Công nghệ và ứng dụng định vị trong nhà

Công nghệ và ứng dụng định vị trong nhà, 42740, Lavender Blog MuaBanNhanh

Đăng bởi Lavender | 01/07/2015 | 1147

Làn sóng mới trong xu hướng 'di động hóa' khi điện thoại thông minh, mạng truyền thông, ứng dụng di động và các nhà cung cấp dịch vụ đang kết hợp với nhau để tạo ra những tiện ích mới cho người dùng.

Bước vào một tiệm sách để tìm một cuốn sách hiếm nào đó, thay vì phải tìm và hỏi nhân viên bán hàng, bạn chỉ việc lấy điện thoại ra, mở một ứng dụng (chẳng hạn như AisleConnect), gõ vài từ tìm kiếm như tên tác giả hoặc tựa sách, và rồi, ứng dụng hiện lên bản đồ trong nhà sách ấy và chỉ bạn đúng kệ sách có trưng bày cuốn sách cần tìm.

Đó là ví dụ khá điển hình của một ứng dụng chuyên định vị vị trí bên trong cửa hàng, dành cho thiết bị di động. Đây cũng là làn sóng mới trong xu hướng "di động hóa", khi mà điện thoại thông minh, mạng lưới truyền thông, ứng dụng di động và hệ thống bán lẻ kết hợp với nhau. Kết quả là người tiêu dùng sẽ thuận tiện hơn trong việc mua sắm, không bị "lạc" trong tòa nhà nào đó và biết chính xác tình trạng của thứ mình cần, như cuốn sách đó còn hay hết, có được giảm giá hay không (nếu giảm là giảm bao nhiêu phần trăm), ở kệ sách nào… Nhưng đó mới chỉ là một góc của bức tranh rộng hơn nhiều.

Ảnh chụp màn hình từ điện thoại, hiển thị kết quả tìm kiếm trong tiệm sách bằng ứng dụng AisleConnect.

Điện thoại thông minh trở nên phổ biến và các ứng dụng bản đồ càng ngày càng quen thuộc với người dùng hơn. Rất dễ tìm thấy những ứng dụng tìm đường cho xe hơi/xe máy hay thông tin về phương tiện công cộng. Nhưng với những hệ thống giúp chúng ta xác định phương hướng bên trong tòa nhà hay khuôn viên nào đó (trường đại học, viện bảo tàng, trung tâm hội nghị, triển lãm, sân vận động, trung tâm mua sắm, sân bay...) thì đây là thị trường đang nổi lên và đầy tiềm năng.

Các hệ thống định vị trong nhà cần dựa trên nền tảng công nghệ có sẵn.

ABI Research ước tính năm 2014, có khoảng 30.000 địa điểm có lắp đặt giải pháp xác định vị trí trong nhà. Với xu hướng này, đến năm 2018 sẽ có khoảng 800 triệu người dùng điện thoại thông minh sẽ dùng các ứng dụng tương tác với dữ liệu định vị trong nhà. Các chuyên gia cho rằng hệ thống mạng di động và mạng Wi-Fi đã phủ rộng khắp, kết hợp với các công nghệ mới nổi như Bluetooth Low Energy (BLE) và giá thành cảm biến rất rẻ sẽ là nền tảng thúc đẩy ứng dụng định vị trong nhà phổ biến.

Tìm kiếm nơi doanh nghiệp
Theo nhận định của những người quản lý CNTT, chiến lược của doanh nghiệp là triển khai hệ thống định vị trong nhà, tất cả đều cho rằng loại ứng dụng này rất tiềm năng và sắp đến sẽ có nhiều ý tưởng, ứng dụng hơn khi người dùng quen với việc sử dụng bản đồ định vị trong nhà. Có thể có những quan ngại về tính riêng tư khi sử dụng, vì vậy nhà phát triển cần nhấn mạnh rằng các hệ thống này chỉ gửi thông tin, chứ không thu thập dữ liệu từ người dùng, nói cách khác, luồng dữ liệu chỉ đi 1 chiều.

