Technologie założycielskie czwartej rewolucji

1019

Pierwszego maila wysłał w 1971 r. Ray Tomlinson, członek projektu ARPANET. Ku rozpaczy historyków nowych technologii niestety nie zapamiętał jego treści i jest skłonny twierdzić, że był to po prostu zbitek liter typu „QWERTYUIOP”. To Tomlinson wybrał symbol @ w celu zidentyfikowania odbiorcy wiadomości. Rok później powstał pierwszy program do obsługi maili umożliwiający wybieranie, przesyłanie wiadomości oraz odpowiadanie na nie. W 1997 r. z maila korzystało ponad 10 mln użytkowników, w 2019 r. z poczty elektronicznej korzysta 3,8 mld ludzi.

Podstawowym problemem było wyszukiwanie informacji w sieci. Pod koniec lat 80. zaczęły powstawać programy archiwizujące: jednym z pierwszych był Archie, stworzony przez dwóch studentów McGill University w Montrealu, Alana Emtage’a i Petera Deutscha. Archie co jakiś czas przeszukiwał wszystkie dostępne strony ftp, tworzył listę zamieszczonych na nich plików, a następnie budował indeks. Jego obsługa była jednak dość skomplikowana. Znacznie łatwiejszy w użyciu był protokół wymyślony przez Tima Bernersa-Lee i innych pracowników Europejskiego Laboratorium Cząstek Elementarnych w 1989 r., który stał się bazą dla World Wide Web. Opierał się na trzech technologiach, które ułatwiały publikowanie, wyszukiwanie i konsumowanie informacji online: Uniform Resource Locator (URL), Hyper-Text Transfer Protocol (HTTP) oraz Hyper-Text Markup Language (HTML). Dokumenty i zasoby internetowe są identyfikowane przez URL i łączone hiperlinkami. Na pierwszej opublikowanej stronie internetowej (dostępna pod linkiem http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html) można było przeczytać, że W3 to rozległa inicjatywa pozyskiwania informacji hipermedialnych, mająca na celu stworzenie powszechnego dostępu do wielkiego uniwersum dokumentów.

W 1993 r. Berners-Lee udostępnił WWW w darmowej domenie publicznej – tym samym sieć stała się dostępna dla wszystkich. Nośnikiem sukcesu World Wide Web stała się graficzna przeglądarka, która znacząco ułatwiła i uatrakcyjniła proces wyszukiwania: w 1993 r. pojawiła się przeglądarka Mosaic, pierwsza, która zainteresowała nie-geeków, a dwa lata później na rynek weszła jeszcze bardziej intuicyjna przeglądarka Netscape (skądinąd obydwie stworzył ten sam człowiek, Marc Andreessen). Systematycznie rozrastała się zawartość internetu: w 1993 r. funkcjonowało zaledwie sto kilkadziesiąt stron internetowych, w 1998 r. było ich już około 180 mln. Potrzebny był jakiś system hierarchizowania treści interesujących konkretnego użytkownika – jeden z nich, oparty na systemie „rangowania” (Page Rank), zaproponowało dwóch studentów, Larry Page i Sergey Brin. Tak narodziła się wyszukiwarka Google, która obecnie zgodnie z deklaracjami jej właścicieli indeksuje setki miliardów stron internetowych.

W 1995 r. do internetu, potocznie utożsamianego z zasobem stron WWW (choć to zaledwie jedna aplikacja światowej sieci komputerowej, nawet jeśli najpopularniejsza), podłączonych było już 18 mln osób. Do innych istotnych aplikacji internetowych należały e-mail oraz sieć P2P (peer-to-peer) opierająca się na zdecentralizowanym modelu komunikacji. Każdy członek sieci P2P ma takie same uprawnienia i może zainicjować połączenie w celu wymiany plików zapisanych na dyskach twardych. Pierwotnie struktura internetu była bliska P2P, ale w wyniku szybkiego rozwoju osobiste komputery użytkowników sieci przestały zapewniać wystarczającą przepustowość danych i stabilność. Aktualnie sieć P2P służy do (często nielegalnej) wymiany plików między milionami użytkowników. Pierwsza wiadomość za pośrednictwem komunikatora (wysłana 6 stycznia 1993 r.) na komunikatorze AOL przez późniejszego wiceprezesa tej firmy do żony brzmiała: Nie bój się… to ja. Kocham Cię i tęsknię za Tobą. Adresatka odpowiedziała Wow… ale to jest fajne! (Wow… this is so cool!). Miliony użytkowników szybko podzieliły ten pogląd.

