Raffi Krikorian rankoje laiko ne didesnį už degtukų dėžutę
elektroninį grandyną, kuriame telpa dvi
mikroschemos, keletas laidų ir pora lizdų. "Jis kainuoja kokius tris
dolerius", - sako Raffi. Grandynas toks pigus
ir paprastas, jog Krikorian grupė naujajame Massachusetso
technologijos instituto Bitų ir atomų centre
tikisi, kad šis ne tik pakeis mūsų
namuose išvedžiotų laidų raizgalinę, bet ir
visą mūsų gyvenimo būdą tuose namuose.
Mokslininkai tikisi savąjį
prietaisą įterpti į viską: nuo lempučių,
perjungiklių ir temperatūros jutiklių,
iki spynų duryse ir spintų lentynų. Po
to jie bus sukabinti į savotišką tinklą,
pakeisiantį tradicinį kabelių,
perjungiklių ir kitų įtaisų mišinį, kuris
susidaro, kuomet bandoma automatizuoti namą.
Ar tai nebus dar vienas garsiai išreklamuotas "gudraus" namo
tipas? "Tikrai ne", - sako naujojo MIT
centro direktorius ir projekto vadovas Neil Gershenfeld. Jis ir jo grupė
panaudojo savo sukurtąjį mažąjį
prietaisą ir pavertė beveik viską, kas yra
namuose, Tinklo serveriu. Suteikime tiems objektams po Tinklo adresą
ir jie galės bendrauti vieni su kitais naudodamiesi supaprastinta
standartinės Interneto komunikacijos forma.
Rezultatas: vientisas, atviras ir paprastas standartas, kurį Gershenfeld
pavadino "nuliniu" Internetu.
Jis tvirtina, kad Interneto panaudojimo privalumai bus didžiuliai.
Galima naudotis visais pasaulinio Interneto privalumais - paprastumu,
patikimumu ir begaliniu lankstumu - ir tuo pat metu apsieiti be visa tai
valdančių kompiuterių. "Mes
nesiekiame prikimšti namus kompiuterių, -
sako Gershenfeld, - mes paversime patį namą kompiuteriu tikrąja ta
žodžio prasme."
Suteikime internetinio prijungimo galimybę netgi patiems
nereikšmingiausiems pastato komponentams ir jų sujungimo į tinklą kaina
ženkliai sumažės. Galima prisijungti
apšvietimo prietaisus, judesio sensorius, kaitintuvus ar oro kondicionierius,
todėl sistema žinos, kuomet kambariu
yra naudojamasi ir atitinkamai sureguliuos temperatūrą ir apšvietimą
jame. Jeigu įvyktų gaisras, tinklas
"pasakys" gelbėtojams, kiek pastate yra
žmonių ir kuriuose kambariuose. Jis leis
jums per atstumą valdyti skalbiamąsias
mašinas, virykles, užuolaidas ar vaizdo grotuvus, jis primins jums, kad
atėjo laikas išgerti vaistus, jeigu pats
būsite tai pamiršęs. Nesvarbu, kur ir kaip
jūs panorėsite sąveikauti su savo
aplinka, Internetas-0 jums padės tai padaryti.
Poreikiai automatizavimo įrangai. Pasaulinė pastatų automatizavimo, prietaisų ir programinės įrangos rinka (viršuje) auga kur kas lėčiau, nei namų automatizavimo rinka (apačioje).
Aišku, Internetas-0 privalo pasižymėti tam tikromis ypatingomis
savybėmis. Šiuo metu jau yra sukurta daug būdų, kurie gali padidinti
elektroninį jūsų namų "intelektą".
Pavyzdžiui, sistema X10, kurią sukūrė
viena kompanija iš Kento miesto Vašingtono valstijoje. Tinklo sudarymui
ji naudoja elektros laidus. Norėdami automatizuoti oro kondicionierių,
jūs prijungiate prie jo X10 modulį, o
po to tą modulį įjungiate į elektros
rozetę. Kitoje pastato vietoje į panašią
rozetę įjungtas transyveris galės
būti naudojamas kondicionieriaus
įjungimui ar išjungimui. Galima
panaudoti ir bevielio ryšio technologijas,
tokias kaip Bluetooth, kurios labai supaprastina tinklo sukūrimą, nes
kompiuteriai, telefonai ir kiti prietaisai bendrauja radijo bangomis.