Một thách thức khác cần vượt qua là mặt thiết kế cần đảm bảo được tính hữu dụng, thực tế. Dịch vụ dựa trên định vị cần được triển khai trên nền tảng CNTT hiện có, như các hệ thống thông tin địa lý bên ngoài, hệ thống hiển thị sơ đồ tòa nhà, hệ thống định vị kho hàng..., và cộng thêm các công nghệ khác phủ lên, như Wi-Fi và Beacon Bluetooth.

Anne Canty, phó chủ tịch mảng truyền thông của Viện bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Mỹ (American Museum of Natural History), cho rằng bà rất thích thú khi thử nghiệm hệ thống định vị này. Đây là một trong những viện bảo tàng đầu tiên thử nghiệm và giới thiệu ứng dụng định vị cho thiết bị iOS hồi năm 2010, và đến 2012 tung ra ứng dụng tương tự nền Android. Bảo tàng cũng sắp công bố một phiên bản định vị mới sử dụng beacon BLE của Aruba Networks triển khai ngay trong đầu năm nay. Ứng dụng điện thoại thông minh là một trong những cách mà bảo tàng này muốn hướng dẫn khách tham quan đi hết được các tầng và địa điểm triển lãm mà không bỏ sót điểm tham quan nào (đương nhiên sẽ rất tiện nếu bạn biết ngay phòng vệ sinh gần nhất mà không phải hỏi bất kỳ ai). Mỗi năm, bảo tàng lịch sử tự nhiên này có đến 5 triệu khách tham quan và điểm thu hút nhiều du khách nhất là nơi trưng bày cá voi xanh dài hơn 28m.

Một dự án ở Walgreens, cung cấp ảnh 3D về hàng hóa, giúp người mua dễ dàng tìm kiếm món hàng. Công nghệ này là sự hợp tác giữa Project Tango của Google và nhà phát triển ứng dụng định vị mua sắm Aisle411.

Các chuyên gia công nghệ và các nhà quản lý không thừa nhận hệ thống định vị trong nhà của họ là ứng dụng tốt nhất hiện nay. Có thể bởi vì đây là xu hướng mới nổi, cũng có thể là họ muốn tránh "bị hớ".

Thay vì vậy, họ rất quan tâm đến giá trị doanh nghiệp được tăng lên như thế nào nếu triển khai hệ thống định vị này trên hệ thống CNTT hiện thời. Có thể thêm bản đồ trong nhà cho khách hàng hay không? Có thể hiệu quả hơn không, tiết kiệm thời gian và tiền bạc hơn không, hay giảm rủi ro hơn hay không? Câu trả lời luôn bắt đầu bằng "Có".

Ailse Connect cho người dùng biết chính xác món hàng cần tìm.

Thí điểm tại Seattle
Ở khuôn viên Seattle của đại học Washington, không dễ để đi từ điểm này đến điểm khác. Khuôn viên đại học này ngày càng được nới rộng ra, các biển hiệu chỉ dẫn gắn trong tòa nhà chỉ đến các giảng đường, phòng học, văn phòng khác nhau… Sẽ rất đắt đỏ nếu phải thay đổi, cập nhật các bảng hiệu này. Nên Aaron Cheuvront, người quản lý chương trình CAD và GIS tại đại học từ năm 2001, cho biết đội ngũ của ông đang tạo các mô hình ảo hóa bản đồ để hướng dẫn sinh viên và khách tham quan.

Dữ liệu của nhóm Aaron tạo được là các không gian và vị trí của hơn 1,67km2 diện tích các tòa nhà bên trong khuôn viên và gần 2,6km2 diện tích sân bãi. Giảng đường, phòng thí nghiệm, các vị trí văn phòng giảng viên và quản trị, hàng năm đội của Aaron phải nộp dữ liệu ấy lên cho tiểu bang để đánh giá xem xét. Xây dựng hệ thống dữ liệu bằng AutoCAD trên hệ thống thông tin địa lý (GIS) giúp Aaron dựng hình được và xác nhận tính chính xác của dữ liệu.

