Beeld van een computer in deze periode heb je naar de werking en besturing van computersystemen gekeken, maar wat heb je je hierbij voorgesteld als computer?
Een dsktop op je bureau, een laptop, je smartphone misschien?
De computer is echter op veel meer plaatsen, bij de supermarkt, in de wasmachine thuis, in de auto of mischien wel in de verlichting thuis.
Vaak zijn die computers verborgen, hebben geen toetsenbord of scherm. We noemen dit embedded systems, als die systemen ook nog eens met elkaar gaan communiceren kom je bij het internet of things.
Dat zijn de ondewerpen voor deze weektaak, belangrijk vooral dat je jezelf bewust bent van de aanwezigheid en van de mogelijkheden en risico's van deze technologie.
De werking als computersysteem is niet anders dan zoals je in deel 1 hebt geleerd, de besturingssystemen zijn wel anders. Meestal is er maar één programma, dus besturing en toepassing zijn geïtegreerd en is de software maar op één taak gericht.
Een snelle foutloze werking is daarbij essentieeel, denk maar aan het reageren van een zelfrijdende auto. De toepassingen in deze weektaak gaan vaak over auto's en gezondheidszorg maar zijn overal terug te vinden.
Het filmpje geeft nog even een terugblik waar 'we' vandaan komen.
Leerdoelen
Na verwerking van deze module kun je:
weet je wat ubiquitous (pervasive) computing is;
kun je voorbeelden van apparaten noemen die geschikt zijn voor ubiquitous computing;
weet wat je ambient intelligence is;
kun je het verschil tussen ubiquitous computing en ambient intelligence aangeven;
kun je de drie basiselementen noemen voor ambient intelligence;
weet je wat het internet of things is;
weet je wat smart objects en smart en connected devices zijn;
kun je uitleggen hoe het internet of things het internet verandert;
weet je wat embedded systems zijn;
kun je een aantal kenmerken van embedded systems opnoemen;
weet je wat domotica is;
kun je de vijf niveaus van woningautomatisering benoemen;
weet je wat een protocol is;
weet je wat human awareness is;
weet je wat ambient awareness is;
kun je een aantal voorbeelden van ambient intelligence noemen;
kun je een aantal voorbeelden van thuisgebruik noemen;
kun je de rol van ambient intelligence bij het ontwikkelen van de smartcar aangeven;
kun je de verschillende niveaus van geautomatiseerd rijden benoemen;
kun je een aantal voorbeelden van ambient intelligence in de auto noemen en de werking daarvan uitleggen;
kun je toepassingen in de gezondheidszorg benoemen;
Zo werkt het
Je bent begonnen met de weektaak 'verborgen computers' (uit de module informatica in de samenleving. In ieder onderdeel vind je, verdeeld over verschillende pagina's, informatie in de vorm van teksten, afbeeldingen en video's. Daarnaast ga je zelf aan de slag. Onder het kopje "Aan de slag" vind je steeds toepassingsopdrachten. Deze opdrachten maak je en lever je aan het eind van de week in.
Van de toetsen wordt, als je ingelogd bent, de voortgang bijgehouden.
Het resultaat vind je onder de knop "Voortgang". Deze voortgang is ook door je docent te bekijken.
Succes met de weektaak deel2 week 2.
B De computer is overal
Na verwerking van deel B:
weet je wat ubiquitous (pervasive) computing is;
kun je voorbeelden van apparaten noemen die geschikt zijn voor ubiquitous computing;
weet wat je ambient intelligence is;
kun je het verschil tussen ubiquitous computing en ambient intelligence aangeven;
kun je de drie basiselementen noemen voor ambient intelligence;
weet je wat het internet of things is;
Ubiquitous Computing
Omdat elke gebruiker inmiddels de beschikking heeft over een of meer computers in allerlei vormen en maten, vind je ze ook overal en bij elke gelegenheid. Veel mensen hebben er vaak meerdere tegelijk bij zich: een smartphone, een smartwatch, een fitness tracker en een tablet of laptop. Die moet je dan nog wel elke keer zelf meenemen, maar we groeien langzamerhand toe naar een maatschappij waarin we omgeven zullen worden door een woud van computers. Die zullen vaak niet eens meer als zodanig herkenbaar zijn, maar verwerkt zitten in allerlei apparaten. Een groot aantal bedrijven, bijvoorbeeld internetproviders, telecomproviders en softwareleveranciers stellen ons in staat voortdurend die apparaten te gebruiken. Bovendien zijn de diensten die ze aanbieden aangepast aan onze persoonlijke wensen en behoeften.
Voor deze maatschappelijke ontwikkelingen worden vaak de termen ubiquitous of pervasive computing gebruikt. Die Engelse termen betekenen: overal aanwezige computerisering en wordt vaak afgekort tot: ubicomp. Dankzij het feit dat microchips en andere componenten steeds kleiner en goedkoper zijn, worden ze steeds vaker in allerlei (huishoudelijke) apparaten toegepast. Ze zijn vaak zo onzichtbaar verwerkt in apparaten dat we die gebruiken zonder het gevoel te hebben dat we met een computer te maken hebben.
Denk daarbij aan een slimme meter in je meterkast en een thermostaat die je met je smartphone vanaf je kantoor kunt bedienen om maar een paar voorbeelden te noemen.
★ Aan de slag 1
Kijk goed naar de afbeelding. De mens staat daarbij centraal.
Leg uit waarom de getekende pijlen beide kanten uitwijzen.
Ubiquitous Computing - 2
De term ubiquitous computing werd voor de eerste keer gebruikt door Marc Weiser in 1993. Hij geeft met ubiquitous computing de derde generatie van computers aan (Weiser: ... “our highest ideal is to make a computer so embedded, so fitting, so natural, that we use it without even thinking about it”). De wens dat de computer een vanzelfsprekend voorwerp zou worden, is hiermee uitgedrukt.
De eerste fase bestaat uit mainframes en minicomputers die door die door hun hoge kostprijs door een groot aantal gebruikers gedeeld moeten worden.
De tweede fase is het tijdperk van de personal computer: een computer geschikt voor persoonlijk gebruik. Iedereen beschikt in deze fase over een eigen computer om daarmee allerlei taken uit te voeren. Kenmerkend voor het werken met een pc is de communicatie van de mens met de computer via beeldscherm, toetsenbord en muis. In de derde fase verdwijnt de computer naar de achtergrond en is ingebouwd in allerlei soorten apparaten. Elke gebruiker heeft de beschikking over een keur aan apparaten.
Kenmerkend voor deze fase is de communicatie van de computer met de mens: denk maar aan alle notificaties en pushberichten die je steeds bezig kunnen houden. Bovendien zijn de apparaten context-aware: ze zijn zich door sensoren bewust van de omgeving en passen op basis daarvan de reactie naar de gebruiker aan. Het ingebouwde navigatiesysteem van je auto houdt exact de locatie bij en je kunt gemakkelijk je volgende afspraak invoeren in het systeem, bijvoorbeeld door een stemcommando.
Bij al deze apparaten is het zaak dat naast de computerwetenschap en techniek ook de menselijke factoren en maatschappelijke aspecten geïntegreerd zijn. Het moet voor elke gebruiker een gemakkelijk te bedienen apparaat zijn met een duidelijke userinterface en zodanig ontworpen dat je voor het eerste gebruik niet een uitgebreide handleiding hoeft te bestuderen.
★ Aan de slag 2
Geef een passende omschrijving van het begrip ubiquitous computing.
Smartphones en tablets zijn goede voorbeelden van apparaten die prima geschikt zijn voor ubiquitous computing. Leg uit waarom.
Hoeveel verschillende computers heb je elke dag zelf bij je?
Welke computers gebruik je het meest?
Wanneer je kennis maakt met virtual reality, word je ondergedompeld in een door een computer gegenereerde wereld. Waarom is virtual reality het tegenovergestelde van ubiquitous computing?