Visos šios distancinio valdymo ir automatizavimo sistemos
pastaruoju metu išaugo į nemažą verslą.
Yra prognozuojama, kad 2006 m. vien pasaulinė namų automatikos
prietaisų rinka pasieks daugiau kaip 3 mlrd.
dolerių. Nieko nuostabaus, kad konkurencija šioje rinkoje darosi vis
aršesnė.
Kokie yra Interneto-0 pranašumai? Didžiausia jo konkurentų
problema yra, pasak Gershenfeld, ta, kad kiekvienos sistemos dydis yra
fiksuotas - jos negalima nei išplėsti, nei
sumažinti. Jeigu, pavyzdžiui, sumanytumėte tokią bevielio ryšio sistemą,
kaip Echelon Corp., gaminamą LonWorks, panaudoti vien šviesos
junginėjimui namuose, vis tiek teks investuoti į
įrengimus ir programas tūkstančius
dolerių, nors jie gali būti skirti oro
kondicionierių valdymui ir jums visai nereikalingi. Tuo tarpu mažesniems
tinklams skirtos sistemos, tokios kaip minėtoji X10, nebetinka, jeigu
pabandoma jas nors kiek padidinti. Elektros tiekimo linijomis galima perduoti
ribotos dažnių juostos signalus,
todėl viename tinkle negali būti daugiau
nei 255 moduliai. Internetas-0 visų šių
bėdų neturi.
Dvi svarbios idėjos leido mokslininkams specialią namų
automatizavimui skirtą įrangą pakeisti
paprastomis Tinklo plokštėmis. Pirmoji
yra ekstremalus visos internetinės ryšio sistemos supaprastinimas. Antroji
idėja buvo paprasčiausias tinklu sklindančių duomenų greičio
sumažinimas.
Didžiausią proveržį leido
pasiekti supaprastintos Interneto ryšių
sistemos sukūrimas. "Internetas
egzistuoja jau 30 metų, todėl daugelis
pradžioje darytų klaidų jau ištaisytos,
sako Krikorian. Internetas yra paremtas atviru protokolu, kurį naudoja visas
pasaulis. Mes supratome, kad galime tuo sėkmingai pasinaudoti."
Bet, paverčiant mažas
dėžutes Tinklo serveriais, teko sugalvoti
programavimo koncepciją, vadinamą
"išsluoksniavimu". Internetinio ryšio
sistemą sudaro septyni sluoksniai. Pirmasis arba fizinis sluoksnis
nusako elektrines ir mechanines tinklo aparatūrinės įrangos specifikacijas,
antrasis apibūdina tai, kaip kompiuteris pasiekia tinklą, o septintasis
sukuria sąsajas tarp programinių taikymų,
pavyzdžiui - Tinklo naršyklės ir
paties tinklo.
Anot Fershenfeld, šie sluoksniai yra programinis žmogiškosios
biurokratijos atitikmuo: kiekviename yra savotiškas valdymo komitetas,
administruojantis tam tikrų funkcijų
vykdymą, ir nemaža jam skirto
programinio kodo dalis yra skirta
paprasčiausiam žinučių, siunčiamų
kitiems sluoksniams, perdavimui. Sumažinti sistemą tiek, kad ji tilptų
mažyčiame luste, buvo įmanoma tiktai išmetus
visas pasikartojančias ar nebūtinas
kiekvieno jos sluoksnio funkcijas ir paliekant vien specialių užduočių
vykdymui reikalingą programos dalį.