Funkcjonalność internetu zwiększały wciąż powstające aplikacje umożliwiające czatowanie, uczestnictwo w forach i kupowanie online, a to przyciągało kolejnych użytkowników i sprzyjało powstawaniu firm zajmujących się handlem elektronicznym. Jedną z pierwszych takich firm był Amazon, założony w 1995 r. W połowie pierwszej dekady XXI w. internet ewoluował ze zbioru statycznych stron internetowych (Web 1.0) w przestrzeń pełną dynamicznych treści współtworzonych przez jej użytkowników, takich jak blogi (Web 2.0). Proces ten nasiliło pojawienie się mediów społecznościowych, takich jak Facebook (2004) czy Twitter (2006).

Upowszechnianie się internetu było możliwe dzięki postępowi w obszarze kilku innych technologii. Kluczowym czynnikiem była rosnąca dostępność urządzeń, które można było do niego podłączyć, związana z postępem miniaturyzacji. Przełomową innowację mikroprocesora, który umożliwił produkcję komputerów biurkowych, uzupełniły innowacje w zakresie zmniejszania wielkości oraz poprawy wydajności baterii. Skutkowało to pojawieniem się laptopów, netbooków i tabletów oraz – w połączeniu z rozwojem nowych standardów w dziedzinie łączności – telefonów mobilnych.

(Komputer, internet i smartfon, czyli technologie założycielskie p4.0 – graf. Lech Mazurczyk)

Pierwszy telefon komórkowy w powszechnej sprzedaży – Motorola DynaTAC 8000x (1984) – ważył prawie kilogram (nawet jego konstruktorzy nazywali go „cegłą” – „The Brick”), kosztował ćwierć przeciętnej rocznej pensji, a na baterii działał tylko pół godziny. A jednak zrobił błyskawiczną karierę, zmiatając z rynku dotychczasowe „telefony mobilne”, czyli telefony samochodowe. Jak wspomina ówczesny szef marketingu sprzedającej ją firmy Ameritech:

Badania marketingowe pokazywały, że za taką cenę kupi go wąska grupa przedsiębiorców, lekarzy, agentów nieruchomości, właścicieli firm budowalnych i menadżerów dużych firm. Naszą grupą docelową nie byli nastolatkowie – no chyba że tacy, którzy mieli 4000 dolarów w kieszeni. Ale okazało się, że nie nadążamy z produkcją. Firmy zaczęły z nich korzystać i te urządzenia szybko stały się czymś innym, elementem biznesu, kwestią nie tyle wygody, ile konieczności. Nie spodziewaliśmy się takiej sprzedaży.