★ Aan de slag 3
Corning is een Amerikaans bedrijf dat onder andere glas voor industriële en wetenschappelijke toepassingen produceert. Belangrijke producten zijn onder andere ClearCurve, een glasvezel, die gebaseerd is op nanotechnologie en GorillaGlass dat door zijn grote krasvastheid en duurzaamheid zeer geschikt is voor het gebruik in tablets en smartphones.
Corning heeft zich ontwikkeld tot een hightechbedrijf, dat een aanzienlijk deel van zijn middelen besteedt aan onderzoek en ontwikkeling.
In de onderstaande video geeft Corning zijn visie op toepassingen van glas in de toekomst.
Bekijk de video “A day made of glass”
Sluit de visie van Corning aan bij de ontwikkeling van ubiquitous computing?
Leg je antwoord uit.
Ambient intelligence
Ambient intelligence (ook wel AmI genoemd) verwijst naar een digitale omgeving, waarbij de techniek weet wat ik nodig heb en oplossingen voor mijn probleem aanreikt. Ambient intelligence (het betekent zoiets als: omgevingsintelligentie) bemoeit zich met de min of meer onzichtbare toepassing van computers.
Het begrip computer moet je hier ruim zien: het gaat om alle soorten digitale technologie: pc’s, smartphones, voorwerpen met RFID-chips (RFID = Radio Frequency Identification-chips, dit zijn elektronische labels (tags) met een microchip waarin informatie in digitale vorm is opgeslagen). Al deze dingen kunnen we in ons dagelijks leven gebruiken. Typisch voor deze apparaten is dat ze met andere componenten communiceren.
Zulke apparaten zijn dan niet alleen een verlengstuk van onze menselijke lichamelijke en geestelijke vermogens, ze zijn soms zelfs een vervanging daarvan. Je zou kunnen zeggen dat ze ontwikkeld worden om ons leven te verbeteren door een onopgemerkte, betrouwbare en duurzame interactie met onze sociale en materiële omgeving.
★ Aan de slag 4
In welk opzicht verschilt ambient intelligence van ubiquitous computing?
Betrek in je antwoord vooral de rol die een dataverwerkend systeem in beide gevallen speelt.
Geef een argument waarom deze afbeelding een goed voorbeeld van ambient intelligence is.
Geef een argument waarom deze afbeelding geen goed voorbeeld van ambient intelligence is.
Ambient Intelligence
Ambient intelligence - 2
De voorwaarden om ambient intelligence te realiseren hangt samen met drie aspecten:
Ubiquitous computing dat computertechnologie integreert in allerlei voorwerpen voor dagelijks gebruik, zoals huishoudapparaten, kleding, speelgoed. Het systeem zich bevindt in een omgeving waarvan het door middel van sensoren of omgevingsgevoelige componenten bepaalde dingen kan waarnemen. Dat waarnemen gebeurt in het ideale geval in onderlinge samenhang, zodat iets gedaan kan worden wat ook werkelijk zinnig is en nut heeft.
Ubiquitous communicatie dat het mogelijk maakt dat voorwerpen met elkaar en de gebruiker kunnen communiceren. Op deze wijze maakt men via draadloze transmissie toegang mogelijk tot alle beschikbare informatie, communicatie, diensten of multimediale ontspanning.
Intelligente gebruikersinterface dat ervoor zorgt dat de gebruiker op natuurlijke wijze, dus door middel van spraak, gebaren of aanrakingen ermee kan communiceren. Ideaal zou het zijn als de gebruiker handsfree, dus zonder zijn handen te gebruiken, een interactie kan aangaan met de systemen in zijn omgeving. De allermooiste vorm zou zijn als je gedachte al voldoende is om iets in werking te stellen. lijkt onmogelijk maar er zijn experimenten gaande, die de mogelijkheid daarvan aantonen.
★ Aan de slag 5
In de afbeelding zie je de technologieën die nodig zijn om AmI mogelijk te maken?
Leg uit welke rol iedere technologie vervult.
Artificial intelligence
Ubiquitous computing
Networks
Sensors
Human Computer Interaction
Voorwaarden Ambient Intelligence
Internet of things
Niet alleen mensen zijn vandaag de dag online, ook dingen. Je kunt daarbij denken aan een thermostaat, die je met je smartphone van het werk kunt regelen of een auto, die een storing doorgeeft aan de garage. Al deze apparaten vormen samen een groot internet of things, ofwel het internet der dingen. Het internet of things (IoT) is een ontwikkeling, waarbij alledaagse voorwerpen die via internet met elkaar verbonden zijn, gegevens kunnen uitwisselen. Het gaat om allerlei soorten apparaten: koelkasten, thermostaten, auto’s, winkelwagentjes, containers, drones, straatlantaarns en persoonlijke apparaten als smartphones en horloges.
De basis van deze ontwikkelingen wordt gevormd door de concepten van ubiquitous computing, ubiquitous communicatie en ambient intelligence. Deze concepten hebben een sterke impact op de ontwikkeling van het IoT. Ubiquitous computing houdt in dat objecten worden uitgerust met computertechnologie (de omgeving om ons heen wordt de computer). Ubiquitous communicatie betekent het vermogen van objecten om te communiceren. Ambient intelligence geeft objecten de mogelijkheid om veranderingen in de fysieke omgeving te registreren. Objecten die aan deze vereisten voldoen, worden smart objects genoemd.
Om de omgeving te registreren worden deze objecten voorzien van sensoren. Verbonden met het internet kunnen ze online met elkaar communiceren zonder tussenkomst van mensen. Het IoT bestaat dus uit smart and connected devices die gebruik maken van zogenaamde machine-to-machine (M2M) communicatie.
★ Aan de slag 6
Aan welke eisen moeten smart objects voldoen?
Leg uit dat het internet of things bestaat uit smart en connected devices.
Rebecca ziet een controlelampje, dat aangeeft dat er een probleem met de auto is, branden op haar dashboard. Omdat ze niet weet hoe ernstig het probleem is wil ze met de auto naar een garage. Op welke manier wordt het probleem opgelost?
Welke voordelen worden genoemd voor de dealer, de autofabrikant en de klant?
Kun jij ook een nadeel bedenken aan deze ontwikkeling.
Internet of things - 2
De verwachting is dat het IoT het web verandert van een virtuele online ruimte naar een systeem dat is ingebed in de echte fysieke wereld. Het IoT zal daarbij
nieuwe onafhankelijke netwerken creëren die werken met hun eigen infrastructuur;
nieuwe diensten creëren;
nieuwe en verschillende vormen van communicatie toepassen tussen mensen en objecten en tussen objecten onderling.
Het internet of things wordt daarmee een belangrijk onderdeel van het toekomstige internet, dat zal bestaan uit het internet van diensten en het internet der dingen.
Internet of things
C Ingebouwde computer(technologie)
Na verwerking van deel C:
weet je wat embedded systems zijn;
kun je een aantal kenmerken van embedded systems opnoemen;
weet je wat domotica is;
kun je de vijf niveaus van woningautomatisering benoemen;
weet je wat een protocol is;
ken je belangrijke eigenschappen van protocollen.
Embedded systems
Bij het ontwikkelen van het internet of things wordt gebruikt gemaakt van embedded systems. Een embedded system is een computersysteem (hardware én software) dat is geïntegreerd in apparaten, zodat deze een vorm van intelligent gedrag vertoont.
Om te kunnen communiceren bevatten embedded systems sensoren en actuatoren. De sensor neemt de omgeving waar en stuurt de waargenomen informatie in digitale vorm door aan het systeem om verwerkt te worden. De actuator stuurt het gedrag van de omgeving aan op basis van de beslissingen die genomen worden door het systeem (de software). Sommige systemen hebben een interface, zodat je ze zelf kunt programmeren (klokradio, thermostaat enz.), maar soms zijn ze al voorgeprogrammeerd en volstaan een sensor en actuator (pacemaker, rookmelder enz.).
Bekijk het voorbeeld:
★ Aan de slag 7
Bij het voorbeeld van Judith en haar intelligente radio is sprake van een embedded system. Kan het systeem waar Judith zich in bevindt, zonder interface functioneren?
Verklaar je antwoord.
