Год за годом разработки в области интернета вещей (IoT) набирают размах, а лидеры рынка соревнуются в объёмах инвестиций в развитие инфраструктуры подключённых объектов. И пока мы по привычке следим за гонкой инноваций между Microsoft и Apple, в стенах другого ИТ-гиганта — Intel — будущее интернета вещей вершится не менее стремительно.

Сотрудники минского офиса Softeq Development недавно посетили масштабный Intel Developer Forum в Кремниевой долине, протестировав новейшие IoT-разработки. Павел Козлов (Project Manager), Владимир Симаньков (Software Engineer) и Артём Воробьёв (Technical Process Architect) предлагают прогноз из технологических трендов, которые можно назвать наиболее устойчивыми даже в долгосрочной перспективе.

Читать далее

Микропроцессор Intel + ПЛИС от Altera = архитектурный must-have

Владимир Симаньков: Как Embedded-разработчик, я уделил бы особое внимание интеграции процессоров Intel с микросхемами ПЛИС от Altera (компании, которую недавно приобрёл Intel). Использование этих модулей позволяет ускорить вычисления за счёт их распараллелизации. Так что новый тренд — комбинация в одном чипе ПЛИСа с процессором Intel. В рамках IDF была даже организована отдельная выставка с простым незатейливым названием ISDF Intel SoC FPGA Developer Forum, посвящённая исключительно разработке устройств с использованием чипов ПЛИС.

Применяют такие чипы в разработках, требующих достаточно точных и очень оперативных вычислений, и для human machine interface, чтобы управлять многочисленными датчиками и приборами. Системы такого рода относят к киберфизическим технологиям четвёртой промышленной революции и называют общим понятием smart factory, которое объединяет big data (большие данные), Интернет вещей, виртуальную и дополненную реальность, 3D-печать и печатную электронику.

Intel FPGA SoC не планируют использовать в мобильных приложениях по причине высокого энергопотребления.

На одном из программных выступлений в рамках ISDF CEO Intel Брайана Кржанича спросили, какую архитектуру ядер компания выберет для интеграции с ПЛИС. Вопрос, на самом деле, немного неудобный, ведь ARM и x86 на сегодня — конкуренты. Стоило ожидать, что Intel начнёт продвигать свою архитектуру, но Брайан отметил, что решение будет комбинированным.

Если для целевого применения проектируемого SoC больше подойдёт ARM, значит, используют её. В этом Intel проявил гибкость, несмотря на то, что пришлось несколько пожертвовать позициями х86 архитектуры. Уже сегодня на рынке есть SoC, сочетающие в себе ядро ARM и ПЛИС Altera Stratix, а также процессоры Intel Xeon с ускорителем на ПЛИС.

Дроны в полной комплектации и роботы в трудовом штате

Артём Воробьёв: Одним из главных трендов развития робототехники я бы назвал разработку проектов с дронами на платформе Robot Operating System (ROS). Нам однозначно стоит наращивать опыт в этой технологии. На IDF с главной сцены демонстрировали дрон-конструктор на платформе Aero для разработчиков: в Intel собрали модель квадрокоптера, готового к полёту, Intel Aero Ready to Fly Drone. К концу года он уже поступит в продажу.

Очень многие компании сегодня активно развивают направление робототехники. На IDF, например, в этой сфере было представлено множество неплохих коммерческих проектов, готовых к выходу на рынок.

Об одном из них я детально расспрашивал разработчиков. Это небольшой стартап под названием Simbe Robotics. Ребята изготовили робота на колёсиках, который ездит вдоль магазинных полок и отслеживает правильность расположения товаров: той ли стороной повёрнуты, не упали ли, не пустует ли ряд. Если обнаружится непорядок, мерчандайзер придёт и всё исправит.

Эта разработка позволит крупным супермаркетам реально сэкономить на штате мерчандайзеров — не нужно будет платить сразу нескольким сотрудникам, постоянно курсирующим по магазину. Робота уже успешно протестировали в нескольких торговых сетях, и у производителей появились заказы. Так что робот-мерчандайзер скоро появится на рынке.

Интересно то, насколько обширный потенциал имеют технологии с простыми, казалось бы, функциями наблюдения и отслеживания изменений с использованием камер и различных сенсоров. Это может быть как проект в духе нашей разработки для Sky Futures, предназначенной для выявления неполадок на нефтевышках при помощи беспилотников, так и продукты робототехники для осмотра магазинов, складов, музеев. 

Дронов и роботов, на самом деле, уже существует немыслимое количество, и самого разного назначения. Один израильский стартап представил на выставке даже военного робота.

То, что продукты робототехники в последние годы всё активнее эксплуатируют в медицинских целях, конечно, не новость. Но хочется лишний раз напомнить, что это не просто тренд: такие разработки будут необходимы и востребованы всегда. Если у компании есть экспертиза в сфере технологий для медицинского рынка, это повышает её статус и конкурентность в разы.