Dĩ nhiên, biết được vị trí tòa nhà khác với việc biết được khoảng cách giữa các vị trí ấy với nhau. Aaron cho rằng nhờ sử dụng phần mềm của GISi Indoors, ông có thể phát triển một giao diện mới, dựng dữ liệu này để người dùng có thể định vị được ngay một giảng đường trên một tầng nào đó trong một tòa nhà nào đó, và có được dữ liệu chỉ đường đi đến đó từ vị trí hiện tại. Ứng dụng định vị này sử dụng HTML5 và có kế hoạch tung ra vào quý đầu năm 2015 trên iOS, Android và trình duyệt tương thích HTML5. Ứng dụng này dựa vào mạng Wi-Fi intranet của đại học để gửi/nhận dữ liệu. Các cảm biến GPS trong điện thoại của người dùng sẽ hiển thị họ đang ở đâu trong khuôn viên trường.

Đội của Aaron cũng có kế hoạch dùng mã QR đối với các tòa nhà, phòng khi mạng Wi-Fi không đủ mạnh, nên người dùng có thể quét mã, tìm thấy vị trí của mình và có ngay chỉ dẫn đến các tòa nhà đó.

Dự án này có kinh phí dự kiến là 75.000 USD. Một ý tưởng khác là tạo một tuyến tham quan đi bộ, có file âm thanh kèm theo ở mỗi điểm trong khuôn viên đại học, giúp khách tham quan biết được chính xác thông tin về vật thể nào đó. Điều này cũng rất hữu dụng nếu có trường hợp khẩn cấp nào đó (như hỏa hoạn, động đất...), hệ thống sẽ thông báo, chỉ hướng và lối thoát cho khách, sinh viên, giảng viên…

Dự án định vị khuôn viên của Sandia Labs
Tính năng định vị tại phòng thí nghiệm Sandia lại là một thách thức khác. Chuỗi phòng thí nghiệm Sandia có 3 địa điểm, ở 3 bang khác nhau tại Mỹ: New Mexico, California và Nevada, với tổng cộng khoảng 7km2 nhà cửa trên mảnh đất 210km2, với 10.000 nhân viên. Nên Sandia phải tìm cách phát triển một ứng dụng có nhiều chức năng hơn chỉ là nhận diện vị trí.

Bà Eshelman là trưởng dự án này, chạy từ hồi tháng 1 năm nay. Bà kết hợp dữ liệu của vài ứng dụng, trong đó có dữ liệu AutoCAD về các tòa nhà, IBM Tririga về quản lý cơ sở vật chất và phần mềm quản lý tài sản Maximo cho việc bảo dưỡng. Tạo ra các bản đồ nền web đòi hỏi phải trích xuất dữ liệu từ các ứng dụng đó và tải chúng lên một cơ sở dữ liệu về định vị của Oracle. Từ đó, phần mềm ArcGIS của Esri sẽ tạo ra bản đồ trên nền web cho máy client.

Theo Eshelman, phát triển hệ thống này có tổng chi phí đến 120.000 USD, gồm cả phần mềm và dịch vụ cho đội ngũ phát triển ESRI.

Kết quả là bản đồ có được giúp người sử dụng tìm được văn phòng của nhân viên nào đó, phòng họp, tòa nhà hay lối ra vào. Các giao thức bảo mật ở Sandia là một phần trong hệ thống định vị trong nhà, sẽ cấp phép cho ứng dụng, trong đó có loại dữ liệu nào mà khách tham quan chỉ có thể thấy được mà thôi.

Bản đồ của Sandia Labaratories cho phép người thăm quan tìm kiếm các địa điểm cần đến trong khuôn viên.

Tuy nhiên, trong quá trình thử nghiệm, những người tiến hành nhận thấy tiềm năng khác là trong tương lai, ứng dụng này có thể giúp các nhân viên quản lý cơ sở vật chất tốt hơn. Ví dụ, ứng dụng vẽ ra các tuyến đường giữa hai văn phòng với nhau, liệt kê các công việc bảo dưỡng về hệ thống làm lạnh, hệ thống sưởi và theo dõi dữ liệu để nhận diện những môi trường làm việc độc hại.