Embedded systems - 2
De gebruiker is zich meestal niet bewust van de aanwezigheid van het systeem. In tegenstelling tot het werken met een pc, tablet of smartphone, waar de gebruiker opdracht invoert in het systeem, reageert een embedded system automatisch op de omgeving, zonder tussenkomst van de mens.
Embedded systems proberen zo efficiënt mogelijk met energie om te gaan. Om dit te bereiken wordt energie teruggewonnen uit de omgeving: zonlicht, lichaamswarmte, trillingen kunnen gebruikt worden om een embedded systeem te voeden. Zuinigheid is van groot belang, omdat de meeste ingebedde systemen niet aan het elektriciteitsnet gekoppeld zijn.
Een belangrijke eigenschap van dit type systemen is flexibiliteit, zodat zij aan te passen zijn aan individuele wensen van de gebruiker of andere embedded systems.
Embedded systems moeten gedurende heel lange tijd zelfstandig en betrouwbaar functioneren. De ABS-functie in een auto mag het in de meest kritieke situaties niet laten afweten.
De software is in veel gevallen niet op eenvoudige wijze aan te passen, maar zit zogezegd ingebakken in het systeem: de firmware.
★ Aan de slag 8
Wat is firmware?
Domotica: een smart home
Je rijdt de straat in. In je huis springen de lampen op de benedenverdieping aan. Omdat je binnen een straal van 100 meter van huis bent, activeert je slimme woning het aankomstprogramma. De voordeur laat zich zonder sleutel openen; de gordijnen schuiven automatisch dicht. Binnen is het behaaglijk. Terwijl jij onderweg was, wist je slimme thermostaat al van je aankomsttijd.
Domotica is de integratie van technologie en diensten in en om de woning. Het begrip is een samentrekking van “domus” (huis in het Latijn) en het achtervoegsel “–tica”. Dit achtervoegsel duidt op toegepaste wetenschap, net als bij informatica en robotica.
Het staat voor veel mensen synoniem voor comfort, terwijl de nadruk meer en meer komt te liggen op verbetering van de leefomgeving. Naast het gemak zorgt domotica voor veiligheid, energiebesparing en verbeterde kwaliteit zoals het klimaat.
Er zijn vijf niveaus van woningautomatisering te onderscheiden.
Woning met intelligente objecten
In de woning wordt gebruik gemaakt van standalone toepassingen en objecten die intelligent functioneren.
Woning met intelligente, communicerende objecten
In de woning wisselen intelligente toepassingen en objecten onderling informatie uit om de functionaliteit te verhogen.
Communicerende woning
De woning kent interne en externe netwerken, waardoor interactie tussen systemen en bediening over afstand mogelijk is. Het systeem heeft toegang tot informatie en diensten van zowel binnen als buiten het huis.
Lerende woning
Patronen van activiteiten, zoals thuiskomen, gaan slapen, worden herkend. Deze gegevens worden gebruikt om de technologie in de woning af te stemmen op de behoeften van de gebruikers.
Reagerende woning
De activiteiten en locaties van mensen en objecten worden voortdurend geregistreerd. Deze informatie wordt gebruikt om de technologie in de woning te laten anticiperen op de behoeften van de gebruikers.
Bron: Francis K. Aldrich – Inside the Smart Home
★ Aan de slag 9
Er zijn inmiddels heel wat producten op de markt in diverse categoriën, zoals beveiliging, verlichting, huishoudelijk, beeld&geluid enzovoort.
Zoek op smart home, bijvoorbeeld bij cool blue.
Noem 4 verschillende smart home prodcuten en beswchrijf kort de werking.
★ Aan de slag 10
De wens is een aangename, comfortabele en veilige woonomgeving te creëren door middel van woningautomatisering en slim wonen. Daarvoor moet domotica verder gaan dan alleen de integratie van techniek en bediening in de woning. Denk aan het voorbeeld dat je na een werkdag thuiskomt. Zodra je arriveert gaat de deur van het slot, springt de verlichting aan, sluiten de gordijnen en je favoriete muziek klinkt uit de luidsprekers. Binnen is het behaaglijk warm.
Aan welk niveau van woningautomatisering moet minimaal voldaan zijn om dit te realiseren?
Domotica: protocollen
In een smart home zijn alle apparaten met elkaar en via een netwerk verbonden met een server. Met behulp van intelligente software kan alle apparatuur vanuit iedere ruimte in huis met elkaar communiceren. Diverse instellingen van verlichting en verwarming zijn op afstand te bedienen en aan te passen. Via een tv in de woonkamer, een monitor op het bureau of een tablet in de slaapkamer is te zien wie er aanbelt en kan de voordeur op afstand geopend worden.
Om de apparaten met elkaar te laten communiceren is een protocol nodig. Een protocol bevat de regels en afspraken voor het uitwisselen van gegevens tussen de componenten in een domoticasysteem. Het zorgt op de achtergrond ervoor dat de verschillende apparaten “dezelfde taal spreken”, zodat ze met elkaar kunnen communiceren.
Op dit moment kent de domoticasector een wirwar aan protocollen en standaarden. Dat betekent dat je bij de aanschaf van een systeem goed moet opletten welke functies ondersteund worden. Je kunt niet ieder willekeurig apparaat koppelen aan je smart home-systeem. Het moet het gebruikte protocol ondersteunen.
Vaak bedenken fabrikanten een eigen protocol bij hun producten, maar er zijn ook een aantal standaarden.
★ Aan de slag 11
Waarom verdient het over het algemeen niet de voorkeur om te kiezen voor een fabrikantafhankelijk protocol?
Hierna bespreken we 2 voorbeelden iets uitgebreider waarbij vooral van belang zijn dat je de begrippen band, bereik, snelheid, mesh technologie en uni- bidirectioneel begrijpt.
Z-Wave is een geavanceerder domoticaprotocol, dat volledig draadloos werkt. Het werkt op 868 MHz. Belangrijke voordelen ten opzichte van X10 zijn dat Z-Wave ondersteuning biedt voor encryptie, bidirectionele communicatie en routing.
Een Z-Wave netwerk bestaat uit:
Het basisstation (controller/gateway) regelt alle communicatie tussen de verschillende onderdelen van het netwerk. Daarnaast verzorgt het de communicatie van en naar smartphone, tablet of computer.
Nodes zijn de componenten (zoals schakelaars en sensoren), die als onderdeel van het Z-Wave netwerk zijn toegevoegd op het basisstation. Het basisstation kan commando’s ontvangen van en versturen naar elke node.
Z-Wave is gebaseerd op een mesh-netwerk technologie. Dit betekent dat het signaal via andere nodes herhaald wordt totdat het bij de uiteindelijke node is gearriveerd. Alleen nodes/apparaten die op netspanning zijn aangesloten, kunnen signalen doorgeven. Nodes op batterijen nemen geen deel aan het mesh-netwerk, omdat ze in een slaapstand gaan om de batterij te sparen.
Het netwerk bepaalt zelf de handigste route. Mocht er ergens een blokkade zijn, dan proberen de modules een andere communicatieroute te vinden. De nieuwste variant van Z-Wave is Z-Wave Plus. Z-Wave Plus-producten hebben een beter bereik en een lager energieverbruik.
ZigBee is een open standaard voor draadloze verbindingen voor kleinschalige projecten. Het is bedoeld als aanvulling op bestaande draadloze technologieën zoals Bluetooth en Wi-Fi. Net als Z-wave biedt Zigbee ondersteuning voor encryptie, bidirectionele communicatie, routing en Mesh-netwerken. Zigbee maakt gebruik van de 868MHz-band of de snellere 2,4GHz-band.
De naam ZigBee verwijst naar de dans die bijen uitvoeren nadat zij terugkeren in de bijenkorf. Zij dansen in een zig-zag patroon om op die manier informatie door te geven over de richting en afstand tot bloemen en water.
Apparaten, die met het Zigbee-protocol werken, communiceren met elkaar over de ideale route om een bericht te versturen. Typische toepassingen van Zigbee zijn onder meer home entertainment, registreren van medische gegevens, domotica, draadloze microfoons.