На IDF, например, большой интерес вызвал робот, которого устанавливают у кровати пациента для мониторинга состояния здоровья. Устройство также позволяет интерактивно общаться с врачом или медсестрой. Инфраструктура девайса включает серверную часть и приложение для рабочего стола, позволяющее управлять всей системой.

Хайтек «для жизни»: AR «за недорого»

Число разработок с использованием виртуальной реальности заметно выросло за последние годы как у Intel, так и у других компаний. Большинство ИТ-гигантов уже может похвастаться собственной AR-гарнитурой.

Неудивительно, что и на выставке были широко представлены проекты в этой сфере. Очень понравился вариант гарнитуры без проектора: на экран ничего не проецируется, очки транслируют только то, что пользователь видит. За счёт этого весь комплект и стоит дешевле, и весит меньше, но определённые задачи позволяет выполнять. Такой вариант подойдёт, например, для мониторинга происходящего на производстве.

Супервайзер может, скажем, подключиться к очкам определённого работника и проследить за его действиями. В случае, если у сотрудника возникнут трудности, например, при ремонте какого-то оборудования, или случится аварийная ситуация, он позвонит по системе типа Skype, и технический консультант увидит, в чём дело, и даст рекомендации.

Французская компания EyeSight демонстрировала мотоциклетный шлем дополненной реальности, предоставляющий пользователю информацию о потенциально опасных участках дороги, пробках, и так далее.

Фишка таких разработок в том, что не обязательно делать что-то навороченное в духе Google Glass или Moverio Glass. Разработка может иметь простой набор функций, и у неё найдётся свой покупатель. Ребята, выпустившие очки без проектора, за прошлый год уже сделали десятки тысяч продаж.

Встроенные сенсоры для носимых устройств и «умных» аксессуаров

Павел Козлов: Пожалуй, стоит отметить, что и разработка носимых устройств не сдаёт своих позиций на передовой интернета вещей. Подход к таким проектам становится всё более обдуманным, целостным. Одним из настоящих открытий IDF оказалась инновационная платформа Curie, на которой может базироваться широкая линейка носимых устройств и девайсов для активных видов спорта. 

При помощи устройства, прикрепляемого к одежде, телу или снаряжению спортсмена, система отслеживает изменение его положения в пространстве и характеристики исполняемых трюков, тем самым позволяя спортсменам совершенствовать свои навыки. В приложение, с которым синхронизируется Curie, посредством радиосвязи или BLE транслируются данные со встроенных в модуль сенсоров, благодаря чему устройство способно выполнять целый комплекс сложных операций.

В процессе видеозаписи выступления спортсмена устройство получает информацию от сенсоров и передаёт её в приложение в режиме реального времени. Уже на экране планшета распознаются трюки, определяются параметры движений, генерируется 3D-модель, накладываются необходимые схемы и таблицы. А приложение позволяет экспортировать видео со всеми сгенерированными графиками, паттернами и скоростными показателями в один из стандартных типов видеофайлов.

А.В.: Недавно стартап под названием Aseah представил «умные» перчатки для фитнеса, в которые встроены сенсоры Curie. Перчатки позволяют определять, какой вес «отжал» пользователь, сколько сделал повторений, с какой интенсивностью и точностью выполнял упражнение.  

Из «умных» аксессуаров впечатлила ещё шапочка для игроков в американский футбол. К ней прикреплён круглый модуль со встроенным процессором Curie и батарейкой. Наверняка там есть ещё и BLE-модуль. Работает это следующим образом: когда футболист получает удар по голове, датчик фиксирует силу, направление удара и прочую информацию, которая даёт тренеру понять, насколько сильное повреждение получил игрок, и когда его пора сменить. Вот это уже, бесспорно, полезная штука, ведь зрительно не всегда определишь, как себя чувствует спортсмен.

— А в каких ещё областях может пригодиться такое решение?

А.В.: Что касается применения Curie вне спортивной индустрии, это, в первую очередь, сервисы с дронами. Так как квадрокоптеры отличаются малым размером и сравнительно низким энергопотреблением, Curie отлично в них встроится.

— А для наземных роботов?

— Да, это могут быть, скажем, маленькие роботы, предназначенные для того, чтобы пробираться в труднодоступные места, куда даже квадрокоптер не пролетит — завалы, руины. Чем меньше робот, тем он более юркий, и тем выше его шансы проникнуть незамеченным туда, куда человеку опасно соваться. Думаю, скоро может появиться разработка в духе робота-паука. И вот там для навигации Curie подойдёт отлично.

П.К.: Возможно, для каких-то специфических небольших военных или спасательных миссий понадобятся такие небольшие роботы. Потому что для операций по разминированию, например, применяются сейчас достаточно большие машины, как и на атомных станциях. Для масштабных задач, конечно, нет смысла делать робота маленьким.

