[论文解读] Ubiquitous Computing: Potentials and Challenges

Jaydip Sen|arXiv (Cornell University)|Nov 9, 2010

IoT and Edge/Fog Computing被引用 9

一句话总结

本文探讨普适计算作为一种变革性范式，将低成本嵌入式处理器、传感器和通信技术整合到日常环境中。它分析了技术、社会和经济层面，识别出关键应用领域，并概述了需要主动管理的关键挑战。

ABSTRACT

The world is witnessing the birth of a revolutionary computing paradigm that promises to have a profound effect on the way we interact with computers, devices, physical spaces, and other people. This new technology, called ubiquitous computing, envisions a world where embedded processors, computers, sensors, and digital communications are inexpensive commodities that are available everywhere. This paper presents a comprehensive discussion on the central trends in ubiquitous computing considering them form technical, social and economic perspectives. It clearly identifies different application areas and sectors that will benefit from the potentials of ubiquitous computing. It also brings forth the challenges of ubiquitous computing that require active solutions and management.

研究动机与目标

• 探讨普适计算作为革命性计算范式如何重塑人机交互及人与环境的互动。
• 识别出可从普适计算技术整合中受益的主要应用领域和行业。
• 分析广泛部署普适计算系统所面临的技术、社会和经济挑战。
• 提供一个整体框架，以理解普适计算中技术创新与社会影响之间的相互作用。

提出的方法

• 系统分析嵌入式处理器、传感器和数字通信技术的当前趋势，以评估其在推动普适计算中的作用。
• 跨学科评估，整合普适计算部署的技术可行性、社会影响和经济可行性。
• 基于潜在效益和实施需求，识别并分类应用领域。
• 通过概念性和情境性分析，综合挑战如隐私、安全、互操作性及伦理问题。
• 使用概念建模方法，描绘普适计算组件及其相互作用的生态系统。
• 对比现有计算范式与普适计算，以突出其变革性转变。

实验结果

研究问题

• RQ1 普适计算如何重新定义人类、设备与物理环境之间的关系？
• RQ2 哪些行业和应用领域最能从普适计算技术的整合中受益？
• RQ3 阻碍普适计算大规模采用的主要技术、社会和经济挑战是什么？
• RQ4 如何有效管理普适环境中隐私、安全和系统互操作性的挑战？

主要发现

• 普适计算通过低成本嵌入式处理器和传感器，实现计算在日常环境中的无缝集成。
• 该范式转变支持医疗、智能家居、交通和城市基础设施等领域的变革性应用。
• 在异构环境中确保用户隐私、数据安全和系统可靠性方面仍存在重大挑战。
• 互操作性和标准化对于普适系统的可扩展部署和长期可持续性至关重要。
• 社会和经济因素，包括数字公平性和基础设施投资，显著影响普适计算的采纳和影响。
• 主动管理伦理和社会关切对确保普适技术负责任且包容性的部署至关重要。