Er zijn verschillende versies van ZigBee in omloop die niet altijd even goed met elkaar samenwerken. Verstandig is om apparatuur van dezelfde fabrikant aan te schaffen. Dan weet je zeker dat het goed werkt.
KNX is een van de meest toonaangevende systemen voor huis- en gebouwautomatisering. Het is een open standaard. De KNX-Association legt vast hoe sensoren en actuatoren met elkaar communiceren.
Het scala aan toepassingsgebieden is enorm. Er zijn sensoren en actuatoren voor verlichting, zonwering, verwarming, ventilatie, airconditioning, beveiliging, persoonlijke alarmering, watercontrole, energiebeheer en energiemeters, telecommunicatie en consumentenelektronica.
Meer dan 370 bedrijven zijn lid van KNX, Zij ontwikkelen en verkopen KNX-apparaten en –software. De functies worden door één systeem bestuurd, gecontroleerd en bewaakt zonder dat extra hardware nodig is.
KNX kan gebruik maken van verschillende fysieke communicatiemedia: twisted pair (knx-tp), power line (knx-pl), ethernet (knxnet/ip) en wireless (knx-rf).
Over het algemeen is KNX duurder dan de andere genoemde systemen. Dat heeft aan de ene kant te maken met de duurdere hardware, die van industriële kwaliteit is en anderzijds zijn de softwarelicenties niet goedkoop.
Vandaar dat je dit systeem op de eerste plaats ziet op de professionele markt voor gebouwautomatisering. Maar steeds vaker worden woningen geautomatiseerd op basis van KNX.
★ Aan de slag 12
In de tekst staat over Z-Wave onder andere:
Belangrijke voordelen zijn dat Z-Wave ondersteuning biedt voor encryptie en bidirectionele communicatie.
Z-Wave is een geavanceerder domoticaprotocol, dat volledig draadloos werkt. Het werkt op 868 MHz.
Z-Wave is gebaseerd op een mesh-netwerk technologie.
Leg uit waarom bidirectionele communicatie belangrijk is voor een betrouwbaar netwerk.
Wat is een mesh-netwerk?
Wat betekent 'Het werkt op 868 MHz
★ Aan de slag 13
Vergelijken, waar op letten?
Zeker tussen Zigbee en Z-Wave kun je op internet veel vergelijkingen vinden met de vraag wat is beter?
Op grond van welke eigenschappen / karakteristieken worden de protocollen vergeleken?
D Een andere realiteit
Na verwerking van deel D:
weet je wat wearables zijn;
kun je voorbeelden noemen van wearables;
weet je virtual reality is;
weet je wat augmented reality is;
kun je van VR en AR voorbeelden geven.
Wearables
Ambient intelligence richtte zich in eerste instantie op technologie die is geïntegreerd in de omgeving van een persoon. AmI vinden we tegenwoordig ook op het lichaam van een persoon.
Zoals we eerder gezien hebben detecteren of meten sensoren in een smart home beweging, licht, temperatuur, vochtigheid en andere omstandigheden die beschrijvend zijn voor de omgeving. Ze communiceren via een bedraad of draadloos medium en zijn ingebed in de omgeving.
Wearables worden als een verlengstuk van je lichaam direct of indirect op het lichaam geplaatst. Ze monitoren functies die de fysiologische toestand of beweging van de persoon beschrijven. Je hoeft ze niet aan te zetten. Ze werken continue. Deze draagbare sensoren worden ingebed in kleding, brillen, riemen, schoenen, polshorloges of direct op het lichaam geplaatst. Ze kunnen worden gebruikt om informatie te verzamelen, zoals lichaamspositie en beweging, hartslag en huidtemperatuur.
★ Aan de slag 14
Bekijk de video “How wearables are changing healthcare”.
Welke verandering in de gezondheidszorg wordt gesignaleerd door Robert Wachter?
Welk probleem signaleert Robert Wachter?
Hoe kan dat probleem opgelost worden?
Wearables - 2
De kenmerken van wearables zorgen voor een impuls voor het ontwerp van draagbare computersystemen. Een uitdaging is het creëren van een draagbaar sensornetwerk. De textielindustrie onderzoekt hoe geleidende materialen gebruikt kunnen worden in kleding om informatie uit sensoren te lezen. Tevens probeert men zonnecellen te integreren in kleding om wearables van energie te voorzien.
★ Aan de slag 15
Bekijk de video “What is the clothing of the future: SMART wearables and e-textiles”.
Wat wordt verstaan onder smart clothing?
Waar halen deze weefsels de energie vandaan?
Waar zou men gebruik kunnen maken van smart wearables?
Technologie dringt steeds verder ons leven in en soms kruipt het letterlijk onder onze huid. De bionische mens is geen fantasiebeeld meer. Het wordt mogelijk om delen van het lichaam te vervangen of te verbeteren, zodat wij sterker en/of slimmer worden. Maar als mens en techniek letterlijk versmelten, worden we dan behalve andere, ook “betere” mensen? Of raken we juist iets menselijks kwijt?
★ Aan de slag 16
Nigel Ackland verloor de helft van zijn arm bij een ongeluk. Hij heeft nu een prothetische arm van carbonvezel die sterk genoeg is om een bierflesje op te tillen, maar toch zacht genoeg om een ei vast te pakken. De hand heeft verschillende motoren voor elke vinger, waardoor ze afzonderlijk kunnen bewegen. In de prothese bevindt zich een kleine versterker die het minuscule myo-elektrische signaal van de menselijke spieren opneemt. Het signaal wordt vervolgens versterkt en vertelt de hand of het moet worden geopend of gesloten.
Bekijk de video “Terminator arm is worlds most advanced prosthetic limb”.
Wat betekent “myo” in myo-elektrisch signaal?
Hoe bestuurt Nigel zijn arm?
★ Aan de slag 17
Neil Harbisson is de eerste persoon ter wereld, waarbij een antenne in zijn schedel is geïmplanteerd. Hij werd geboren met achromatopsia, een zeldzame afwijking die volledige kleurenblindheid betekent. Hij ziet geen kleur.
De eyeborg, zoals hij zijn antenne noemt, helpt hem waarnemen wat hij niet kan zien. In de eyeborg zit een camera, die gekoppeld is aan een chip in zijn hoofd. De software in de chip zet alle kleuren in het gezichtsveld van Harbisson om in hoorbare tonen.
Neil Harbisson is een kunstenaar en een cyborg. Cyborg staat voor cybernetic organism, een levend wezen waar mechanische elementen aan toegevoegd zijn die functioneren als onderdeel van het lichaam. Voor Harbisson betekent het cyborg-zijn een uitbreiding van de waarneming. Bekijk nu de video.
Wat is een cyborg?
Nigel Ackland heeft een terminator arm, omdat hij bij een ongeluk een deel van zijn rechterarm is verloren. Neil Harbisson heeft de eyeborg geïmplementeerd op zijn schedel, omdat hij kleurenblind is. Dit zijn beide voorbeelden van hoe mens en techniek versmelten. In hoeverre zijn zij “betere” mensen geworden dan voor die tijd? Of zijn ze juist iets menselijks kwijtgeraakt?
VR vs AR
Virtual reality (VR) en augmented reality (AR) zijn vergelijkbare technologieën, maar er is een verschil in mogelijke toepassingen. Virtual reality brengt je in een virtuele wereld, terwijl augmented reality je een gewijzigde kijk op de echte wereld biedt.
Virtual reality
Virtual reality is een kunstmatige, door een computer gegenereerde simulatie van een leefomgeving of situatie. Het geeft de gebruiker het gevoel dat hij zich in een gesimuleerde wereld bevindt. Om dit te bereiken worden beeld en geluid gesimuleerd.
Bekend zijn de games die gespeeld kunnen worden met een VR-bril. Vandaag de dag vind je steeds meer andere VR-toepassingen, zoals digitale bouwtekeningen voor infrastructuren. Een voorbeeld daarvan is het plaatsen van een booreiland op de zeebodem, waarbij allerlei kabels en gereedschappen in 3D moeten bewegen, onder invloeden van zeegang, stroming en gestuurde bewegingen. Dankzij VR-visualisaties kunnen fouten voorkomen worden.