Артём: Кроме того, крошечный размер чипа позволяет применять его при разработке «умной» одежды, которая сейчас становится одним из популярных трендов. В одном из видео на сайте Intel, например, демонстрируется «умная одежда» с крыльями бабочки за спиной. Там фокус в том, что встроенный процессор отслеживает уровень адреналина в крови.

— Когда речь заходит об «умной» одежде, это всегда вызывает большое оживление у публики, и многие изобретения становятся предметом сарказма.

А.В.: Естественно, спекуляции на эту тему никогда не иссякнут. Но ведь понятно, что такие вещи создаются не для повседневной жизни, и на их исключительную долговечность тоже бессмысленно рассчитывать. Но всё равно, свою нишу «умная одежда» займёт. Конечно, в первую очередь мы говорим об индустрии развлечений, спорта и здравоохранения. И запросы по таким проектам у нас не редкость, потому что любая фича в духе, скажем, подсветки, уже требует разработки логики.

П.К.: Более того, в этой категории уже существуют решения, имеющие некоторый коммерческий успех. Как, например, девайсы, которые носят под одеждой футболисты: устройство прикрепляют за спиной между лопатками на ремне. Спортсмен тренируется, а сенсоры в это время собирают массу параметров: суммарное расстояние, которое пробежал футболист, динамику ускорения, информацию о столкновениях с другими игроками и прочее. Эту штуку, Viper pod, я видел, кстати, на Лионеле Месси.

В.С.: В рамках специальной программы под названием America's Greatest Makers Intel поддерживает талантливые стартапы. Здесь хочется отметить ещё один проект на платформе Curie, который компания премировала сертификатом на миллион долларов. 

Grush — это умная зубная щётка для детей, превращающая рутинный процесс чистки зубов в игру. Мобильное приложение, с которым интегрируется щётка, отображает её положение в полости рта и визуализирует анимированных монстров на виртуальных зубах. Сбросить их можно движениями щётки. Приложение собирает статистику о качестве чистки, и все монстры, которых пользователь не устранил, останутся на своих местах и при следующем запуске. 

Grush уже имеет успех: щётка была представлена на открытии форума, производители начали принимать заказы сразу после его завершения. Кроме того, существует SDK для разработки игр с использованием датчика, задействованного в Grush. Технические специалисты утверждают, что позиционирование выполнено только на акселерометре и гироскопе. Это удивительно, так как виртуальная щётка не дрожит и в точности повторяет движения реальной, что нехарактерно для инерциальной навигации.

Засилье RealSense: виртуальность обретает реальные черты

А.В.: Одна из важнейших новостей для индустрии интернета вещей — то, что Intel выпустил сразу несколько комплектов инструментальных средств разработки с использованием технологий RealSense и Euclid, предназначенных как раз для проектов в сфере робототехники, дронов, дополненной и виртуальной реальности. Компетенцию в каждом из этих направлений Softeq сейчас активно наращивает, так что мы рады, что движемся в верном направлении.

П.К.: То, что этим технологиям уделили такое внимание, изготовили обширный инструментарий на основе RealSense и даже представили новые очки виртуальной реальности, говорит о том, что компания хочет извлечь из VR и AR максимум, и рассматривает их в качестве приоритетных направлений. А в этом месяце Intel анонсировала приобретение стартапа Voke, специализирующегося на разработках в сфере виртуальной реальности для спортивной индустрии.

А.В.: В модель очков виртуальной реальности от Intel, которую демонстрировали на выставке, встроена камера RealSense, что позволяет отслеживать движения рук и управлять виртуальными объектами в реальном мире при помощи жестов. В гарнитуре HoloLens, с которой мы уже работаем, это реализовано посредством камеры глубины, и технология «захвата движения» там тоже на достаточно продвинутом уровне.

Забавно, что прямо во время демонстрации с гарнитурой Intel начались технические неполадки. Специалист, презентовавший очки, дважды безуспешно пытался схватить виртуальный рычаг, и только с третьего раза ему это удалось. Естественно, оратор отшутился, но было понятно, что технология ещё сырая. Тем не менее, многое свидетельствует о том, что компания намерена и дальше вкладываться в разработки с RealSense.

П.К.: Да, демо-версия VR-гарнитуры выглядела не слишком убедительно — изображение расходилось квадратиками и захват движения не срабатывал, но видно было, что для Intel важно продемонстрировать очки именно на этом форуме, вкупе с остальными разработками на RealSense.

Выпуск гарнитуры объявили специальным проектом под названием Project Alloy, акцентировав внимание на том, что в следующем году его исходный код сделают открытым, предоставив возможность сторонним разработчикам использовать его при изготовлении своих гарнитур.

Так что не исключено, что скоро ИТ-индустрию накроет бум такого рода проектов.