Jeigu norėtumėte ištisai įdiegti visus
sluoksnius, jums reikės megabaitą
užimančios programos. Tačiau Kirkorian
aptiko sluoksniuose pakankamai daug pasikartojimų ir kitokių
nereikalingų programinių šiukšlių, todėl jis
sugebėjo visas svarbiausias septynių sluoksnių funkcijas sutalpinti 4
kilobaitų talpos luste. "Mūsų lustas
neturi operacijų sistemos, - sako jis. -
Jam nereikia rištis su spausdintuvais ar spręsti, kokia programos versija
yra įkrauta kituose kompiuteriuose. Jam tereikia pasiųsti ir priimti
paprastas, Tinklo adresus primenančias
komandas."
Greta išsluoksniavimo, paverčiant pastatą internetinių
svetainių aviliu, prireikė drastiškai
sumažinti greitį, kuriuo duomenys sklinda
laidais. Kiekviename tinklo mazge nedidelė duomenų bito dalis
atsispindi elektroniškai. Tokie atspindžiai
gali susimaišyti su duomenimis ir sugadinti visą siunčiamą paketą.
Tradicinis tinklas, pavyzdžiui - Ethernetas,
kovai su atspindžiais naudoja brangią "habais" vadinamą įrangą. Bet,
jeigu duomenis siųsime lėčiau, sąveika
dėl atspindžių sumažės savaime. Tai ir
yra padaryta "nuliniame Internete", kuriame duomenys perduodami
mažesne nei 1 Mb/s sparta. "Tai reiškia,
kad tinklą kurti dabar galime
panašiai, kaip tai daro kambaryje laidus
vedžiojantis elektrikas, - sako Gershenfeld. - Vietoj "habų" ar kitos
specialios aparatūros įjungimo, mes
paprasčiausiai sujungsime laidą su laidu."
Be to, Internetui-0 nebereikia centrinio kompiuterio,
kiekvienai elektrinei jungčiai paskiriančiai po
internetinį adresą. Kuomet yra
įjungiamas koks nors prietaisas, jo lustas
atsitiktinai pasirenka adresą ir pasitikrina, ar jo dar nenaudoja kas nors
kitas. Jeigu ne, prietaisas toliau nuolat naudos tą adresą. Dabar tereikia
tokį tinklą papildyti kompiuteriu arba
sujungti jį su globaliuoju Internetu, ir jame esančius prietaisus bus galima
valdyti iš bet kurios pasaulio vietos.
Tikrindami, ar koncepcija yra teisinga, mokslininkai jau pagamino
tinklo prototipą, į kurį sujungė daug
lempučių ir perjungiklių, aprūpintų
Krikorian lustais ir sujungtų vien elektros laidais. Dabar ši elektros
instaliacija ne tik maitina buitinius prietaisus,
bet ir siuntinėja tarp jų signalus. Demonstruodamas, kaip visa tai
veikia, Krikorian prieina prie grandyno dalies, gulinčios ant stalo. Ten yra du
perjungikliai ir nedidelė lemputė. Jis spragteli abu perjungiklius. Nieko
neįvyksta. Po to jis paliečia nedidelę
metalinę juostelę, pritvirtintą prie
vieno perjungiklio. Vėliau jis paliečia
panašią juostelę lemputėje.
Paspaustos juostelės perduoda viena kitai
žinią: "aš pasiruošusi įjungimui".
Kadangi abi siunčia savo žinutes viena po
kitos, jos apsikeičia savaisiais tinklo adresais ir tampa "sujungtomis".
Norėdamas tai įrodyti, jis spragteli
jungiklį ir lemputė užsidega. Netgi
išsukus lemputę ir įjungus ją kitoje
vietoje, perjungiklis vis dar ją valdo.
"Dabar šis perjungiklis valdys lemputę,
nesvarbu kurioje pastato vietoje vienas ir kitas būtų", sako Kirkorian.
Jeigu, pavyzdžiui, pakeisime
perjungiklį temperatūros jutikliu, o lemputę -
oro kondicionieriumi ir paliesime jų metalines juosteles, iškart turėsime
temperatūros kontrolės sistemą.