Andere voorbeelden van het toepassen van VR zijn het virtueel bezichtigen van huizen die te koop staan, het trainen van evacuaties bij brand en het samenwerken van een team mariniers in een gevechtssimulatie.
Door gebruik te maken van VR ontstaan unieke mogelijkheden die eindeloos herhaald kunnen worden. Virtual reality wordt ook toegepast voor de behandeling van psychische klachten. Patiënten worden virtueel in voor hen beangstigende situaties geplaatst, om op deze manier te leren met hun angsten om te gaan.
De voetbalwereld ontdekt eveneens de mogelijkheden. Spelsituaties worden gevirtualiseerd en bekeken. Met behulp van VR kan een spelmoment vanuit verschillende invalshoeken worden.
★ Aan de slag 18
Bekijk de video “How Technology Can Turn VR into Powerful Therapy”
Hoe kan Albert Rizzo, de klinisch psycholoog, met behulp van VR de situatie voor Chris Merkle zo realistisch mogelijk nabootsen?
Waarom zijn krachtige computers noodzakelijk?
Wat is volgens Albert Rizzo het belang van VR?
VR vs AR - 2
Augmented reality
Ook voor augmented reality zijn er headsets ontwikkeld. De bekendste is waarschijnlijk Google Glass: een draagbare computer in de vorm van een bril die informatie projecteert op een klein display voor je ogen. Glass werkt als een verlengstuk van je smartphone en kan meldingen tonen, muziek afspelen, foto’s en video’s schieten en je helpen met navigeren.
Je bedient de slimme bril door middel van spraakcommando’s of door met je vinger op de touchpad op het montuur te tikken.
Wegens privacyoverwegingen wordt Google Glass niet overal toegelaten. Google heeft aangekondigd geen gezichtsherkenning toe te passen, maar er is al een app beschikbaar die deze functionaliteit toevoegt. Zo krijgt de gebruiker realtime-informatie over de persoon voor hem.
De bril werd in 2015 van de consumentenmarkt gehaald. Google ging door met het ontwikkelen van applicaties bedoeld voor de industriële sector en de gezondheidszorg.
Inmiddels is de Google Glass Enterprise Edition (EE) uitgebracht.
★ Aan de slag 19
In de video “Voorbeelden AR brillen 2018-2019” worden een viertal AR-headsets getoond: Hololens, Icis, Meta en Vuzix.
De ontwikkeling van AR-headsets zit voor een belangrijk deel in de experimentele fase, maar de video laat zien wat de makers ervan verwachten.
Bekijk de video.
In de video geven de makers aan welke toepassingsmogelijkheden zij zien voor hun bril. Van welke toepassingen heb jij grote verwachtingen. Beargumenteer je antwoord.
Wat zijn de overeenkomsten tussen virtual reality en augmented reality
Wat zijn de verschillen tussen virtual reality en augmented reality?
E Ondersteuning bij taken of overname van taken
Na verwerking van deel E:
weet je wat human awareness is;
weet je wat ambient awareness is;
kun je een aantal voorbeelden van ambient intelligence noemen;
kun je een aantal voorbeelden van thuisgebruik noemen;
kun je de rol van ambient intelligence bij het ontwikkelen van de smartcar aangeven;
kun je de verschillende niveaus van geautomatiseerd rijden benoemen;
kun je een aantal voorbeelden van ambient intelligence in de auto noemen en de werking daarvan uitleggen;
kun je toepassingen in de gezondheidszorg benoemen;
Awareness
We hebben gezien dat ambient intelligence er in feite naar streeft aan de omgeving van de mens steeds meer een dieper inzicht te geven in het functioneren van diezelfde mens om op deze wijze die omgeving meer begrip te geven en menselijker te maken. Zo’n omgeving heeft dus vele sensoren waarmee op diverse manieren een mens en zijn omgeving in de gaten gehouden kunnen worden. Op grond daarvan houdt deze omgeving via eigen kennis over het cognitief (de kennis betreffend), emotioneel, fysiek en sociaal functioneren van mensen in hun omgeving een model bij. Op basis van zo’n model kan op een intelligente, begrijpende manier gereageerd worden. De reactie moet altijd gericht zijn op het belang van welzijn en gezondheid en op de effectiviteit van het functioneren en de ontwikkeling van de mens.
Een dergelijke interactie is op twee manieren gebaseerd op een versterkte awareness (bewustzijn), vanuit het gezichtspunt van de mens en vanuit het gezichtspunt van de omgeving:
vanuit de mens spreken we van human awareness: bewustzijn van de persoon (met betrekking tot zijn toestand, functioneren en ontwikkeling) enerzijds, en anderzijds met betrekking tot de relevante omgevingsfactoren en de interactie van de twee;
vanuit de omgeving spreken we van ambient awareness: bewustzijn van de omgeving, enerzijds met betrekking tot de aanwezige personen (hun toestanden, functioneren, en ontwikkeling), en anderzijds met betrekking tot de omgevingsfactoren en de interactie van de twee.
★ Aan de slag 20
Er kan wat ambient intelligence betreft, gesproken worden van human awareness en van ambient awareness. Wat houden beide begrippen in?
Awareness - 2
Er zijn zeer vele toepassingen op vele terreinen mogelijk met ambient intelligence. Onze fantasie kent geen grenzen in het bedenken ervan. Hoewel soms technische beperkingen ons verhinderen ideeën helemaal ten uitvoer te brengen, geldt in de ICT-wereld vaak: wat vandaag niet kan, is morgen werkelijkheid. Er zijn al wat mogelijkheden behandeld, maar we zullen er nog een paar de revue laten passeren, zodat je een idee krijgt van de gebieden waar ambient intelligence, ubiquitous computing en domotica ingezet worden en kunnen worden.
Door deze ontwikkeling wordt niet alleen de mens, maar ook de menselijke omgeving (ambience) meer bewust en menselijk. Een goed opgezette interactie tussen mens en omgeving kan een positieve invloed hebben op verschillende niveaus:
individu; door bijvoorbeeld
effectief functioneren
stimuleren van gezond functioneren en gezondheidsproblemen voorkomen
leren en ontwikkelen
organisatie; door bijvoorbeeld
efficiënt functioneren door goed werkende medewerkers
leren van de organisatie
samenleving als geheel; door bijvoorbeeld
beperking van kosten voor ziekte en arbeidsongeschiktheid
efficiënt beheer van de omgeving kan onnodige (latere) kosten voorkomen
verhoging van veiligheid in verkeer en vervoer
verhoging van beveiliging van kwetsbare objecten
★ Aan de slag 21
Als ambient intelligence goed opgezet wordt, kunnen er voordelen voor het individu, de organisatie en de samenleving uit voortkomen. In de tekst vind je voor elke groep voordelen. Welke zijn dat per groep?
We laten een paar voorbeelden zien van (mogelijke) toepassingen in het leven thuis, de voertuigen in het verkeer en gezondheidszorg.
Thuisgebruik
Het thuisgebruik van intelligente systemen hebben we in de loop van dit hoofdstuk al ter sprake gebracht. Het gaat daarbij om systemen die een aantal veel gewenste functies moeten kunnen uitoefenen om het ons thuis gemakkelijker, aangenamer, veiliger te maken.
Beheer:
Intelligente systemen moeten ons huis onder controle hebben en houden.
Bijvoorbeeld: we willen dat de verwarming pas aangaat als dat ook nodig is; we willen dat aan- en afvoer gecontroleerd geschiedt, dus dat gas, water en elektra niet verloren gaan. Ook willen we dat onze eigen menselijke uitscheidingen en het huishoudelijk afval op milieubewuste wijze afgevoerd worden.
Regen- of waterschade zouden we het liefst automatisch gemeld willen zien; te hoge concentraties van bepaalde schadelijke stoffen zouden gesignaleerd moeten worden.
Veiligheid:
Nagegaan moet kunnen worden of iemand op normale wijze ons huis betreedt. Komt er dus iemand binnen via een ingedrukt raampje, dan moet daar toch op zijn minst een waarschuwing voor gegeven worden. En die waarschuwing zou je dan via je mobieltje moeten kunnen bereiken, zodat jij misschien op je mobieltje beelden van een thuiscamera kunt ontvangen zodat je de politie kunt inschakelen.
