יום רביעי, 24 במאי 2017

תנו לחפצים לדבר - האינטרנט של הדברים (IOT) ועתידו


הם נמצאים בהמוניהם, מיליארדים רבים, בכל רחבי העולם, וכבר עכשיו הם הופכים את חיינו ליעילים וקלים יותר. בעתיד הם יעשו זאת עוד הרבה יותר ויחוללו מהפכה לא פחות מהמהפכה שחולל האינטרנט. אלה הם חפצים פיזיים המתקשרים ביניהם באופן אוטומטי דרך האינטרנט ומאפשרים לנו לקבל מידע חשוב ואף חיוני ולשלוט בדברים שונים. האוסף הכולל של החפצים האלה קרוי בשם האינטרנט של הדברים (Internet of Things), או באנגלית מקוצרת IOT (בעברית: מִרְשֶׁתֶת הַדְּבָרִים). זהו מושג שמהותו חפצים המעבירים ביניהם מידע באמצעות האינטרנט ומתקשרים זה עם זה באמצעות תקשורת משוכללת. כמו שהאינטרנט מקשר בין בני אדם, האינטרנט של הדברים מקשר בין מכונות, התקנים, כלי מטבח, חיישנים, כלים תעשייתיים, רובוטים ועוד. אנחנו נמצאים כנראה רגע לפני מהפכה מדהימה שבה נחיה בעולם שבו דברים יתנהלו בצורה אוטומטית בין המוני חפצים ומכשירים שסובבים אותנו ומשרתים אותנו ללא הרף.
העברת המידע מהחפצים דרך האינטרנט והתקשורת בין החפצים מאפשרת לשלוט בהם, לקבל מידע חיוני, לנתח מידע זה, לקבל תובנות ממנו ולזהות ולצפות אירועים ומגמות. הדבר נעשה באמצעות חיישנים ומחשבים זעירים הניתנים לשילוב כמעט בכל מכשיר או כלי, המאפשרים לקלוט מידע, לאגור אותו ולשדרו דרך האינטרנט.
האינטרנט של הדברים הופיע בעשור הנוכחי ומצוי עדיין בחיתוליו אך נראה שצפוי לו עתיד מזהיר. בין היתר הוא יקל על חיינו וישפר את בריאותנו האישית. מחשבים זעירים, הניתנים לשילוב בכל מכשיר אפשרי כמעט אוספים נתונים, מעבירים ביניהם אינפורמציה, ומבצעים משימות מגוונות, ללא התערבות אנושית או כמעט בלעדיה. האינטרנט של הדברים קיים כבר היום. דוגמאות לשימוש בו הן למשל מכונות כביסה ומייבשי כביסה שניתן לעקוב אחריהם ולהפעילם מרחוק, התקנים לבישים המאפשרים מעקב אחרי מדדים בריאותיים ומדדי כושר וניהול יעיל ונבון של מערכת חשמל.
כעשרים מיליארד מתקנים כבר מחוברים בעולם במסגרת האינטרנט של הדברים ומספרם צפוי להגיע ליותר משלושים מיליארד בשנת 2020.


האינטרנט של הדברים - כמה תחומי פעולה 
מה יוכל לעשות עבורנו האינטרנט של הדברים?

האינטרנט של הדברים יאפשר לנו לשפר ולהעצים את יכולותינו בתחומים רבים. הנה כמה דוגמאות:

  • מכשירים כגון סמרטפונים ושעונים חכמים יוכלו להודיע לנו על צפיפות הקהל במקום שאנחנו מתכוונים ללכת אליו, כגון קניון, מסעדה, פארק שעשועים, בית קולנוע. זאת, הודות לחיישנים המצויים במקומות שונים (מצלמות, מדי טמפרטורה, מדי לחות, מדי רעש ועוד).
  • השעון החכם או הסמרטפון יציע ביוזמתו הצעות לבילוי ביום חופשה בהתבססו על מזג אוויר, זמינות של שירותים שונים (כגון פארקים) והעדפותינו.
  • המקרר או המזווה שלנו, יוכלו לדעת אילו מצרכים נגמרו ולהשלים את החסר על ידי הזמנת חדשים.
  • התקני מחשוב לביש כגון שעון חכם יזהו האם נפגענו בתאונה ויזמינו טיפול רפואי באופן אוטומטי. הם יוכלו גם לזהות הידרדרות של מצב רוח ולהציע הצעות לשיפורו.
  • הבית ינהל את עצמו כולל מערכות התאורה,החימום ומיזוג האוויר שפועלות לאורך היממה, על פי מזג האוויר ולוחות הזמנים שלנו. הוא יוכל גם לזהות אם אנחנו בבית או לא ולפעול לפי זה. זה יאפשר חיסכון ונוחות.
  • הבית ילמד את הרגלינו ויפעל לפיהם, למשל הכנת קפה בהתעוררנו, ויסות חום המים במקלחת תוך התאמתו למתקלח.
  • נוכל לקבל התראה על קלקולים או בעיות בבית.
  • נוכל לקבל התראות על בעיות בגופנו עוד בטרם התממשו. השעון החכם שלנו יבדוק מדדים שונים כגון לחץ דם, דופק וטמפרטורת גוף ויעבירם למרכז מתאים. שם הם ינותחו, תתקבל תמונת מצב ואז תישלח לנו התראה ואולי גם יוזמן אמבולנס, אם זה נחוץ.
  • כשנסתובב במקום כלשהו, השעון החכם שלנו יודיע לנו ביוזמתו על הימצאות חברים בסביבה.


כיצד עלול האינטרנט של הדברים לפעול נגדנו?

האינטרנט של הדברים עלול לפעול גם נגדנו. הנה כמה דוגמאות:
  • ניצולו לפרסום מוגבר ומותאם אישית, דבר שעלול להטריד מאד. למשל, ניתן יהיה לפזר חיישנים ברחבי העיר שיכירו את העדפות המשתמש ויציגו לפניו פרסומות תלת ממדיות בעוברו בסמוך לחנויות של מותגים שונים ויכווינו אותו אליהם, כל זאת, באופן אוטומטי.
  • שימוש על ידי גורמים עוינים לזיהוי מצבים מועדפים לפגיעה. למשל, אם גורם מעוניין לבצע פיגוע רב נפגעים, הוא יחפש מקומות בהם קיימת צפיפות רבה של בני אדם ויכוון את מעשיו בהתאם.
  • עבריינים יוכלו להתחקות אחרי דיירים כדי לזהות מתי הם נעדרים, לשם פריצה לדירתם.
  • חדירה לפרטיות - השגת מידע על בריאותנו תוך כדי ניטורה על ידי האינטרנט של הדברים ובהתאם לכך חשיפה לגורמים שאיננו מעוניינים שידעו על כך.
  • גורמים עוינים יוכלו לנטר את מצב בריאותנו ולתכנן פעולות העלולות לפגוע בה במכוון.



***

השאלה אם האינטרנט של הדברים ינוצל לטובה או לרעה איננה שאלה טכנולוגית אלא ערכית. במהלך ההיסטוריה הומצאו המצאות רבות שנוצלו לרעה ולטובה כאחד, תלוי מי השתמש בהם ולשם מה. למשל, המטוס נוצל להובלת נוסעים וסחורות ומאידך למלחמות, המשקפת - לתצפיות בטבע ולעומת זאת למעקב אחרי אנשים כדי לפגוע בהם, המצלמה - למטרות מדעיות ואמנותיות אך גם לצילום אנשים במצבים אינטימיים לשם סחיטתם.

האינטרנט של הדברים אינו שונה בעניין זה מכל המצאה אחרת.