Tai yra įmanoma, nes tinklas sugeba daryti kur kas daugiau, nei
siuntinėti paprastus įjungimo ir
išjungimo signalus. Krikorian planuoja papildyti sistemą programine jutiklių ir
perjungiklių moda. Ši moda leistų taip
užprogramuoti prietaisus, kad jie pradėtų siųsti komandas tiktai tuomet,
kai bus veikiami tam tikrų stimulų,
pavyzdžiui, temperatūros pokyčio,
laikrodžio ar infraraudonojo jutiklio
išvesties signalo.
Su tuo, jog internetiniu protokolu grindžiami tinklai yra "gudrių"
pastatų ateitis, sutinka ir Ken Sinclair, dirbantis pastatų
automatizavimo konsultantu ir redaguojantis automatedbuildings.com. Jis teigia, kad
Internetas-0 gali tapti galinga sistema. Tačiau jis taip pat įsitikinęs, kad tam
prireiks gerokai sudėtingesnės
techninės įrangos, nei siūlo MIT. Netgi
paėmus tokį paprastą prietaisą, kaip
temperatūros jutiklis,vis tiek yra svarbu,
kiek jo siunčiami duomenys užims
dešimtainių ženklų ir kiek bitų, kokia
skalė bus naudojama: Farenheito ar Celsijaus, o gal bus perduodamas tiktai
jutiklio varžą rodantis signalas? "Jie
mano, kad pakanka tiktai suteikti jutikliui IP adresą. Viskas yra gerokai
sudėtingiau. Sistemai prireiks gausybės įvairiausių taisyklių ir net
nepastebėsime, kaip 3 dolerių vertės lusto
kaina pakils iki 10 ar 20 dolerių" -
teigia Ken Sinclair.
Kadangi Internetas-0 jungsis su išoriniu Internetu, kils ir
nemažai klausimų dėl jo saugumo. Juk
nenorėsite, kad koks hakeris
vidurnaktį įjungtų jūsų namo aliarmo sistemą.
Gershenfeld žino beveik visus atsakymus. Nuo hakerių jus galės
apsaugoti įvairios ugniasienės ir
kodavimo technologijos. Tiesa, jis pripažįsta,
kad Internetas-0 sugebės apdoroti tik ribotą informacijos kiekį. Įdėti į
žinutę temperatūros jutiklio rodmenis
nebus sudėtinga, bet sistemos pralaidos nepakaks dokumentų persiuntimui
iš vieno kompiuterio kitam.
Jeigu pastatus automatizuojantys žmonės dar abejoja dėl
Interneto-0 galimybių, tai žmonės, kurie šią
sistemą kuria, jų neturi. "Kai mes
pradėjome šį darbą, pamatėme, kad
statybos pramonę ji tiesiog sužavėjo", -
sako Greshenfeld.
Kadangi sistema derina elektros tiekimą su duomenų perdavimo
tinklu, ji gali pakeisti visą namų
statybą. Dabar apie 80 proc. statybos
kainos sudaro darbas. Atsisakius konkrečiose vietose įrengtų perjungiklių,
galima programuojamu padaryti visą namą. Tada, pavyzdžiui, panorėjus
pakeisti perjungiklius, nebereikės kviesti elektriko. Statybininkams tai
turėtų patikti; ekonominė nauda irgi bus
didžiulė.
Internetas-0 pirmiausiai bus įdiegtas dideliuose komerciniuose
pastatuose. Pirmajam bandymui pasirinktas vienas naujai statomas
paties MIT korpusas. Gershenfeld grupė dirba kartu su architektais, nes
nori būti tikri, kad tinklas taps integralia naujojo pastato plano dalimi.
"Tai reiškia, kad Interneto-0 įranga
bus pradėta pardavinėti maždaug po
metų, - sako Krikorian. Mes norime, kad ši sistema kuo greičiau paliktų
laboratorijos sienas ir pasiektų rinką."
Iki šiol Internetu-0 susidomėjimą
pareiškė apie tuziną kompanijų, tame
tarpe Sun Microsystems, Panasonics ir Intel.