Misschien dat in een verder stadium een huisdatabase van mensen die welkom zijn, aangelegd kan worden. Deze kan aangelegd worden met behulp van systemen als stemherkenning of een vingerafdruk, die met een sensor opgevraagd kan worden. Als iemand zich dan niet binnen een minuut meldt, zou het systeem een alarm moeten kunnen afgeven.
Entertainment:
een multiroom muzieksysteem maakt het mogelijk dat je in elke ruimte over digitale muziek kunt beschikken. Bij het opstaan gewekt worden door je favoriete muziek, die je daarna van de badkamer naar de keuken “volgt”, is met de nieuwe technieken heel gewoon. De bediening van het systeem kan met ieder type device.
TV kijken heeft tegenwoordig een hele andere dimensie dan het vroeger had.
Je kijkt wanneer het jou uitkomt naar de programma’s en films die jij wilt zien. Gestreamd of vanuit een centrale mediaserver, het kan allemaal.
Gemak:
je zou bepaalde processen in huis graag willen automatiseren: het op een bepaalde tijd starten van een tv-programma bijvoorbeeld, maar dan pas als je ook aanwezig bent; het op tijd zetten van koffie of het bakken van een brood; heb je een intelligente stofzuiger, dan start die automatisch op een bepaalde tijd met zijn zuigwerk, schakelt de juiste zuigmond in, stoot niet tegen meubels, legt een slim parcours af, zodat hij niet drie keer hetzelfde plekje doet enz.
★ Aan de slag 22
Noteer kort welke vier functies intelligente digitale systemen voor gebruik in huis zouden moeten hebben. Noem bij elke functie een eenvoudig voorbeeld.
Voertuigen in het verkeer
De moderne auto wordt steeds intelligenter en hij neemt steeds meer taken van de bestuurder over. Dit zijn de eerste stappen in de ontwikkeling naar een volledig zelfrijdende auto.
Het is belangrijk om onderscheid te maken in de mate waarin de auto's zijn geautomatiseerd. Alleen als een auto geheel zelfstandig de weg kan vinden en alle taken zijn geautomatiseerd is er sprake van een volledig zelfrijdend voertuig: een autonoom voertuig. Daartussen liggen verschillende fases die gaan van “geen automatisering” tot “volledig geautomatiseerd”. Een veel gebruikte indeling om de verschillende niveaus van automatisering vast te leggen is van SAE International:
SEA International Driving Automation - Human driver
SEA International Driving Automation - Automated driver
Level 0: Geen automatisering.
Alle aspecten van het besturen van een voertuig worden uitgevoerd door de mens, waarbij er gebruik gemaakt kan worden van waarschuwings- of interventiesystemen, zoals lane departure warning en blind spot monitoring.
Level 1: Rijhulp.
De mens bestuurt het voertuig maar krijgt ondersteuning van computersystemen. adaptive cruise control valt in deze categorie. Wanneer je op de linkerrijstrook een auto inhaalt, zal de auto automatisch vertragen. Lane keeping assist valt ook in deze categorie, omdat dit systeem de auto geleidelijk naar de oorspronkelijke rijstrook stuurt wanneer je per ongeluk je baan verlaat. Op niveau 1 moet de bestuurder het overzicht op de situatie en de controle over het voertuig behouden.
Level 2: Gedeeltelijke automatisering.
Een combinatie van computersystemen is in staat zowel de snelheid als de besturing onder bepaalde omstandigheden te beheren, zoals het rijden op de snelweg. De hulpsystemen stemmen de snelheid af op de verkeerssnelheid en volgen de bochten in de weg in ideale omstandigheden. Maar de bestuurder moet te allen tijde aandacht besteden aan de rijomstandigheden en het voertuig onmiddellijk overnemen als de omstandigheden de beperkingen van het systeem overschrijden.
Bekijk de video over een level 2 systeem: Cadillac Super CruiseTM.
Level 3: Voorwaardelijke automatisering.
Deze systemen zijn aanzienlijk geavanceerder dan de voertuigen van level 2, omdat ze in staat zijn om de volledige verantwoordelijkheid voor het autorijden op specifieke delen van een reis op zich te nemen. Het wezenlijke verschil is dat het voertuig de rijomgeving om zich heen kan volgen. Dit type voertuigen is in staat zelf beslissingen te nemen. De mens moet klaar zijn om de controle terug te nemen wanneer het geautomatiseerde systeem daarom vraagt.
Bekijk de video over een level 3 systeem: Tesla Autopilot.
Level 4: Hoge automatisering.
Voertuigen kunnen een hele rit rijden en zelfs onbemand rijden, zelfs als de mens niet adequaat reageert op een verzoek om in te grijpen. Als er iets misgaat, kan het voertuig het zelf aan. De tussenkomst van de mens is vereist bij slechte weersomstandigheden of andere ongebruikelijke situaties. Auto’s beschikken nog steeds over een stuur en pedalen, zodat een menselijke bestuurder het over kan nemen wanneer dat nodig is.
Level 5: Volledige automatisering
Er is geen menselijke controle van een voertuig nodig. Voertuigen hebben geen pedalen, stuurwielen of bedieningselementen nodig voor een mens om de leiding te nemen. Mensen zijn niets anders dan vracht die de auto vertellen waar ze naartoe moeten. De auto kan altijd en overal rijden, onder alle omstandigheden.
★ Aan de slag 23
Bekijk de video: Lane Keep Assist
Welke type sensor zorgt ervoor dat de auto de weg blijft volgen?
Een moderne auto heeft verschillende computersystemen aan boord om de mens te ondersteunen, zoals lane departure warning en lane keeping assist. Beide zorgen ervoor dat de auto op het “rechte spoor” blijft. Waarom behoort lane departure warning tot SAE level 0 en lane keeping assist tot SAE level 1?
Bekijk de video: Adaptive Cruise Controle
Welke type sensoren zorgen ervoor dat de auto de weg blijft volgen?
Een moderne auto heeft verschillende computersystemen aan boord om de mens te ondersteunen, zoals cruise control en adaptive cruise control. Beide zorgen ervoor dat de auto op de gewenste snelheid blijft rijden. Waarom behoort cruise control tot SAE level 0 en adaptive cruise control tot SAE level 1?
Vanaf welk SAE level kan men spreken van ubiquitous computing?
Vanaf welk SAE level kan men spreken van ambient intelligence?
Onder welke level van automatisering vallen de meest geavanceerde auto’s, die nu op de markt zijn?
★ Aan de slag 24
Bekijk de video: Driver Assist Technology
Hieronder vind je een aantal hulpsystemen die in een auto kunnen zitten:
• Adaptive Cruise Control
• Distance Alert
• Brake Assist
• Blind Spot Monitoring
• ESP
• Cross Traffic Alert
• Night Vision
• Navigatie
• Emergency Assist
• Park Assist
• Lane Departure Warning
• Lane Keeping Assist
• Verkeersbord herkenning
• Drowsiness Alert
Zet achter ieder systeem welke taak het uitvoert.
Gezondheidszorg
In de gezondheidszorg kan intelligente ICT van nut zijn op velerlei gebieden.
Van algemeen belang in de gezondheidszorg is Landelijk Schakelpunt (LSP), waarmee zorgverleners, onderling medische gegevens kunnen delen. Wanneer je door een ongeval, blessure of ziekte direct hulp nodig hebt, kan het zijn dat je terecht komt bij een onbekende arts, een andere apotheek of de huisartsenpost. Dan is het belangrijk dat de zorgverlener snel en gemakkelijk je actuele medische gegevens kan inzien. Zo krijgt hij snel een goed beeld van je medische situatie. En krijg jij de juiste zorg.
Het LSP is een beveiligd netwerk voor ziekenhuizen, huisartsen, huisartsenposten en apothekers om snel en elektronisch medische gegevens te raadplegen. Het LSP verschilt op een aantal punten van het vroeger EPD (Elektronisch Patiëntendossier):
Je huisarts of apotheek kan niet zomaar je gegevens beschikbaar stellen via het LSP. Je moet hem vooraf toestemming geven.
