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环境智能

简介

环境智能是一个比较难定义的概念。简而言之,可以说在这样的环境中,人们彼此之间以及与环境互动,并以某种智能方式协助他们完成任务。 “智能”一词涉及用户对人工智能所代表的系统所期望的响应,即其行为的主动性,可预测性和适应性。此行为集合构成了表征AmI系统的功能。另一方面,术语Ambient与人为因素和行为以及非侵入性系统的普遍存在有关。实际上,环境智能的主要目标应该是用户期望的实现以及系统对他/她的需求,偏好和习惯的动态调整。在这种情况下,环境必须被理解为一个人工作,家庭生活,娱乐时间和社交生活的扩展环境。因此,这种环境涉及工作场所,家庭,汽车或公共场所,例如商场或体育中心等。

我们不得不问:如何管理如此庞大和动态的环境? 应该在哪里找到不同的软件/硬件组件?这些组件如何相互影响? 如何将新的硬件/软件组件集成到AmI系统中以及如何重新排列以集成这些元素? 信息流动的渠道是什么,谁应该监督它们? 我们如何利用众多信息源/目标,如传感器,执行器或微处理器设备,以及在特定环境下可用的总线技术? 回答所有这些问题的基础是对环境智能的清楚的理解,它应该为硬件/软件组件提供支持和一致性,并且应该允许开发和集成AmI功能。

[描述来源:Villanueva, F. J. (2010). Ambient Intelligence. IntechOpen.]

发展历史

1998年,飞利浦管理委员会委托Palo Alto Ventures的Eli Zelkha和Brian Epstein组织了一系列演讲和内部研讨会(他们与Simon Birrell共同创造了“环境智能”这一术语),将大批量消费电子产业从当前“功能分散”的世界转变为用户友好型设备,来支持无处不在的信息,通信和娱乐。在开发环境智能概念的过程中,Palo Alto Ventures为飞利浦的Roel Pieper在1998年的Digital Living Room 会议上发表了主题演讲。该组织包括Eli Zelkha,Brian Epstein,Simon Birrell,Doug Randall和Clark Dodsworth。在此后的几年里,这些发展变得更加成熟。

2005年,飞利浦加入了Oxygen联盟,这是一个由麻省理工学院氧气项目背景下的工业合作伙伴组成的国际联盟,旨在为21世纪的计算机开发技术。 该联盟于2000年计划建立一个致力于环境智能的可行性和可用性设施,并于2002年正式成立HomeLab。随着飞利浦愿景的发展,有更多并行计划开始更详细地探索环境智能。根据信息社会和技术咨询小组(ISTAG)的建议,欧洲委员会利用其愿景启动了信息,社会和技术(IST)的第六个框架(FP6),其子公司预算为37亿欧元。欧盟委员会在AmI愿景的进一步发展中发挥了至关重要的作用。自2004年以来,欧洲环境智能研讨会(EUSAI)和许多其他会议相继举办,主要讨论AmI。

2007年,Lazaros Polymenakos等人提出了一个架构框架以及一组中间件元素,以促进感知组件,传感器,执行器和上下文建模脚本的集成,包括智能空间中复杂的普适计算应用程序。该架构特别强调由各种技术提供商提供的感知组件的集成,这在当时的传统架构中尚未得到充分解决。此外,他们设计的体系结构允许智能发现和管理资源。除了对面包板架构的描述外,他们还展示了其非功能性特性并评估其性能。他们还概述了基于此体系结构构建的一组丰富的实用原型普及服务。这些服务强调在会议,讲座和演示范围内提供以人为中心的帮助(例如,记忆辅助,会议录音)。

2008年,Peter Wolf等人介绍了SOPRANO方法,该方法基于本体的技术和面向服务的设备架构的组合。 在这种方法中,他们专注于分离系统的不同方面,如传感器和执行器,上下文信息和系统行为,并提供一个框架。

主要事件

年份事件相关论文/Reference
1998飞利浦管理委员会委托Palo Alto Ventures的Eli Zelkha和Brian Epstein组织了一系列演讲和内部研讨会(他们与Simon Birrell共同创造了“环境智能”这一术语) Olson, N.; Nolin, J.; Nelhans, G. (2015). Semantic web, ubiquitous computing, or internet of things? A macro-analysis of scholarly publications. Journal of Documentation. 71 (5): 884–916.
1998Palo Alto Ventures为飞利浦的Roel Pieper在1998年的Digital Living Room 会议上发表了主题演讲Aarts, E. H. L.; Encarnação, J. L. (2006). True Visions: The Emergence of Ambient Intelligence. Springer.
2007Lazaros Polymenakos等人提出了一个架构框架以及一组中间件元素,以促进感知组件,传感器,执行器和上下文建模脚本的集成Soldatos, J., Dimakis, N., Stamatis, K.,  Polymenakos, L. (2007). A breadboard architecture for pervasive context-aware services in smart spaces: middleware components and prototype applications, Personal and Ubiquitous Computing. 11(3): 193-212.
2008Peter Wolf等人介绍了SOPRANO方法Wolf, P., Schmidt, A.,; Klein, M. (2008). SOPRANO – An extensible, open AAL platform for elderly people based on semantical contracts. Proceedings of the 3rd Workshop on Artificial Intelligence Techniques for ambient Intelligence. pp 11-15.

发展分析

瓶颈

许多研究人员只是强调AmI功能的发展,而硬件/软件结构问题则被推到了后台。硬件访问很重要,物理网络结构的复杂性经常被低估。此外,隐私安全是一个很重要的问题,有关AmI服务的信息通常不能与其他人共享,目前,大多数AmI组件都不知道同一系统中是否存在其他组件。

未来发展方向

由于AmI的系统将由许多不同的元素组成,组件之间的通信需要优化——最小化资源消耗并最小化处理时间。并且AmI需要有更好地可扩展性,同时保证其安全性。安全性不仅适用于通信,它是任何AmI系统的一般要求,因为它们的性质:AmI系统必须以非侵入方式与人类交互。

Contributor: Yuanyuan Li

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