorenja vezana za polen ikvalitetvazduha. Svi podaci se preuzimaju sa sajta AccuWeather.com. Pozadinsko osvetljenje displejasemenja u skladu sa temperaturom. Displej moe stojati na stolu ili biti okaen na zidu. Na tajnain serealizuje opipljiv interfejs prema digitalnim informacijama.Princip rada ovog, a i slinih ureaja kompanije Ambient Devices, je relativno jednostavan.Unutarsamog displeja se nalazi procesor koji prikazuje informacije dobijene preko mree. Kaomrenainfrastruktura se koristi nacionalna jednosmerna Flex mrea koja je namenjena za prenosinformacijado pejdera. Ovu mreu irom sveta koriste doktori, spasioci i vatrogasci za svoje pejdere.Svakikorisniki ureaj ima jedinstveni identifikacioni broj, to omoguuje da bude individualnoadresiran od strane mree. Podaci koji se alju preko mree se prethodno prikupljaju,obrauju i pripremaju zaslanje na serveru kompanije Ambient.

|LearningObject|28

lino metereolokom displeju, kompanija Ambient Devices isporuuje displeje na kojima seprikazujetrenutno stanje na berzi, stanje na putevima, stanje na skijalitima, sportski rezultati i slino.Uprincipu, sam korisnik odluuje koji e mu podaci biti distribuirani.

Automatsko naplaivanje putarine

Jedan od primera sveprisutnog raunarstva moe da bude i automatsko naplaivanjeputarine.

|LearningObject|29

Zahvaljujui sistemima za automatsko plaanje putarine vozila ne moraju da se zaustavljajuda bi seputarina platila, ime se smanjuje guva i zastoji na autoputevima. U principu ovi sistemimogu bitizasnovani na RFID (Radio frequency identification) ili GSM tehnologiji. U svakom automobilese nalazi predajnik koji prilikom prolaska automobila kroz naplatnu rampu alje identifikacionepodatkeprijemniku. Nakon toga raunarski system vri transakciju tako to sa rauna korisnika skineiznosputarine.

Digitalni foto ramovi

Digitalni foto ramovi su displeji koji se nalaze u okruenju korisnika i mogu da prikazujufotografije.Koja e fotografija biti prikazivana zavisi od korisnikove elje. To moe biti samo jednafotografija ili sefotografije iz nekog albuma mogu smenjivati po nekom pravilu. Veina fotoramova moe da emituje i zvuk ili prikazuje video zapise. Foto ramovi koriste beinu mreuza razmenu podataka sa okolnim raunarima.

|LearningObject|30

Mree senzora

Cilj Nauiti kako se koriste- povezuju i koji sve tipovi senzora postoje.

Mree senzoraMrea senzora je infrastruktura koja se sastoji od senzorskih, raunarskih i komunikacionihelemenatakoja administratoru daje mogunost da prati i reaguje na dogaaje u zadatom okruenju.Ovakvemree se primenjuju u dravnim, industrijskim, komercijalnim sistemima, ali se sve eesusreu i udomainstvima. Okruenje moe biti fiziki svet, bioloki sistem, proizvodni sistem, ili neko ITokruenje. Tipine aplikacije koje koriste mree senzora su prikupljanje podataka, praenje inadgledanje. Pored prikupljanja podataka, ove mree se u kombinaciji sa dodatnim ureajimakoristeza upravljanje. Postoji velika primena mrea senzora i u medicini, a jedna od njih jemedicinskatelemetrija.

Senzorske mree se sastoje od etiri komponente: Skup distribuiranih ili lokalizovanih senzora Mrea koja povezuje senzore (najee, ali ne i obavezno, beina) Jedinica za prikupljanje podataka Raunar koji vri korelaciju podataka, prati trendove, prikazuje status i vri data mining

|LearningObject|31

Zbog potencijalno velike koliine podataka koji se skupljaju vanu ulogu igraju algoritmiza upravljanje podacima. Poeljna je obrada podataka u samoj mrei, odnosno na mestuprikupljanja podataka, kako bi se smanjio transfer podataka.

Raunarska i komunikaciona infrastruktura mree senzora je posebno prilagoena za takvookruenje i ugraena u ureaje. Zbog toga se sami senzori integriu sa raunarom, modulomza beinu mrenu komunikaciju i napajanjem. Ovakvi ureaji se nazivaju vorovi beinemree senzora ili pametni senzori.

Poseban problem mrea senzora je napajanje senzorskih vorova. Neki vorovi imajuekstremno malupotronju struje, od svega nekoliko mili ampera, dok neki, kao to su radari, imaju velikupotronju.Kada je to mogue, vorovi su programirani tako da su vei deo vremena u sleep modu, abude sesamo za kratko vreme u trenutku kada treba da izmere i poalju veliine koje mere. Usluajevimamrea senzora koje pokrivaju velika podruja, kao to na primer moe biti nacionalni park,vrlo jeteko obezbediti energetske kablove do svakog senzorskog vora. Zbog toga se koristi nekilokalniizvor energije, na primer kombinacija solarnih elija i baterija. Nove generacije senzorazahtevaju vrlonizak napon za rad. Zbog toga se eksperimentie i sa senzorima koji energiju dobijaju od ivihorganizama na kojima se nalaze (od toplote tela ili od vibracija koje se javljaju pri kretanjudelova tela).

Posebnu klasu senzora ine pasivni senzori koji ne zahtevaju sopstveno napajanje, vepotrebnuenergiju za prenos podataka uzimaju od radio talasa koji im pristupaju radi preuzimanjapodataka.