יום שבת, 13 במאי 2017

לנסוע לעבודה במכונית מעופפת

האם המכונית המעופפת היא עתיד התחבורה הציבורית והפרטית בתוך הערים? האם אכן נשתמש בה לנסיעה למקום העבודה שלנו ובחזרה, למקומות בילוי, לאירועים משפחתיים ועוד? כבר מזמן הבטיחו לנו את הופעתה ואת השימוש הרב שיהיה בה. מכוניות מעופפות מלוות אותנו בסרטי המדע הבדיוני ובחזיונות העתידנות כבר עשרות שנים אך עד כה הן טרם הגיעו לערינו, למרות שראינו ניסיונות לא מעטים לייצרן. מידי פעם יוצאת חברה אחרת בהבטחה שהנה זה מגיע, אך פעם אחר פעם ההבטחה מאכזבת ואינה מתממשת. קיימות לכך סיבות רבות. אחת מהן היא הסרבול של המכונית המעופפת הנובע מהטכנולוגיות שאינן בשלות. סיבה אחרת היא מחירה הגבוה. עוד סיבה היא טווח הנסיעה הנמוך שלה וקיימות סיבות נוספות.
בכתבה שהתפרסמה לאחרונה מוצגת הצעתה של חברת התעופה איירבוס למכונית מעופפת. למעשה מדובר בהרבה יותר מסתם הצעה. כבר בסוף שנה זו, מתכוונת החברה להתחיל בטיסות של ממש באב טיפוס של מכונית מעופפת משלה. איירבוס הקימה מחלקה מיוחדת שבין היתר חוקרת את האפשרות לבניית כלי טיס אווירי להסעת נוסעים בתחום העיר ולשימוש בו.


מכוניות מעופפות בעיר עתידנית. ציור: רפי שלפין והלל שלפין




ציור: רפי שלפין
רבות מן הטכנולוגיות הנדרשות למכונית מעופפת עירונית כבר בשלות לשימוש או לפחות נמצאות בסוף הדרך להבשלתן. טכנולוגיות כאלה הן לדוגמה סוללות מתאימות ואוויוניקה (אוויוניקה - שם כולל למערכות האלקטרוניקה והמחשבים המצויים בכלי טיס כמו למשל מערכות התקשורת והניווט). אחת הדרישות של איירבוס מהמכונית המעופפת היא טכנולוגיית חישה אמינה שתאפשר הימנעות ממגע בין מכוניות מעופפות ומהתנגשויות ביניהן. טכנולוגיה כזו כבר מופעלת במכוניות קרקעיות אבל עדיין לא קיימים פתרונות בשלים לכלי רכב אוויריים וזהו אכן אחד האתגרים הגדולים של איירבוס לפיתוח מכוניתם המעופפת, שהחברה מתכוונת לפתור מוקדם ככל האפשר. החברה רואה לנגד עיניה מכוניות מעופפות שישותפו, בדומה למכוניות רגילות, באמצעות אפליקציה מתאימה תוך שימוש בסמרטפונים, להזמנת מכונית מעופפת. לדבריה, בשנים הקרובות תהיה דרישה למיליוני מכוניות מעופפות כאלה. היא מאמינה שהרחבת הייצור והפיתוח של המכונית המעופפת שלה תגרום לירידת מחירה. להערכתה, תוך פחות מעשר שנים תגרום המכונית המעופפת למהפכה בתחבורה העירונית.

האם אכן תיכנס המכונית המעופפת לחיינו בשניים הקרובות ותעשה בהם מהפכה? האם נתחיל לראות בשנים הקרובות מכוניות מעופפות בשמי הערים? האם זה כדאי? האם זה מועיל? האם הציבור יאמץ את המכוניות המעופפות?


