Καλωσήρθατε στο έξυπνο σπίτι

Τσιμπούκης Πάνος

Tρίτη πρωί, ώρα 7.00. Μια μουντή μέρα ξημερώνει, ενώ στην κουζίνα του σπιτιού η καφετιέρα ξεκινάει να λειτουργεί φιλτράροντας τον καφέ. Το ραδιόφωνο αρχίζει να παίζει τον αγαπημένο ραδιοφωνικό σταθμό και τα φώτα του υπνοδωματίου ανάβουν σταδιακά στην κατάλληλη ένταση για την αφύπνιση. Η ώρα είναι 7.05 κι ακόμη κανένας δεν κυκλοφορεί στο σπίτι, μόνος μάρτυρας ανθρώπινης παρουσίας ο ήχος των ηλεκτρικών συσκευών οι οποίες σαν να γνώριζαν από μόνες τους το τελετουργικό του πρωινού έχουν «πάρει μπρος» χωρίς την παραμικρή ανθρώπινη παρέμβαση.

Ολα αυτά δεν αποτελούν μέρος ενός μυθιστορήματος του μέλλοντος, αλλά ένα σενάριο το οποίο πιθανότατα εκτυλίσσεται ήδη σε πολλά σπίτια χάριν των «έξυπνων» συσκευών. Και σίγουρα τα έξυπνα σπίτια θα αυξάνονται καθώς η πανδημία του SARS-CoV-2 αύξησε δραματικά την τηλεεργασία, μια τάση που φαίνεται πως θα παγιωθεί και θα απαιτήσει άλλου είδους δυνατότητες από τα σπίτια μας. Η μεταμόρφωση της κατοικίας μας σε «έξυπνο» σπίτι είναι ήδη στα σκαριά κι ένα τέτοιο «σπίτι» βρίσκεται στο Ηράκλειο της Κρήτης, όπου μια ομάδα ερευνητών του Ινστιτούτου Πληροφορικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ) έχει διαμορφώσει έναν χώρο που περιλαμβάνει από «έξυπνες» τηλεοράσεις μέχρι «έξυπνους» καναπέδες.

Το πρωτότυπο αυτό σπίτι αποτελεί κόμβο σύμπραξης επιστημόνων διαφορετικών πεδίων, από ερευνητές οι οποίοι μελετούν την αλληλεπίδραση του ανθρώπου με τον υπολογιστή μέχρι επιστήμονες ρομποτικής και μικροηλεκτρονικής. Μαζί με το «έξυπνο» σπίτι έρχεται ολοένα και πιο κοντά στην καθημερινότητά μας, πιο γρήγορα απ’ ό,τι το περιμέναμε, και το «έξυπνο» γραφείο. Ποιες είναι οι δυνατότητες ενός «έξυπνου» περιβάλλοντος και πόσο εύκολο είναι για κάποιον κακόβουλο να το παραβιάσει; Για να πάρουμε κάποιες απαντήσεις στα ερωτήματα αυτά απευθυνθήκαμε στον επικεφαλής του Εργαστηρίου Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου – Υπολογιστή του Ινστιτούτου Πληροφορικής του ΙΤΕ, καθηγητή Κωνσταντίνο Στεφανίδη και τον μεταδιδακτορικό ερευνητή δρα Αστέριο Λεωνίδη οι οποίοι βρίσκονται στην καρδιά τού εν λόγω εγχειρήματος.

Το Διαδίκτυο των Αντικειμένων

Ας ξεκινήσουμε όμως με το απαραίτητο λεξιλόγιο των τεχνολογιών τις οποίες θα συναντούμε ολοένα και πιο συχνά στην καθημερινότητά μας. Στην κορυφή της λίστας βρίσκεται το Διαδίκτυο των Αντικειμένων (Internet of Things), όρος ο οποίος «περιγράφει μια ιδέα όπου καθημερινά αντικείμενα ενσωματώνουν κατάλληλες τεχνολογίες ώστε να μπορούν να επικοινωνούν και να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, με απώτερο στόχο να συνεργάζονται για να επιτύχουν έναν κοινό σκοπό» όπως σημειώνουν στο «ΒΗΜΑ Science» οι ερευνητές. «Παραδείγματος χάριν», εξηγούν, «ένα «έξυπνο» ξυπνητήρι, όταν εντοπίσει ότι ο άνθρωπος σηκώθηκε από το κρεβάτι, μπορεί ενεργοποιήσει την «έξυπνη» καφετιέρα για να ετοιμάσει τον πρωινό του καφέ».

Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις των ερευνητών είναι οι τεχνολογίες αυτές να είναι όσο πιο «αόρατες» προς τον χρήστη γίνεται. Ετσι, παραδείγματος χάριν, μια «έξυπνη» καφετιέρα δεν χρειάζεται να έχει κάποια μονάδα ελέγχου, όπως έχει ο κεντρικός μας υπολογιστής: αρκεί ένας μικρός επεξεργαστής και η δυνατότητα για σύνδεση στο δίκτυο του σπιτιού, το οποίο με τη σειρά του αναλαμβάνει τον συντονισμό  πολλών συσκευών με πλήρως αθόρυβο τρόπο. Σε αυτή την κατεύθυνση κινείται το πεδίο της Διάχυτης Νοημοσύνης (Ambient Intelligence). «Οι τεχνολογίες Διάχυτης Νοημοσύνης έχουν τη δυνατότητα να δημιουργούν «έξυπνα» περιβάλλοντα, ικανά να προσαρμόζονται και να εξυπηρετούν καθημερινές ανθρώπινες ανάγκες, με σκοπό να βελτιώσουν την ποιότητα της ζωής.

Μέσω της ενσωμάτωσής τους στο περιβάλλον, στον εξοπλισμό, στις ηλεκτρονικές συσκευές, καθώς και σε οποιοδήποτε άλλο αντικείμενο του χώρου, με τρόπο «αόρατο» για τον χρήστη, επαυξάνουν τις δυνατότητες των φυσικών αντικειμένων καθώς και του ίδιου του περιβάλλοντος, ενώ ταυτόχρονα αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε και χρησιμοποιούμε τους υπολογιστές» εξηγούν οι ερευνητές, επισημαίνοντας ότι βασικό μέλημα των επιστημόνων του ερευνητικού αυτού πεδίου είναι οι συγκεκριμένες τεχνολογίες «να μην αλλοιώνουν ή να διαταράσσουν την καθημερινότητα των ανθρώπων».

Υπάρχει «αχίλλειος πτέρνα» στα «έξυπνα» σπίτια;

Με ποιον τρόπο συντονίζονται μεταξύ τους οι διαφορετικές συσκευές; Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ύπαρξη ενός δικτύου και ενός μικροεπεξεργαστή ο οποίος διαμεσολαβεί μεταξύ συσκευής και δικτύου. «Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί πλήθος τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται από «έξυπνες» συσκευές με στόχο την ευκολότερη ενσωμάτωσή τους σε ένα οικιακό περιβάλλον» αναφέρουν οι ερευνητές, συμπληρώνοντας ότι «μεταξύ αυτών ανήκουν τόσο οι ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες Bluetooth, WiFi, όσο και πιο εξειδικευμένες λύσεις που αναπτύχθηκαν ακριβώς για τέτοιους σκοπούς. Επιπρόσθετα, οι «έξυπνες» συσκευές ενσωματώνουν μικροεπεξεργαστές, οι οποίοι δρώντας ως ο ιθύνων νους αυτών, ρυθμίζουν κατάλληλα τη λειτουργία τους, ενώ παράλληλα προσφέρουν δυνατότητες απομακρυσμένου χειρισμού, οι οποίες μπορούν να αξιοποιούνται από το «έξυπνο» σπίτι για την ανάπτυξη και υιοθέτηση εξατομικευμένων σεναρίων χρήσης».

Ακριβώς σε αυτό το σημείο όμως έρχονται οι προβληματισμοί οι οποίοι αφορούν τόσο την ασφάλεια της χρήσης αυτών των συσκευών όσο και τη διαχείριση των προσωπικών δεδομένων τα οποία συλλέγονται κατά τη λειτουργία τους. Πόσο μπορούμε να εμπιστευόμαστε τις συσκευές οι οποίες είναι συνδεδεμένες σε ένα δίκτυο, το οποίο θεωρητικά (αλλά και πρακτικά, όπως έχει αποδειχθεί πολλές φορές) είναι ευάλωτο σε κακόβουλους χρήστες; «Οι εξελίξεις στον τομέα της ασφάλειας των πληροφοριακών συστημάτων παρέχουν πλήθος τεχνικών, μηχανισμών και μέτρων προστασίας της ιδιωτικότητας και ασφάλειας των ανθρώπων όταν αλληλεπιδρούν με υπολογιστικά συστήματα» επισημαίνουν οι ερευνητές, τονίζοντας ότι «ως ερευνητές, σχεδιάζουμε τα συστήματα αυτά με πλήρη επίγνωση του τι σημαίνει να μην αφήσουμε να γίνει οποιαδήποτε διαρροή κατά λάθος ή εσκεμμένα μέσω επίθεσης τρίτου στα δεδομένα μας».