Những dấu hiệu đầu tiên của công nghệ định vị trong tòa nhà

Không có công nghệ nào thực sự nổi bật khi áp dụng cho các hệ thống định vị trong nhà. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu kết hợp các công nghệ hiện thời lại với nhau. Trong khi đó, các doanh nghiệp đang tìm thêm giá trị bằng cách bổ sung các công nghệ xác định vị trí vào hệ thống hiện thời của họ.
Các công nghệ hiện thời gồm các mạng không dây trong nhà và khuôn viên cho truyền thông, hệ thống CAD cho công trình và chi tiết tòa nhà, và hệ thống GIS để quản lý các dữ liệu địa lý. Bên dưới là một số ví dụ về nền tảng công nghệ và nguồn dữ liệu mà các chuyên gia sẽ ứng dụng vào lĩnh vực này.
• Bluetooth Low Energy (BLE): các beacon sẽ phát tín hiệu để người dùng điện thoại ở gần đó tìm được thông tin vị trí và nhận dữ liệu. San Francisco 49er triển khai một hệ thống dùng BLE của Aruba Networks tại sân vận động mới của đội ở Santa Clara, California. Công ty Estimote cũng phát triển sticker BLE với cảm biến gia tốc và nhiệt độ, gắn trên tường hoặc trên vật thể như xe đạp, có thể giao tiếp với ứng dụng trên điện thoại để nhận diện vị trí và chuyển động, từ đó tìm các dữ liệu khác.
• Đèn LED: có thể hoạt động như bản mạch, truyền dữ liệu bằng cách bật/tắt ở tần suất đủ nhanh để mắt người không nhận thấy. GE hợp tác với ByteLight, là công ty khởi nghiệp chuyên sử dụng tín hiệu đèn LED để tạo các dịch vụ định vị trong nhà.
• Từ trường: là ý tưởng lâu đời, như cái la bàn với cây kim luôn chỉ về hướng bắc, ứng dụng cho các không gian bên trong nhà. Với chức năng la bàn trên điện thoại thông minh, rất có thể định vị người dùng bên trong nhà dễ dàng. Ví dụ, công ty khởi nghiệp Phần Lan IndoorAtlas vừa phát triển một hệ thống nền tảng đám mây, cho rằng họ có thể thích ứng với một "vết từ trường" của một kiến trúc nào đó để cung cấp dữ liệu định vị. Công ty tìm kiếm Trung Quốc Baidu đầu tư 10 triệu USD vào IndoorAtlas hồi năm ngoái.
• Thực tế ảo 3D: tạo môi trường giống như trong game 3D trong các trung tâm mua sắm. Project Tango của Google là một thí điểm, tạo ra một điện thoại thông minh tùy chỉnh riêng, có thể nhận diện chuyển động theo 3 chiều, theo thời gian thực. Walgreens đang tiên phong dự án này, kết hợp với Aisle411, là nhà cung cấp cho các nhà bán lẻ như Target và Home Depot những ứng dụng tìm kiếm dành cho người mua hàng.
• Máy tính nhận diện hình ảnh và machine learning:có thể áp dụng để đếm lượt giao thông cho xe cộ và cả người đi bộ. Motionloft vừa phát triển một cảm biến, lắp đặt ở một địa điểm nào đó, sẽ cung cấp cho người xem những thông tin như rao bán nhà, khuyến mãi của trung tâm mua bán nào đó... với dữ liệu truyền trực tiếp. Công nghệ này được thiết kế để thay thế những người chuyên làm khảo sát, nghiên cứu thị trường theo kiểu truyền thống.
• Dữ liệu hấp dẫn: nhà cung cấp dữ liệu thu thập thông tin để biến thông tin ấy thành công cụ cho doanh nghiệp (và cho cả nhà phát triển ứng dụng). Vài năm gần đây, Here, một bộ phận thuộc Nokia, thu thập được hàng triệu điểm dữ liệu trong hơn 75.000 toà nhà kèm với bản đồ tòa nhà trên khắp thế giới, có thể tích hợp trong ứng dụng điện thoại thông minh và các hệ thống GIS.