מכונית מעופפת של חברת איירומוביל


מכונית מעופפת - יתרונות


המכונית המעופפת תתמודד באופן מעולה עם בעיית פקקי התנועה ועומסי התנועה. היא תמנע אותם או לפחות תפחית אותם בהרבה מאחר שהיא יכולה לנוע בשלושה מימדים ולא רק בשני מימדים, כמו המכונית הרגילה, דבר המגדיל באופן אדיר את מרחב התנועה שלה. היא גם מייתרת את הצורך בתשתיות פיזיות כגון כבישים ובאופן כזה מוזילה עלויות של פיתוח תשתיות ושל אחזקתן והופכות את התנועה לפשוטה יותר וזמינה יותר ואת הנגישות ליעדים שונים לזמינה בהרבה. זאת, בניגוד למכונית רגילה הנזקקת לכבישים שנוכחותם ואחזקתם הכרחית להגעה למקומות שונים. מכונית הנוסעת על הקרקע לא תוכל להגיע ליעדה אם הדרך המפרידה בין נקודת המוצא שלה לבין היעד שלה זרועה בסלעים, בוץ, חול טובעני או מכשולים אחרים שאינם מאפשרים מעבר. עבור מכונית מעופפת, לעומת זאת, מכשולים כאלה יהיו חסרי משמעות מאחר שהיא תעשה את דרכה באוויר.



כך דמיינו מכונית מעופפת באמצע
המאה העשרים



ויש גם צדדים פחות זוהרים


לצד היתרונות קיימים גם קשיים וחסרונות. אחד האתגרים הגדולים הוא הצורך במערכת מתוחכמת שתימנע מגע,  ובוודאי התנגשות, בין המכוניות המעופפות הנעות באוויר. בעיה נוספת היא שהמכוניות המעופפות יקלו על פריצה לדירות, מוסדות, חנויות ועוד משום שהן יאפשרו הגעה קלה אל המקום המיועד לפריצה, גם אם הוא מצוי גבוה מאד מעל הקרקע. מלבד זאת, קיימת סכנה סביבתית. חישבו על אלפי, רבבות ואולי מאות אלפי מכוניות, המעופפות מעל ראשינו בשמי הערים. תופעה כזאת עלולה לחסום חלק מאור השמש. בנוגע לזיהום אוויר, נראה שהמכוניות המעופפות לא יהוו איום משום שסביר להניח שהן יונעו באנרגיה חשמלית, לפחות בטווח הארוך וכך יימנע זיהום כזה. המכוניות המעופפות עלולות לגרום גם לפגם אסתטי משום שהשמיים שלנו יאבדו מצחותם ויכוסו ב"עננה" מתמדת של מכוניות מעופפות. מי רוצה שמים כאלה כשגם כיום הם נעלמים לנו באופן חלקי עקב גורדי השחקים הגבוהים המרובים?


הפתרון האולטימטיבי

לטעמי, הפתרון האולטימטיבי לתחבורה יעילה ונוחה יהיה שילוב מושכל בין מגוון אמצעי תחבורה שכל אחד מהם ייתן מענה טוב להיבט אחד או יותר לצורך תחבורתי. חלק מאמצעי התחבורה יהיו קונבנציונליים כגון רכבת ומכונית קרקעית ציבורית ופרטית. חלקם האחר יהיו פתרונות חדשניים יותר כגון רכבת ההיפר לופ הנמצאת בפיתוח בשנים האחרונות ובקרוב כנראה תיכנס לשימוש. אני מתאר לעצמי שגם המכונית המעופפת תזכה למקום של כבוד אך לא למקום של בלעדיות. יש להניח שנשתמש בה במקרים של צורך בהגעה למקומות בלתי נגישים. הטכנולוגיה המודרנית מציעה לנו פתרונות תחבורתיים שאפשר יהיה לשלב ביניהם באופן נבון. טכנולוגיית העתיד בוודאי ובוודאי תציע לנו שפע ומגוון גדולים בהרבה של פתרונות תחבורתיים שניתן יהיה לשלבם לכלל פתרון יעיל, טוב וגם שומר על הסביבה ועל האסתטיקה.