Ακόμη και κατά τη διαδικασία ανάπτυξης των «έξυπνων» εφαρμογών όπου κάποιοι συμμετέχοντες καλούνται να αλληλεπιδράσουν με «έξυπνα» περιβάλλοντα, οι ερευνητές παίρνουν όλες τις απαραίτητες προφυλάξεις απέναντι σε τέτοιου είδους διαρροές. «Οταν γίνεται μια συγκεκριμένη αξιολόγηση, η συνολική διαδικασία έχει εγκριθεί από την Επιτροπή Ηθικής και Δεοντολογίας της Ερευνας του ΙΤΕ, εφαρμόζουμε πλήρως τους κανόνες για την ασφάλεια των δεδομένων των χρηστών, ακολουθούμε την ευρωπαϊκή οδηγία GDPR που έχει ενσωματωθεί στην εθνική νομοθεσία και αυστηρά δεν κάνουμε τίποτα εκτός από αυτά τα οποία προβλέπονται» σημειώνουν χαρακτηριστικά.

Το εσωτερικό ενός «έξυπνου» σπιτιού

Τώρα που γνωρίσατε τα «θεμέλια» ενός έξυπνου σπιτιού, ίσως να έχετε την περιέργεια να ρίξετε μια ματιά από το παράθυρο στο εσωτερικό μιας τέτοιας κατοικίας. Φανταστείτε λοιπόν μια διώροφη μεζονέτα 150 τετραγωνικών μέτρων η οποία, εκ πρώτης όψεως, περιλαμβάνει ό,τι βρίσκουμε σε κάθε συνηθισμένο σπίτι. «Το «έξυπνο» σπίτι αποτελεί μια πρότυπη υλοποίηση που περιλαμβάνει σαλόνι, κουζίνα, κρεβατοκάμαρα και δωμάτιο για ηλικιωμένους και άτομα με αναπηρία» εξηγούν οι ερευνητές. «Κάθε χώρος έχει εμπλουτιστεί με πλήθος τεχνολογικών μέσων τα οποία επιτρέπουν την ανάπτυξη ευφυών σεναρίων που υποστηρίζουν τους ανθρώπους στις καθημερινές τους δραστηριότητες, όπως παραδείγματος χάριν ο ύπνος, η ένδυση, η ψυχαγωγία, η μαγειρική και η επικοινωνία». Τ

ο σαλόνι του σπιτιού, αν και φαίνεται συνηθισμένο, κάθε άλλο παρά κοινότοπο είναι: «Ο «έξυπνος» καναπές ενσωματώνει πλήθος αισθητήρων εντοπισμού και προσδιορισμού θέσης των καθήμενων χρηστών και υπολογισμού της στάσης του σώματος τους, το «έξυπνο» τραπέζι σαλονιού, πέραν της αναμενόμενης χρήσης του (όπως η τοποθέτηση αντικειμένων), λειτουργεί επιπλέον ως μια δευτερεύουσα αλληλεπιδραστική οθόνη προβολής, ενώ ο «έξυπνος» τοίχος λειτουργεί ως μια επιπλέον βοηθητική οθόνη πολύ μεγάλων διαστάσεων». Ολες αυτές οι συσκευές δημιουργούν ένα οικοσύστημα, όπως συνηθίζουν να το ονομάζουν οι επιστήμονες, το οποίο μάλιστα εξελίσσεται συνεχώς βάσει των αναγκών των χρηστών. Οι ανάγκες αυτές μπορεί να αφορούν την ψυχαγωγία ή άλλες παραμέτρους της ανθρώπινης δραστηριότητας. «Το οικοσύστημα περιλαμβάνει εφαρμογές ψυχαγωγίας, προγράμματα χαλάρωσης σε «έξυπνους» χώρους, μέσω της ενεργοποίησης διαφορετικών αισθήσεων, με στόχο τη διαχείριση του επιπέδου στρες των ατόμων που διαμένουν σε αυτά ή ακόμα και συστήματα τα οποία προσφέρουν τη δυνατότητα να χειρίζονται το «έξυπνο» περιβάλλον μέσω φυσικής γλώσσας» αναφέρουν χαρακτηριστικά οι ερευνητές.