Obzirom da senzori mogu biti udaljeni, veina mrea senzora se implementira kao beina ad-hocmrea senzora. Na taj nain se izbegava potreba za kabliranjem, a i ostavlja se mogunost dapojedini senzorski vorovi budu pokretni tokom vremena. Da bi se smanjila potronja struje,beinimreni predajnici imaju mali domet kojim mogu da komuniciraju samo sa okolnim senzorima.Prenospodataka se vri od vora, do vora i tako se dolazi do centralnog raunara koji prikupljapodatke izcele mree.

|LearningObject|32

Tipina arhitektura beine multi-hop mree senzora

Mree senzora mogu biti nainjene od istih ili razliitih senzora. Izmeu ostalih koriste sesledee vrste senzora:

Elektro magnetni senzori Radio-talasni senzori Optiki senzori Elektro-optiki Infracrveni Radari Laseri Senzori lokacije-navigacije Seizmiki senzori Biohemijski senzori Senzori temperature, vlanosti i vazdunog pritiska

Zahvaljujui nano tehnologijama, nove generacije nekih od ovih senzora su veliine zrnapirina, pa imanje. Zbog toga se mree senzora esto nazivaju pametna praina (smart dust, motes).Meutimima i veih senzora. Generalno, obzirom na fiziku veliinu senzori se dele na:

nanoskopske od 1 do 100 nanometara mezoskopske od 100 do 10.000 nanometara mikroskopske od 10 do 1000 mikrometara i makroskopske od 1 do 1000 milimetara.

|LearningObject|33

Primena mree senzora

Cilj Upoznati za ta se koriste mree senzora.

Primena mree senzoraPrimena mrea senzora je jako iroka. One se primenjuju praktino svuda - u proizvodnimpogonima,kancelarijama, zgradama i kuama, u gradskom okruenju, transportnim sredstvima, uprirodi. Ovo jezbog toga to mree senzora imaju itav niz povoljnih osobina, kao to su:

mala ili nikakva potronja struje mogunost da mrea nastavi rad ak i u sluaju da se neki od vorova pokvari ili da seizgubi komunikacija sa njimmobilnost vorova dinamika topologija mree heterogenost vorova (pojedini vorovi mogu da mere iste ili razliite veliine) automatski rad, bez potrebe za nadgledanjem.

Mree senzora se ugrauju u zgrade, mostove, rudnike i druge objekte da prate stanjeobjekata,zamor materijala ili da detektuju preivele posle zemljotresa ili drugih nesrea. U gradskimsredinama i na drugim ekoloki kritinim mestima, mree senzora se grade da snimaju stanjezagaenja vazduha,vode i zemlje, ali i kretanje ivotinja ili saobraajnih sredstava.

Vojne aplikacije mrenih senzoraukljuuju praenje stanja na bojitima, prepoznavanje prijateljskih vojnika, praenje stanja ipozicije

|LearningObject|34

vojnika i td. Primenom senzora toplote, zvuka, pritiska, vibracija i svetlosti, mogue je otkritikretanjevojnih trupa unutar podruja pokrivenog mreom.

Intel Wearable challenge i Google Glass

Cilj Upoznati se sa aktuelnim Intel wearable challenge-om i pogledati Glass development kit

UI design

Intel challengePogledati aktuelan Intelov konkurs za koncept wearable ureajahttps://makeit.intel.com/

Pogledati Inspirativne epizode

Make It Wearable | Episode 1: Human Communication (5:17)https://www.youtube.com/watch?v=O0iPNr-142Q

Make It Wearable | Episode 2: Human Health (5:26)https://www.youtube.com/watch?v=I2l3e1oNwUU

Make It Wearable | Episode 3: Human Expression (5:42)https://www.youtube.com/watch?v=d0oAjYsgf7g

Make It Wearable | Episode 4: Becoming Superhumanhttps://www.youtube.com/watch?v=eyx0SwNlpPw (6:17)

Pogledati i analizirati finalistehttps://makeit.intel.com/finalists

Diskusija i analiza predloga i inspirativnih projekata.

Glass development kitPogledati Glass developer sitehttps://developers.google.com/glass/

Pogledati listu Glass aplikacijahttp://glass-apps.org/google-glass-application-list

Analiza aplikacija

Pogledati dizajn principe za Glass aplikacijehttps://developers.google.com/glass/design/principles

Pogledati quick start development guide

|LearningObject|35

https://developers.google.com/glass/develop/gdk/quick-start

Pogledati i analizirati primere mini-igara https://developers.google.com/glass/samples/mini-games

Pogledati video za socijalnu edukaciju- odgovorno korienje Glass ureaja

https://www.youtube.com/watch?v=FlfZ9FNC99k

Diskusija na temu socijalnih pitanja i pitanja privatnosti koja potee upotreba ovog ureaja.

Ne-grafiki interfejs i sveprisutno raunarstvo

Ne-grafiki interfejs i sveprisutno raunarstvoIako je grafiki interfejs i dalje najpopularniji, upotreba ne-grafikih interfejsa takoe imasvoju istoriju i sve je pristupanija za masovnu upotrebu.

ContentsLearningObjectNe-grafiki interfejs i sveprisutno raunarstvoNe-grafiki korisniki interfejsGlasovni korisniki interfejsAuditivni interfejsElementi govornog korisnikog interfejsaPrepoznavanje reiSintetizatori govoraAutentikacija korisnikaProblematika govornog interfejsaWearable computingPrimena wearable computingaSveprisutno raunarstvoMree senzoraPrimena mree senzoraIntel Wearable challenge i Google GlassNe-grafiki interfejs i sveprisutno raunarstvo