Ubiquitous („Allgegenwärtiges“) Computing ist ein Post-Desktop Modell der Mensch-Computer-Interaktion, bei der digitale Informationsverarbeitung in weiten Teilen in Alltagsgegenstände und Alltagspraxen integriert ist.
Begriff und Synonyme
Im Gegensatz zum klassischen Desktop-Paradigma, in dem ein einzelner Nutzer bewusst ein bestimmtes Endgerät für einen bestimmten Zweck nutzt, verschiebt sich im Ubiquitous Computing die Nutzung auf viele digitale Endgeräte und Systeme, welche simultan und nahtlos in das Alltagshandeln integriert werden, ohne dass sich der Nutzer dessen notwendigerweise bewusst ist. Der Computer verschwindet somit durch seine Allgegenwärtigkeit aus der Wahrnehmung der Nutzer, der Fokus wechselt von einer expliziten hin zu einer impliziten Nutzung von Informationstechnologie.
Durch die enge Kopplung von Informationstechnologie und Alltagshandeln ist Ubiquitous Computingein interdisziplinärer Forschungsbereich unter anderem aus (Wirtschafts-) Informatik, Soziologie und Wahrnehmungs- und Sozialpsychologie.
Geprägt und publiziert wurde der Begriff „Ubiquitous Computing“ oder kurz „UbiComp“ 1988 durch Mark Weiser während seiner Arbeit am Xerox Palo Alto Research Center (PARC) gemeinsam mit John Seely Brown [Weiser, 1991].
Synonym für Ubiquitous Computing steht seitens der Industrie der Begriff „Pervasive Computing“ und „Ambient Intelligence“. Forscher des MIT MediaLabs prägten das Konzept des „Internet of Things“, Adam Greenfield von Nokia Research führte 2006 den Begriff „Everyware“ ein [Greenfield, 2006]. Alle Konzepte sind eng miteinander verbunden oder synonym.
Basistechnologien
Ubiquitous Computing hat nicht die Entwicklung neuer Basistechnologien im Forschungsfokus. Ubiquitous Computing kombiniert bestehende Technologien und bringt diese zur Anwendung in betrieblichen wie privaten Umfeldern.
Verwendete Basistechnologien lassen sich in vier Oberklassen unterteilen:
(1) Sensoren und Aktuatoren. Hier kommen mechanische, elektrische und optische Aktoren und Sensoren zum Einsatz. Erfassen Sensoren alles Messbare, so erzeugen Aktoren alles das, was entweder gemessen oder von Nutzern wahrgenommen werden kann.
(2) Auto-ID Systeme. Auto-ID Systeme basierend z.B. auf RFID oder NFC Technologien spielen im Bereich Supply-Chain- und Inventory-Management eine große Rolle. Sie ermöglichen die automatische Identifikation eines oder mehrerer mit Identifikationsmarken (tags) ausgestatteter Objekte gleichzeitig, mit hoher Geschwindigkeit und ohne Sichtkontakt. Auto-ID Systeme dienen zum einen der Identifikation von Objekten, können aber auch zur relativen Positionsbestimmung von Objekten eingesetzt werden.
(3) Positionierungssysteme. Die Dimension „Ort“ spielt im Ubiquitous Computing eine große Rolle. Verbreitete Technologien zur Positionierung sind GPS, GSM- und WLAN-Triangulation, aber auch Relative Verfahren mittels Auto-ID-Systemen. Durch die Erfassung der Position können Lokalisationsbasierte Dienste (Location based Services) angeboten werden. Lokalisationsbasierte Dienste sind eine wichtige Anwendungsklasse des Mobile bzw. Ubiquitous Computings.
(4) Drahtlosnetzwerke. Drahtlosnetzwerke ermöglichen die Kommunikation der Endgeräte der Nutzer untereinander, aber auch die Kommunikation der Endgeräte mit dem in die Nutzerumgebung eingebetteten Sensornetzwerk. Drahlosnetzwerktechnologien ermöglichen ad-hoc Etablierung komplexer Netzwerke von Sensoren und Aktoren ohne die aufwändige Verkabelung. Sie gewähren dabei größtmögliche Mobilität der End-Geräte und damit auch der Nutzer. Etablierte Drahtlostechnologien sind: 802.11 (WLAN), Bluetooth, GPRS, EDGE, UMTS, und HSDPA.
Anwendungen
Anwendungsfelder des Ubiquitous Computing sind Logistik, Supply-Chain-Management, SmartHome und SmartOffice, Augmentation, Wissensmanagement, Sicherheits- und Notfallmanagement, Medizin und Entertainment.
Herausforderungen
Die Einbettung von Informationstechnologie in Alltagsgegenstände und -praxen ermöglicht die Gestaltung neuer Interaktionsmodalitäten, die über die Möglichkeiten etablierter Ein- und Ausgabemethoden hinausgehen.
Bewährte Anforderungsanalyse- und Entwicklungsmethoden müssen unter Berücksichtigung der Alltagsrealität der Nutzer um partizipative Methoden ergänzt werden, um negative Interferenzen zwischen bewährten Alltagspraxen und Informationstechnologien zu vermeiden. Insbesondere ist die Abwägung zwischen Adaptivität (automatische Anpassung an Benutzerbedürfnisse) und Adaptierbarkeit (Systemanpassungen durch Benutzer) ubiquitärer Systeme eine wichtige Akzeptanzressource. Individualisierbare Context-Awareness und Möglichkeiten der ad-hoc-Etablierung von UbiComp-Umgebungen ermöglichen hier eine Beteiligung der Nutzer am Gestaltungsprozess zum Zeitpunkt der Nutzung.
Publikationsmedien und Konferenzen
Wichtige Publikationsmedien im Bereich Ubiquitous Computing sind:
(1) Journal on Personal and Ubiquitous Computing
(2) IEEE Pervasive Computing Journal
(3) International Conference on Ubiquitous Computing
(4) International Conference on PervasiveScientific American, Computing
(5) International Conference on Computer-Human Interaction CHI
(5) MobileHCI Conference
Literatur
Greenfield, Adam: Everyware : The Dawning Ager of Ubiquitous Computing. New Riders Press 2006.
Weiser, Mark: The computer for the 21st century. Scientific American 265 (1991), Nr. 3, S. 94–104
Dieser Eintrag ist unter Mitarbeit von Matthias Betz, Universität Siegen verfasst worden.