Οφέλη για την υγεία και την εργασία

Τα οφέλη πάντως από τη χρήση των νέων αυτών τεχνολογιών δεν περιορίζονται στη δημιουργία συσκευών οι οποίες μας απαλλάσσουν από διαδικασίες ρουτίνας όπως… το ψήσιμο του καφέ. Ενα από τα πιο σημαντικά πλεονεκτήματά τους είναι ότι αποτελούν ένα πολύτιμο εργαλείο στα χέρια των ευάλωτων ομάδων και των κατοίκων απομακρυσμένων περιοχών. «Η ενσωμάτωση τεχνολογιών Διάχυτης Νοημοσύνης προσφέρει σημαντικά οφέλη σε όλες τις ηλικιακές ομάδες, ενώ υπάρχει ειδική μέριμνα για τη βελτίωση της ποιότητας ζωής των ηλικιωμένων και των ατόμων που ανήκουν σε ευπαθείς ομάδες» σημειώνουν οι επιστήμονες.

Εξίσου σημαντικά είναι και τα οφέλη για την εργασία. Ηδη η υγειονομική κρίση η οποία προκλήθηκε από τον κορωνοϊό φαίνεται να επιτάχυνε την καθιέρωση τέτοιων τεχνολογιών. Κατά τη διάρκεια της καραντίνας, στα γραφεία των διάφορων οργανισμών «επικρατούσε μια ατμόσφαιρα ηλεκτρονικών μοναστηριών όπου οι υπολογιστές δρούσαν αθόρυβα και ελέγχονταν εξ αποστάσεως», όπως πολύ εύγλωττα είχε διατυπώσει η συντακτική ομάδα τής «Le Monde Diplomatique», ενώ αντίθετα κάποιοι χώροι του σπιτιού μεταμορφώθηκαν σε ζωντανούς χώρους εργασίας στους οποίους αλληλεπιδρούσαμε σε καθημερινή βάση με ανθρώπους και εργασιακούς χώρους οι οποίοι βρίσκονταν ακόμη και χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά.

«Η εργασία από το σπίτι είναι ήδη εφικτή με τη χρήση τεχνολογιών που επιτρέπουν στους εργαζομένους να έχουν εύκολη και άμεση πρόσβαση σε υπολογιστικούς πόρους, αρχεία και δεδομένα, να επικοινωνούν με τους συναδέλφους τους τόσο σύγχρονα ή ασύγχρονα, αλλά και να οργανώνουν και να συμμετέχουν σε εκτενείς διαδικτυακές συναντήσεις» σημειώνουν οι ερευνητές. Στο ΙΤΕ έχει ήδη αναπτυχθεί ένα οικοσύστημα «έξυπνου» γραφείου το οποίο, όπως οι ίδιοι εξηγούν, «ενσωματώνει με αόρατο τρόπο τεχνολογίες Διάχυτης Νοημοσύνης σε έναν συνηθισμένο χώρο εργασίας υποστηρίζοντας τις καθημερινές δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα σε αυτό. Ενδεικτικά, το γραφείο αυτό περιλαμβάνει επαυξημένα έργα τέχνης τα οποία κρύβουν ενημερωτικές πληροφορίες με έντεχνο τρόπο, όπως παραδείγματος χάριν ο πίνακας του Μποτιτσέλι που παρουσιάζει τη «Γέννηση της Αφροδίτης» και εμφανίζει εικονικά πορτοκάλια στα δέντρα σηματοδοτώντας ηλεκτρονικά μηνύματα από συναδέλφους, ένα διαδραστικό σουμέν γραφείου το οποίο λειτουργεί ως μια προσωπική οθόνη, ή ατομικές διαδραστικές επιφάνειες εργασίας ενσωματωμένες εικονικά σε ένα τραπέζι συνεδριάσεων με εφαρμογές παραγωγικότητας, όπως ο διαμοιρασμός αρχείων και πολυμεσικού υλικού, η καταγραφή σημειώσεων και το ημερολόγιο».

Οσον αφορά τους δισταγμούς τους οποίους ενδεχομένως να έχουμε απέναντι στα «έξυπνα» περιβάλλοντα, αν και στο μέλλον θα συνεχίσουν να αναδύονται προβληματισμοί και διαφιλονικούμενα σημεία για τη χρήση παρόμοιων τεχνολογιών, τα οποία ήδη μελετώνται από ερευνητές των κοινωνικών επιστημών, σε ό,τι αφορά το δικό τους πεδίο έρευνας οι επιστήμονες είναι καθησυχαστικοί: «Δεν οδηγούμαστε από τις τεχνολογικές εξελίξεις, αλλά μελετούμε σε βάθος τα συστήματα τα οποία αναπτύσσουμε για να διασφαλίσουμε ότι αυτά λύνουν πραγματικά προβλήματα των ανθρώπων και ότι η αλληλεπίδραση με αυτά γίνεται με απλό, φυσικό και διαισθητικό τρόπο. Προσπαθούμε να αναδείξουμε τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν τα «έξυπνα» περιβάλλοντα και να εξαλείψουμε τις αιτίες δισταγμού. Αρα, θα λέγαμε ότι οι άνθρωποι θα πρέπει να είναι προσεκτικοί αλλά και δεκτικοί στις νέες τεχνολογίες, ιδιαίτερα όταν αυτές δυνητικά μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά πολλές πτυχές της καθημερινότητας στη ζωή τους».