А.В.: Несмотря на то, что очки виртуальной реальности (или смешанной, по версии Intel) в основном воспринимаются как игровая атрибутика, с их помощью можно запустить массу нетривиальных проектов. Скажем, приложения, способные научить пользователя танцевать, играть на музыкальном инструменте, и даже водить, не выезжая на дорогу в настоящем автомобиле. 

При помощи технологии VR можно помогать разрабатывать и восстанавливать мелкую моторику людям с двигательными нарушениями. Можно симулировать сложные этапы в медицинских операциях, отрабатывать хирургическую технику.

— Какие проекты с использованием RealSense кажутся вам многообещающими?

— На мой взгляд, один из самых примечательных концептов Intel на RealSense — универсальные «мозги» для роботов. Это съёмный модуль, в котором совмещены процессор, камера RealSense и аккумулятор. Идея, на самом деле, хороша: собирать «железо» робота со своим приводом и отдельно программировать «мозги» для его управления.

П.К.​: Среди приоритетов Intel на данном этапе — разработки для самоуправляемых автомобилей с использованием RealSense. Помимо прочего, компания сейчас трудится над новым поколением процессоров Atom для подключённых объектов интернета вещей, которые можно будет встраивать в том числе и в приборные панели автомобилей.

Важно отметить, что особенность технологии RealSense в том, что её применение ограничено скоростью движений, которые необходимо распознать. Если динамика слишком высокая, камера может не справиться. А вот сравнительно медленные движения, свойственные человеку или, скажем, квадрокоптерам, распознаются легко.

В рамках проекта Helios Vision на основе RealSense создана программа для обработки видео, проецируемого в очки виртуальной реальности. Helios подбирает индивидуальные настройки изображения для людей с нарушениями зрения — повышает контрастность, чёткость, меняет цветовую гамму.

П.К.: Из программных презентаций IDF сильное впечатление произвёл музыкальный перфоманс на виртуальных инструментах. Это было масштабное шоу на основе интеграции сразу нескольких технологий Intel. Один из музыкантов играл на чём-то вроде синтезатора. На руках у него были перчатки c несколькими чипами Curie, а камера RealSense отслеживала движения его пальцев и рук. Вся собранная информация передавалась в компьютер, который управлял виртуальным инструментом. И, самое интересное, звучало всё это круто! 

А.В.: Ударник в шлеме виртуальной реальности от Intel бил палочками по невидимым барабанам. Представления такого рода сейчас относят к merged reality — смешанной реальности. На самом деле, это примерно то же, что и mixed reality, просто каждый предлагает свой вариант названия.

— Насколько перспективны подобного рода проекты с коммерческой точки зрения?

— На самом деле, подобных проектов уже немало: на выставке даже был отдельный стенд, посвящённый музыкальным технологиям. Конечно, эти разработки не заменят и не вытеснят материальные инструменты. Но зрелищность представлений, в которых задействован «виртуальный оркестр», обеспечивает определённый спрос в индустрии развлечений. Невидимые ударные и гитары, например, уже используют во многих шоу по всему миру.

Стратегия «конструкторов», или Что себе думает Intel

— Оправдан ли, на ваш взгляд, столь широкий резонанс мероприятий в духе Intel Developer Forum? Ведь среди отзывов были и категоричные, скептические. Некоторым кажется, что «карусель» умных гаджетов, роботов и самоуправляемых авто остаётся практически прежней из года в год, и функционал демонстрируемых разработок не особенно прогрессирует.

А.В.: Я бы сказал, что ожидать от Intel демонстрации собственного Facebook — плохая идея. Они такой задачи себе и не ставили.

П.К.: Действительно, со стороны может казаться непонятным, куда Intel движется и какой продукт стоит считать главным на сегодня. Компания начинает прорабатывать перспективные направления, которыми раньше не занималась. К примеру, машинное обучение, которому в ИТ-индустрии в последнее время уделяют всё больше внимания. А вот разработка продуктов — веб- или мобильных — не основной фокус Intel. Они предоставляют другим компаниям находить наилучшее применение «железу» или «демкам».

Стратегия Intel, в двух словах, такова: компания не собирается напрямую браться за разработку продуктов в отрасли, скажем, искусственного интеллекта, или «допиливать» решения до full-cycle, несмотря на то, что чип или плата сами по себе вау-эффекта не произведут. Команда Intel предпочитает производить «железо», инструменты, платформы для разработки, и к ним — демо-версии продуктов, позволяющие судить о потенциале этих платформ.

— То есть, метафорически выражаясь, Intel даёт другим компаниям «лопату», с помощью которой можно «копать» в направлении, которое кажется наиболее перспективным?

А.В.: Именно так. В придачу, Intel нанимает человека, который научит копать. А потом, скажем так, придут сто рабочих и выроют огромный котлован.