Je gegevens kunnen alleen door apothekers en huisartsen(posten) uit de regio worden bekeken. Dit geldt niet voor ziekenhuizen, omdat hun patiënten uit heel het land kunnen komen. Denk bijvoorbeeld aan de slachtoffers van een verkeersongeluk.
Er is ook kritiek op het LSP. Door medische informatie via een landelijk netwerk beschikbaar te stellen, maak je het kwetsbaar voor hackers. Een ander punt is dat je zelf niet de gegevens kan inzien. Het enige dat je ziet is wie er gekeken heeft, maar je weet niet wat diegene zag. Die inzage moet je via je eigen arts regelen.
★ Aan de slag 25
Geef jij toestemming dat andere zorgverleners via het LSP je medische gegevens kunnen opvragen? Beargumenteer je antwoord.
Gezondheidszorg - 2
Gezond blijven
Om gezond te blijven zijn er diverse wearables die je kunnen wijzen op je lichamelijke toestand. Sporters gebruiken die vaak om hun prestaties te meten en te bekijken of er nog een tandje bij kan of dat ze het wat rustiger aan moeten doen. De laatste jaren is door de komst van de smartwatch er een stormvloed van gezondheidsapps op de markt verschenen. Het belangrijkste doel van deze apps is de gebruiker fitter, gezonder of in elk geval bewuster te laten leven. De apps hebben vooral een ondersteunende rol. Je moet voor gebruik natuurlijk wel bereid zijn enkele gegevens prijs te geven over je lichaam, beweging en voeding. De grote spelers op deze markt hebben ieder hun eigen platform ontwikkeld:
HealthKit is het gezondheidsplatform van Apple. Ontwikkelaars kunnen door middel van dit platform data over sport, gezondheid en lichaamsbeweging verzamelen en gebruiken in hun apps. Een app waarmee je voedingsgewoontes vastlegt kan via HealthKit data inlezen van een connected (slimme) weegschaal. De gebruiker kan deze gegevens terugvinden in de Gezondheid-app. Hiermee stel je tevens in welke apps gebruik mogen maken van jouw gezondheidsdata.
Google Fit is Googles platform voor fitness en gezondheid. Net als bij Apple kun je fitness-apps en -apparaten aansluiten, waarmee het gemakkelijker wordt om gegevens van verschillende bronnen op één plek te analyseren. Op die manier krijg je een uitgebreid gezondheidsprofiel. Je kunt er zelfs in bijhouden of je genoeg water drinkt.
★ Aan de slag 26
Maak de komende week gebruik van het gezondsheidsplatform voor jouw apparaat.
Wat ben jij te weten gekomen over jouw gedrag en gezondheid?
Gezondheidszorg - 3
Verzorging
Een ontwikkeling in de zorg is e-health, waarbij technologie wordt ingezet ter ondersteuning of verbetering van de gezondheid. Face-to-face gesprekken worden afgewisseld met online contact via chat, beeldbellen, online behandelmodules en online inzage in het gezondheidsdossier. Hierdoor kan aan een patiënt niet alleen tijd, maar ook plaats-onafhankelijk zorg geboden worden.
★ Aan de slag 27
Vallen gezondheidsapps onder e-health?
Leg je antwoord uit.
Bekijk de video "e-health: Wat is dat?"
Wat ziet Meta van Bork als een belangrijk voordeel van het gebruik van e-health (e-consult)?
Gezondheidszorg - 4
Robots kunnen helpen bij het verzorgen van mensen. De zorg staat onder druk. Mensen worden ouder. Zijn er straks nog genoeg handen om de vele ouderen en zieken te verzorgen? Zorgrobots kunnen patiënten en zorgverleners helpen. De zorgrobotica is een aparte tak van de robotica, de wetenschap die robots ontwikkelt met het oog op het overnemen van menselijke taken. Deze worden dus niet alleen ingezet in industriële processen, maar ook als het gaat om het overnemen van diensten voor mensen die die taken zelf niet meer zo goed kunnen verrichten.
Behalve dat een zorgrobot ingezet wordt om taken van de mens over te nemen, kan een zorgrobot ook ontworpen worden dat hij reageert op woorden of vragen van de gebruiker, waardoor een sociaal element toegevoegd kan worden. De robot wordt een soort van buddy voor de persoon die hem nodig heeft.
★ Aan de slag 28
Bekijk de video e-health: Ik ben Alice
Wat zijn volgens jou de voordelen van het gebruik van Alice in de zorg?
Bij ambient intelligence wordt gesproken van human awareness en van ambient awareness. Leg in hoeverre beide begrippen van toepassing zijn op de communicatie van Alice met ouderen.
Gezondheidszorg - 5
Een andere toepassing van robotica is de inzet als instrument. Met robotchirurgie kan een arts nauwkeuriger opereren. Het oog en de hand van de chirurg worden vervangen door optische middelen en micro-apparatuur die via een kleine incisie (insnede) ingebracht kunnen worden. Dataoverdracht voor de benodigde gegevens kan over elke afstand doorgevoerd worden, dat hoeft niet binnen een en hetzelfde gebouw te zijn. Er is hierdoor minder kans op complicaties.
★ Aan de slag 29
Bekijk de video e-health: Robotchirurgie
Wat zijn de voordelen volgens dr. Klaver van robotchirurgie?
Het arrangement Verborgen computers is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Chris Trauschke
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2022-03-21 20:15:05
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
Na verwerking van deze module kun je:
Omdat elke gebruiker inmiddels de beschikking heeft over een of meer computers in allerlei vormen en maten, vind je ze ook overal en bij elke gelegenheid. Veel mensen hebben er vaak meerdere tegelijk bij zich: een smartphone, een smartwatch, een fitness tracker en een tablet of laptop. Die moet je dan nog wel elke keer zelf meenemen, maar we groeien langzamerhand toe naar een maatschappij waarin we omgeven zullen worden door een woud van computers. Die zullen vaak niet eens meer als zodanig herkenbaar zijn, maar verwerkt zitten in allerlei apparaten. Een groot aantal bedrijven, bijvoorbeeld internetproviders, telecomproviders en softwareleveranciers stellen ons in staat voortdurend die apparaten te gebruiken. Bovendien zijn de diensten die ze aanbieden aangepast aan onze persoonlijke wensen en behoeften.
Kijk goed naar de afbeelding. De mens staat daarbij centraal.
De term ubiquitous computing werd voor de eerste keer gebruikt door Marc Weiser in 1993. Hij geeft met ubiquitous computing de derde generatie van computers aan (Weiser: ... “our highest ideal is to make a computer so embedded, so fitting, so natural, that we use it without even thinking about it”). De wens dat de computer een vanzelfsprekend voorwerp zou worden, is hiermee uitgedrukt.
Geef een passende omschrijving van het begrip ubiquitous computing.
Corning is een Amerikaans bedrijf dat onder andere glas voor industriële en wetenschappelijke toepassingen produceert. Belangrijke producten zijn onder andere ClearCurve, een glasvezel, die gebaseerd is op nanotechnologie en GorillaGlass dat door zijn grote krasvastheid en duurzaamheid zeer geschikt is voor het gebruik in tablets en smartphones.
Ambient intelligence (ook wel AmI genoemd) verwijst naar een digitale omgeving, waarbij de techniek weet wat ik nodig heb en oplossingen voor mijn probleem aanreikt. Ambient intelligence (het betekent zoiets als: omgevingsintelligentie) bemoeit zich met de min of meer onzichtbare toepassing van computers.
De voorwaarden om ambient intelligence te realiseren hangt samen met drie aspecten:
Niet alleen mensen zijn vandaag de dag online, ook dingen. Je kunt daarbij denken aan een thermostaat, die je met je smartphone van het werk kunt regelen of een auto, die een storing doorgeeft aan de garage. Al deze apparaten vormen samen een groot internet of things, ofwel het internet der dingen. Het internet of things (IoT) is een ontwikkeling, waarbij alledaagse voorwerpen die via internet met elkaar verbonden zijn, gegevens kunnen uitwisselen. Het gaat om allerlei soorten apparaten: koelkasten, thermostaten, auto’s, winkelwagentjes, containers, drones, straatlantaarns en persoonlijke apparaten als smartphones en horloges.