יום שישי, 5 במאי 2017

בגדים מפיקי אנרגיה

המכשירים האישיים המתוחכמים יותר והמתוחכמים פחות שמשרתים אותנו ביעילות ונוחות ומסוגלים לעשות בשבילנו דברים נפלאים, כגון סמרטפונים, רמקולים נישאים ושעוניים חכמים, זקוקים כל העת לאנרגיה לפעולתם. כדי לספקה באופן עצמאי ובלי שתיגרם לנו עגמת נפש הכרוכה בהתרוקנות הסוללה בדיוק בזמן שאנחנו זקוקים לשימוש במכשיר מפתחים מדענים בברלין לבוש שיפיק אנרגיה לפעולתם של מכשירים אישיים. האנרגיה תופק מתנועת הגוף באמצעות יחידות להפקת אנרגיה ולאחסונה, שישולבו בבגד שאנחנו לובשים. המדענים יצרו יחידות להפקת אנרגיה, הקרויות בשם קוצרי אנרגיה (energy harvesters) ויחידות לאגירת אנרגיה, מעין סוללות זעירות. קוצרי האנרגיה והיחידות לאגירת האנרגיה כאחד, עשויות מצירוף מסובך של ננו סיבים (סיבים דקים מאד שקוטרם פחות ממיקרון)  וננו חלקיקים קרמיים. קוצרי האנרגיה והיחידות לאגירת אנרגיה משולבות בתוך אריג, מפיקות אנרגיה ואוגרות אותה. האתגר של המפתחים הוא להבטיח שהרכיבים האלקטרוניים (כגון קוצרי האנרגיה והיחידות לאגירת אנרגיה) יהיו גמישים דיים כך שיתאימו לאריג שהם משולבים בו וזו מטרתם הסופית - לפתח רכיבים אלקטרוניים להפקת אנרגיה שאפשר יהיה לשלבם בקלות באריג. לדברי המפתחים, הפיתוח יוכל להיות מוכן ליציאה לשוק תוך חמש שנים.

בדרך לעצמאות אישית באנרגיה?

הפיתוח נראה כהתחלה טוב להשגת עצמאות במה שנוגע לתלותנו באנרגיה עבור מכשירים אישיים. אני מניח שבשנים הקרובות יפותחו אמצעים נוספים בדרך להשגתה של עצמאות זו. הנה כמה אפשרויות להפקת אנרגיה חשמלית עבור מכשירינו האישיים:

  • ניצול חום הגוף. גופנו  מפיק חום כל העת. עקרונית, ניתן להפיק באמצעותו אנרגיה חשמלית.
  • ניצול אנרגיית הקרינה של השמש ושל מקורות קרינה אחרים, על ידי תאי שמש גמישים הניתנים לשילוב באריג. תאי השמש ימירו אנרגיית קרינה וימירו אותה לאנרגיה חשמלית.
  • ניצול גלים אלקטרומגנטיים בסביבתנו להפקת אנרגיה. נסיונות כאלה כבר נעשו בעבר, אך עדיין לא הפכו למעשיים.
  • ניצול תנועות שונות בתוך גופנו, למשל פעימות הלב, נשימה ודיבור.

עד כמה זה מעשי?

לא ברור כמה מהדרכים האלה ואחרות הן אכן מעשיות מבחינה כלכלית ומבחינת נוחות השימוש וקלות השימוש אבל אני מניח שבשנים הקרובות חלק מהן יתפתחו ויאומצו.
בצד הפקת האנרגיה לשימוש אישי, אני מתאר לעצמי שבשנים הקרובות המכשירים יהיו יעילים יותר ויותר בשימוש באנרגיה. למעשה זה קורה כל הזמן, למשל - בשנים האחרונות מתרחש תהליך של ניהול יעיל יותר של האנרגיה המשמשת בסמרטפונים וזו כנראה אחת הסיבות שהסוללות מחזיקות מעמד לזמן רב יותר בין טעינה לטעינה.

שימוש בדרכים שונות להפקת אנרגיה עבור מכשירינו האישיים, בצד הגברת ניהול אנרגיה יעיל יותר יהפכו אותנו כנראה בשנים הקרובות לעצמאיים מבחינת תלותנו באנרגיה הנדרשת למכשירים אישיים וזמינותה.

מזמזמים בּזוּם - בעיית התקשורת הדיגיטלית בחינוך/יורם אורעד

ציור: הלל שלפין   טכנולוגית התקשורת הייתה אמורה לסייע להוראה ולמידה במשבר הקורונה. לא זה בדיוק מה שקרה. סיבה אפשרית אחת לכך היא שהלמידה הדיג...