Από το σπίτι στην πόλη

Μια «έξυπνη» κατοικία είναι το βασικό «κύτταρο» για τη διαμόρφωση μιας πιο εκτεταμένης δομής η οποία θα χρησιμοποιεί ευφυείς τεχνολογίες, του ιστού της πόλης. Με ποιον τρόπο κατοικία και πόλη μπορούν να επικοινωνούν; «Τα έξυπνα σπίτια δυνητικά μπορούν να συνεισφέρουν σημαντικά στην επίτευξη των στόχων μιας «έξυπνης» πόλης αξιοποιώντας την υφιστάμενη τεχνολογική υποδομή τους, όπως η εξοικονόμηση ενέργειας και λοιπών πόρων, η ασφάλεια ή η βιώσιμη ανάπτυξη» σημειώνουν οι ερευνητές. Σε αυτή την κατεύθυνση, το Ινστιτούτο Πληροφορικής του ΙΤΕ ήδη συνεργάζεται συστηματικά με τον Δήμο Ηρακλείου στο πλαίσιο Προγραμματικής Σύμβασης με σκοπό να δημιουργήσουν ένα οικοσύστημα «έξυπνης» πόλης.

Το οικοσύστημα αυτό περιλαμβάνει, μεταξύ άλλων, αισθητήρες μέτρησης περιβαλλοντικών παραγόντων, ποιότητας και στάθμης του νερού σε δεξαμενές ύδρευσης, την πληρέστερη διαχείριση της γνώσης που παράγεται από την κυκλοφορία των αυτοκινήτων με σκοπό την προσαρμογή του κυκλοφοριακού μοντέλου της πόλης ή ακόμη και την παρακολούθηση και διαχείριση του αστικού θορύβου μέσω ειδικών αισθητήρων μέτρησης θορύβου σε συγκεκριμένα σημεία της πόλης.

Διαδραστικά συστήματα στον πολιτισμό

Τα «έξυπνα» συστήματα μπορούν να αποδειχθούν πολύτιμα όχι μόνο για τη διευκόλυνση της καθημερινής μας ζωής αλλά και για την ανάδειξη των πολιτισμικών στοιχείων του τόπου μας. Σε αυτή την κατεύθυνση, οι ερευνητές του Ινστιτούτου Πληροφορικής του ΙΤΕ έχουν αναπτύξει διαδραστικά συστήματα τα οποία ήδη αποτελούν κομμάτι διάφορων υποδομών της χώρας. «Με στόχο τη διατήρηση της πολιτιστικής μας κληρονομιάς, συμπεριλαμβανομένης και της άυλης, έχουμε αναπτύξει σε συνεργασία με διάφορους φορείς πλήθος διαδραστικών συστημάτων που συνδυάζουν με καινοτόμο και παιγνιώδη τρόπο πρωτότυπες τεχνικές φυσικής αλληλεπίδρασης, τεχνικές εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας.

Πολλά από τα συστήματα τα οποία έχουμε αναπτύξει βρίσκονται μόνιμα εγκατεστημένα εδώ και χρόνια σε πολλά μουσεία, σε περιοδικές εκθέσεις μουσείων στην Ελλάδα και στο εξωτερικό, στις πύλες εισόδου του νησιού της Κρήτης ή στη Ζάππειο Σχολή της Κωνσταντινούπολης. Για τη διατήρηση της άυλης πολιτισμικής κληρονομιάς, η οποία απειλείται να αφανιστεί και σχετίζεται με παραδοσιακά επαγγέλματα, τις τέχνες και τη λαϊκή παράδοση, ακολουθούμε μια διαδικασία ψηφιακού μετασχηματισμού. Ενα τέτοιο παράδειγμα είναι η ψηφιοποίηση της παραδοσιακής τέχνης της καλλιέργειας της μαστίχας Χίου, ενός μοναδικού προϊόντος για τη χώρα μας».