Bij het ontwikkelen van het internet of things wordt gebruikt gemaakt van embedded systems. Een embedded system is een computersysteem (hardware én software) dat is geïntegreerd in apparaten, zodat deze een vorm van intelligent gedrag vertoont.
Bij het voorbeeld van Judith en haar intelligente radio is sprake van een embedded system. Kan het systeem waar Judith zich in bevindt, zonder interface functioneren?
De gebruiker is zich meestal niet bewust van de aanwezigheid van het systeem. In tegenstelling tot het werken met een pc, tablet of smartphone, waar de gebruiker opdracht invoert in het systeem, reageert een embedded system automatisch op de omgeving, zonder tussenkomst van de mens.
Je rijdt de straat in. In je huis springen de lampen op de benedenverdieping aan. Omdat je binnen een straal van 100 meter van huis bent, activeert je slimme woning het aankomstprogramma. De voordeur laat zich zonder sleutel openen; de gordijnen schuiven automatisch dicht. Binnen is het behaaglijk. Terwijl jij onderweg was, wist je slimme thermostaat al van je aankomsttijd.
De wens is een aangename, comfortabele en veilige woonomgeving te creëren door middel van woningautomatisering en slim wonen. Daarvoor moet domotica verder gaan dan alleen de integratie van techniek en bediening in de woning. Denk aan het voorbeeld dat je na een werkdag thuiskomt. Zodra je arriveert gaat de deur van het slot, springt de verlichting aan, sluiten de gordijnen en je favoriete muziek klinkt uit de luidsprekers. Binnen is het behaaglijk warm.
In een smart home zijn alle apparaten met elkaar en via een netwerk verbonden met een server. Met behulp van intelligente software kan alle apparatuur vanuit iedere ruimte in huis met elkaar communiceren. Diverse instellingen van verlichting en verwarming zijn op afstand te bedienen en aan te passen. Via een tv in de woonkamer, een monitor op het bureau of een tablet in de slaapkamer is te zien wie er aanbelt en kan de voordeur op afstand geopend worden.
Waarom verdient het over het algemeen niet de voorkeur om te kiezen voor een fabrikantafhankelijk protocol?
Z-Wave is een geavanceerder domoticaprotocol, dat volledig draadloos werkt. Het werkt op 868 MHz. Belangrijke voordelen ten opzichte van X10 zijn dat Z-Wave ondersteuning biedt voor encryptie, bidirectionele communicatie en routing.
ZigBee is een open standaard voor draadloze verbindingen voor kleinschalige projecten. Het is bedoeld als aanvulling op bestaande draadloze technologieën zoals Bluetooth en Wi-Fi. Net als Z-wave biedt Zigbee ondersteuning voor encryptie, bidirectionele communicatie, routing en Mesh-netwerken. Zigbee maakt gebruik van de 868MHz-band of de snellere 2,4GHz-band.
Ambient intelligence richtte zich in eerste instantie op technologie die is geïntegreerd in de omgeving van een persoon. AmI vinden we tegenwoordig ook op het lichaam van een persoon.
Bekijk de video “How wearables are changing healthcare”.
De kenmerken van wearables zorgen voor een impuls voor het ontwerp van draagbare computersystemen. Een uitdaging is het creëren van een draagbaar sensornetwerk. De textielindustrie onderzoekt hoe geleidende materialen gebruikt kunnen worden in kleding om informatie uit sensoren te lezen. Tevens probeert men zonnecellen te integreren in kleding om wearables van energie te voorzien.
Nigel Ackland verloor de helft van zijn arm bij een ongeluk. Hij heeft nu een prothetische arm van carbonvezel die sterk genoeg is om een bierflesje op te tillen, maar toch zacht genoeg om een ei vast te pakken. De hand heeft verschillende motoren voor elke vinger, waardoor ze afzonderlijk kunnen bewegen. In de prothese bevindt zich een kleine versterker die het minuscule myo-elektrische signaal van de menselijke spieren opneemt. Het signaal wordt vervolgens versterkt en vertelt de hand of het moet worden geopend of gesloten.
Neil Harbisson is de eerste persoon ter wereld, waarbij een antenne in zijn schedel is geïmplanteerd. Hij werd geboren met achromatopsia, een zeldzame afwijking die volledige kleurenblindheid betekent. Hij ziet geen kleur.
Virtual reality (VR) en augmented reality (AR) zijn vergelijkbare technologieën, maar er is een verschil in mogelijke toepassingen. Virtual reality brengt je in een virtuele wereld, terwijl augmented reality je een gewijzigde kijk op de echte wereld biedt.
Augmented reality
We hebben gezien dat ambient intelligence er in feite naar streeft aan de omgeving van de mens steeds meer een dieper inzicht te geven in het functioneren van diezelfde mens om op deze wijze die omgeving meer begrip te geven en menselijker te maken. Zo’n omgeving heeft dus vele sensoren waarmee op diverse manieren een mens en zijn omgeving in de gaten gehouden kunnen worden. Op grond daarvan houdt deze omgeving via eigen kennis over het cognitief (de kennis betreffend), emotioneel, fysiek en sociaal functioneren van mensen in hun omgeving een model bij. Op basis van zo’n model kan op een intelligente, begrijpende manier gereageerd worden. De reactie moet altijd gericht zijn op het belang van welzijn en gezondheid en op de effectiviteit van het functioneren en de ontwikkeling van de mens.
Er kan wat ambient intelligence betreft, gesproken worden van human awareness en van ambient awareness. Wat houden beide begrippen in?
Er zijn zeer vele toepassingen op vele terreinen mogelijk met ambient intelligence. Onze fantasie kent geen grenzen in het bedenken ervan. Hoewel soms technische beperkingen ons verhinderen ideeën helemaal ten uitvoer te brengen, geldt in de ICT-wereld vaak: wat vandaag niet kan, is morgen werkelijkheid. Er zijn al wat mogelijkheden behandeld, maar we zullen er nog een paar de revue laten passeren, zodat je een idee krijgt van de gebieden waar ambient intelligence, ubiquitous computing en domotica ingezet worden en kunnen worden.
Als ambient intelligence goed opgezet wordt, kunnen er voordelen voor het individu, de organisatie en de samenleving uit voortkomen. In de tekst vind je voor elke groep voordelen. Welke zijn dat per groep?
Noteer kort welke vier functies intelligente digitale systemen voor gebruik in huis zouden moeten hebben. Noem bij elke functie een eenvoudig voorbeeld.
In de gezondheidszorg kan intelligente ICT van nut zijn op velerlei gebieden.
Geef jij toestemming dat andere zorgverleners via het LSP je medische gegevens kunnen opvragen? Beargumenteer je antwoord.
Gezond blijven
Maak de komende week gebruik van het gezondsheidsplatform voor jouw apparaat.
Verzorging
Robots kunnen helpen bij het verzorgen van mensen. De zorg staat onder druk. Mensen worden ouder. Zijn er straks nog genoeg handen om de vele ouderen en zieken te verzorgen? Zorgrobots kunnen patiënten en zorgverleners helpen. De zorgrobotica is een aparte tak van de robotica, de wetenschap die robots ontwikkelt met het oog op het overnemen van menselijke taken. Deze worden dus niet alleen ingezet in industriële processen, maar ook als het gaat om het overnemen van diensten voor mensen die die taken zelf niet meer zo goed kunnen verrichten.
Een andere toepassing van robotica is de inzet als instrument. Met robotchirurgie kan een arts nauwkeuriger opereren. Het oog en de hand van de chirurg worden vervangen door optische middelen en micro-apparatuur die via een kleine incisie (insnede) ingebracht kunnen worden. Dataoverdracht voor de benodigde gegevens kan over elke afstand doorgevoerd worden, dat hoeft niet binnen een en hetzelfde gebouw te zijn. Er is hierdoor minder kans op complicaties.