S. Wolpin, The First Cellphone Went on Sale 30 Years Ago for $4,000, (Mashable).

Kolejne komórki były coraz mniejsze, a lepsze baterie czyniły z nich sprzęt realnie mobilny. Miały też coraz więcej funkcji: można było z nich dzwonić, zapisywać kontakty czy prowadzić kalendarz. Do masowego upowszechnienia telefonów komórkowych przyczynił się również rozwój standardów łączności GSM. Pierwsza generacja – z której korzystała „cegła” Motoroli – była oparta na analogowych standardach telekomunikacyjnych, co wiązało się z niską jakością przesyłanego sygnału. W 1991 r. wprowadzono standard 2G, który opierał się na całkowicie cyfrowym, zaszyfrowanym sygnale, umożliwiającym wysyłanie krótkich wiadomości tekstowych (SMS-ów) i pakietu danych o prędkości do 50 kb/s. Sygnał cyfrowy poprawił jakość połączeń, zapewnił lepszy zasięg na większym obszarze i zmniejszył użycie baterii. Przełożyło się to na wzrost popytu na telefony komórkowe i ich szybki rozwój technologiczny. Wprowadzona w 1998 r. sieć 3G umożliwiła przesył danych i dostęp do sieci o prędkości 14 Mb/s, a następnie 28 Mb/s. Od 2009 r. dostępna jest sieć komórkowa 4G, umożliwiająca transfer danych dziesięciokrotnie szybszy w porównaniu ze standardem 3G, a często szybszy od tradycyjnych stacjonarnych łączy internetowych. Przesył danych i dźwięku oparty jest na standardzie LTE, stworzonym dzięki nowym technologiom przetwarzania i przesyłania sygnałów cyfrowych. A w tej chwili do użytku wchodzą technologie mobilne piątej generacji – 5G.

(graf. K. Śledziewska, R. Włoch)

Smartfon

W pierwszej dekadzie XXI w. postępująca internetyzacja zyskała nowy nośnik w postaci kolejnej generacji mikrokomputerów – smartfonów. Przykładem pierwszych tego typu urządzeń był Simon wprowadzony do sprzedaży przez firmę IBM w 1994 r., samej nazwy zaś po raz pierwszy użyto przy sprzedaży lekkiego i wielofunkcyjnego Ericssona R380 działającego na systemie operacyjnym Symbian. Jednak prawdziwie wywrotowy charakter miał dopiero iPhone zaprezentowany w 2007 r. przez szefa Apple’a, Steve’a Jobsa, jako połączenie trzech urządzeń iPoda z szerokim dotykowym ekranemrewolucyjnego telefonu komórkowego i przełomowego komunikatora internetowego. iPhone był przykładem sprytnej miniaturyzacji polegającej na łączeniu funkcji (combining functionality), które dotychczas były realizowane rozłącznie, zazwyczaj przez oddzielne urządzenia. iPhone mieścił w sobie gry, aparat fotograficzny i kamerę, ale tym akurat mogły się pochwalić i zwykłe Nokie. Jego przewaga konkurencyjna tkwiła w dotykowym ekranie i dotykowej klawiaturze, zintegrowanej przeglądarce internetowej i wytrzymałej baterii (Simon firmy IBM zniknął z rynku po kilku miesiącach, bo jego bateria działała po naładowaniu tylko godzinę). Przede wszystkim smartfon łączył w sobie funkcję mobilnego telefonu i komputera wystarczająco operatywnego, by zaspokoić potrzeby korzystania z internetu przez przeciętnego użytkownika. Produkt Apple, jako przenośny komputer, który nieustannie może być podłączony do internetu, poszerzył możliwości konsumpcji indywidualnej: konsumowane są treści cyfrowe oraz produkty kupowane za pośrednictwem e-handlu. Z perspektywy użytkowników indywidualnych smartfon spełnia rozliczne funkcje, bez których coraz trudniej jest się im obyć. W sondażu przeprowadzonym w 2017 r. 71% amerykańskich nastolatków w wieku 13–17 lat uznało, że nie byliby w stanie przeżyć tygodnia bez swojego smartfonu, ponad połowa tej grupy twierdzi, że nie przeżyłaby nawet dnia. Syndrom uzależnienia od telefonu zyskał już nawet nazwę: nomofobia.

