环境计算已经到来：这是我家的样子

未来是我们永远看不到计算机或它们的屏幕吗？下面是它可能的样子。

1991 年 9 月，《科学美国人》发表了一篇由时任施乐 PARC 计算机科学实验室负责人的 Mark Weiser 撰写的文章，题为“21 世纪的计算机”。在那篇文章中，他讨论了他对计算基础设施的想法，这种基础设施将消失在后台，并称其为“无处不在的计算”。 

Weiser 无处不在的计算未来是技术无处不在的未来，我们通过他所说的“标签”、“垫子”和“墙”与他们互动。 

他这样描述它：“无处不在的计算是计算领域的第三次浪潮，现在才刚刚开始。首先是大型机，每台机都由很多人共享。现在我们处于个人计算时代，人和机器在桌面上不安地互相凝视。接下来是无处不在的计算，或者说是平静的技术时代，届时技术将退居我们生活的背景中。 

我们正在经历的第三次计算浪潮，智能手机、平板电脑和支持触控的 PC 以及巨大的平面屏幕。但这并不是一个特别平静的世界，我们所有的设备都需要关注，我们被迫与屏幕进行无休止的互动。 

无知是福（当涉及到计算机时） 

相反，我们被另一股浪潮所吸引，这股浪潮将 Weiser 无处不在的计算愿景与物联网 （IoT）、机器学习和超大规模计算云相结合，以提供所谓的“环境计算”。作为传统计算模型的替代方案，环境计算从音乐家 Brian Eno 那里得到了启发，他在为他的慢速作品创造了“环境音乐”一词时，将其描述为“必须既有趣又可以忽略”的东西。 

环境计算是可忽略的计算。它就在那里，但它在后台，做着我们构建它要做的工作。一个定义是你在不知道自己正在使用它的情况下使用的计算机。这与 Eno 对他的音乐的定义很接近——可以忽略但有趣。 

我们对智能音箱所做的很多工作都是对环境计算的介绍。这不是完整的环境体验，因为它仅依赖于您的声音。但是你正在使用一台电脑，而不是坐在键盘前，对着稀薄的空气说话。当智能扬声器成为智能家居的界面时，事情会变得更加有趣，它可以响应查询和驱动作、开灯或改变房间的温度。 

但是，如果那个扬声器根本不存在，控制权来自智能家居，它利用传感器运行，而无需您进行任何有意识的交互，该怎么办？你走进一个房间，灯亮了起来，因为传感器检测到你的存在，而且另一组传感器指示房间内的当前光照水平低于你的偏好。也许太阳已经落山，也许正在下雨;重要的是，系统已经提供了您选择的响应，而无需您进行任何交互。 

与环境计算 共存

对于环境计算，任何交互都必须由用户而不是系统驱动。大多数作都在后台进行，由规则引擎和机器学习驱动。例如，我家中的供暖控制器就是环境计算平台的一个很好的例子。像大多数欧洲家庭一样，我的家庭使用热水散热器和中央锅炉。除了中央恒温器外，每个散热器都有自己的恒温阀。这些过去是简单的蜡质电机，使用近似温度打开和关闭阀门。一个散热器上的“4”在另一个散热器上大致相同。 

运行它们的环境计算系统现在具有单独的物联网控制阀，可以将每个房间视为一个单独的区域，将温度传感器与驱动散热器阀的执行器和与中央控制器的无线连接相结合。虽然这些用于管理房间级别的温度，但它们只是一个更复杂的系统的一部分。启动后，整个系统在运行的第一个月里构建了房屋的热模型，了解需要向每个区域投入多少热量才能达到并保持目标温度。 

我需要做的就是定义系统的目标是什么，现在它可以自由运行，必要时打开锅炉并调整阀门以确保每个区域都得到正确加热。我可以检查应用程序，看看是否一切都按照我想要的方式工作，并根据需要更改目标。没有警报，没有不需要的交互。重要的是，房间在需要的时候尽可能地温暖。系统的复杂性是隐藏的，在我家中，云训练的机器学习模型在更受限的硬件上运行。 

更重要的是，该模型还与外部条件相关联，针对房屋对外部条件和内部热源的响应进行训练，并与我屋顶上的一个小型数字气象站相关联。如果外面不是特别冷，它就不会运行供暖那么长时间，因为房子需要更长的时间才能降温。 

环境计算提供了一种使用传感器和执行器的智能方式，以它们的连接和云的灵活计算能力为基础。这是一种构建智能连接器的方法，它可以提供比它使用的相对简单的硬件更多的功能。家庭自动化是环境计算技术的早期采用者，但在工业、交通和环境方面还有更多选择。 

颜色和光线，运动和形状：环境界面 

环境计算的另一个关键方面是它如何向我们传递信息。环境界面不是充满信息的复杂屏幕，而是蓝色阴影，随着天气变化或股票价格的波动而改变其颜色。您可以将其视为旧式模拟表盘和灯的电子等价物，或者汽车的仪表板：您可以一目了然并了解正在发生的事情并确定您是否需要更多信息。 

最早流行的环境计算设备之一是 Nabaztag，这是一种兔子形状的互联网连接设备，可以根据外部信息改变颜色或移动耳朵。你可以选择它的信号对你意味着什么，所以每个 Nabaztag 都变成了一个非常个人化的设备。该模型在 Microsoft Research 项目中更进一步，该项目构建了哈利波特电影中家庭时钟的真实版本，混合了物理指针和自定义屏幕。 

环境界面需要一目了然。这不是你应该花时间破译的东西。设置应该不复杂，无代码和低代码环境提供了用于交付 Ambient 应用程序的简单事件驱动模型。将 IoT 驱动的灯挂到日历上意味着您的同事（如果是为了在家工作，还可以与家人合作）知道在您参加在线会议时不要打扰您。Node-RED、Microsoft 的 Power Automate 和 IFTTT 等工具是从常见的 IoT 硬件和简单的 API（如 Webhook）构建自己的环境计算环境的关键。 

环境未来 

我们生活在一个无处不在的计算机世界，它们需要我们越来越多的关注。但是，随着他们变得越来越强大，越来越分散在全世界，这种关注变得越来越不重要。下一步是将它们设为可忽略，在后台使用它们，并且仅在真正需要时才与它们交互。 

将无处不在的计算与 IoT 传感器和执行器以及云和本地 AI 相结合，非常有意义。这一切结合在一起，成为迈向科幻未来的又一大步，在我们不知道自己想要什么之前，我们周围的环境就会响应我们的需求。