(graf. K. Śledziewska, R. Włoch)

Funkcjonalność i wszechstronność smartfony zawdzięczają oprogramowaniu: obecnie 86% tych urządzeń działa na systemie Android, bazującym na otwartym oprogramowaniu Linux. Wokół Androida powstało otwarte środowisko innowacyjne. Zewnętrzni innowatorzy uzyskują dostęp do systemu i danych generowanych przez użytkowników indywidualnych w zamian za tworzenie aplikacji, które zwiększają funkcjonalność głównego wynalazku. Symbioza zachodząca między systemem operacyjnym a twórcami aplikacji oraz użytkownikami jest przykładem funkcjonowania modelu platformowego. Użytkownik indywidualny niemal bezustannie generuje dane. Podłączone do sieci urządzenia mobilne są wyposażone w wiele aplikacji, które umożliwiają lokalizację, określają schematy przemieszczania się, śledzą nawyki oraz identyfikują preferencje. Twórcy oprogramowania tworzą kolejne rozwiązania ułatwiające codzienne życie, jak chociażby aplikacje do zarządzania wydatkami czy pozwalające zbierać informacje dotyczące aktywności fizycznej. Narzędzia z jednej strony mogą bazować na danych już wygenerowanych przez użytkowników, z drugiej zaś prowadzą do powstawania kolejnych informacji. System operacyjny – jako pośrednik między użytkownikami indywidualnymi a twórcami aplikacji – musi dążyć do przyciągnięcia jak największej liczby przedstawicieli obu tych grup.

Rozwój rynku smartfonów, ich nowe funkcjonalności i mnogość aplikacji przekładają się na czas, jaki poświęcamy na korzystanie z nich. W rezultacie zapotrzebowanie urządzeń na energię przekracza technologiczne możliwości baterii. Ciągła potrzeba ładowania smartfonów ogranicza wygodę ich używania, nielubianą koniecznością stało się noszenie powerbanków, czyli kompaktowych uzupełniających akumulatorów. W laboratoriach na całym świecie pracuje się nad nowymi technologiami, materiałami i właściwościami chemicznymi, które pozwolą stworzyć nowy typ baterii do urządzeń elektronicznych. W marcu 2017 r. 94-letni wynalazca ogniw litowo-jonowych, John Goodenough, ogłosił, że wraz z zespołem badaczy z University of Texas udało mu się zbudować szklaną baterię – trzy razy bardziej wydajną i ładującą się w kilka minut. Jego wynalazek wstępnie potwierdził renomowany Institute of Electrical and Electronic Engineers.

Ewolucja, którą przeszedł telefon komórkowy: od urządzenia umożliwiającego wykonanie mobilnego połączenia telefonicznego, przez urządzenie pozwalające na komunikację za pośrednictwem tekstów, do kieszonkowego komputera, który jest narzędziem do korzystania z setek aplikacji i funkcjonalności dotychczas dostępnych na innych urządzeniach, jest znakomitą ilustracją procesu innowacji kombinatoryjnej. Jednak transformacja cyfrowa w pełnym tego terminu znaczeniu byłaby niemożliwa bez opracowania wzajemnie warunkujących się technologii służących zbieraniu, przesyłaniu i analizie danych.

To kolejny odcinek publikowanej w naszym portalu książki Katarzyny Śledziewskiej i Renaty Włoch pt. „Gospodarka cyfrowa. Jak nowe technologie zmieniają świat”, wydanej przez DELab Uniwersytetu Warszawskiego.

Wkrótce, kontynuując wątek technologii, jakie umożliwiły start i rozwój przemysłu 4.0, opublikujemy w Platformie Przemysłu Przyszłości artykuł, w którym autorki, po powyższym omówieniu technologii założycielskich, szczegółowo opiszą technologie intensyfikujące. Wśród tych rozwiązań znajdą się chmura obliczeniowa, sztuczna inteligencja, blockchain, internet rzeczy i robotyzacja.

Wcześniej badaczki analizowały w serwisie PPP m.in. awans danych do strategicznej roli w gospodarce czy trudności w pomiarze gospodarki 4.0.

prof. Katarzyna Śledziewska – Wydział Nauk Ekonomicznych UW, prowadzi eksperymentalny program badawczy DELab UW, który skupia się na gospodarce i społeczeństwie cyfrowym
prof. Renata Włoch – Wydział Socjologii i DELab UW, jest autorką ekspertyz i raportów dla biznesu oraz instytucji publicznych

Źródło: Platforma Przemysłu Przyszłości