Naukowcy z CMU Proponują OpenFLAME: Zdecentralizowaną i Federacyjną Usługę Lokalizacji

Mapy są dziś szeroko wykorzystywane i niezwykle pomocne w wielu aplikacjach opartych na lokalizacji, takich jak nawigacja, usługi współdzielenia przejazdów, śledzenie aktywności fizycznej, gry, robotyka oraz rzeczywistość rozszerzona. Wraz z rozwojem technologii lokalizacji wewnątrz budynków, pojawia się potrzeba stworzenia skalowalnej, federacyjnej usługi mapowania, która mogłaby zarządzać przestrzeniami prywatnymi i wewnętrznymi, jednocześnie radząc sobie z problemami związanymi z prywatnością, skalowalnością i kompatybilnością. Coraz większe zapotrzebowanie na skalowalny system zarządzania lokalizacją, który mógłby sięgać również do przestrzeni prywatnych, wynika z szybkiego rozwoju aplikacji opartych na lokalizacji oraz technologii lokalizacji wewnątrz budynków. Tradycyjne, scentralizowane infrastruktury mapowania napotykają trudności związane zarówno z rozmiarami, jak i prywatnością.

Problemy z obecnymi usługami mapowymi

Obecne usługi mapowe, takie jak Google Maps czy Apple Maps, są kontrolowane przez kilka dużych korporacji i w głównej mierze obejmują tylko przestrzenie zewnętrzne, pozostawiając lukę w dostępności mapowania wnętrz oraz kwestiach związanych z prywatnością. Te systemy opierają się na wcześniej zebranych danych, co ogranicza ich zdolność do rozszerzania się na przestrzenie prywatne. Ponadto, napotykają one problemy związane z prywatnością i nie integrują się łatwo z nowymi technikami lokalizacji, które rozwijają się w szybkim tempie.

Zespół badaczy z Carnegie Mellon University (CMU) zaproponował rozwiązanie w postaci OpenFLAME (Open Federated Localization and Mapping Engine) — federacyjnej i zdecentralizowanej usługi lokalizacji. OpenFLAME łączy serwery, które obsługują lokalizację dla określonych regionów, otwierając drzwi dla wielu nowych aplikacji. System wykorzystuje znany protokół DNS (Domain Name System), który służy komputerom do identyfikacji w sieci i tłumaczenia nazw domen na adresy IP.

Jak działa OpenFLAME?

OpenFLAME łączy urządzenia z lokalnymi serwerami mapowymi i działa wokół systemu DNS, aby odkrywać odpowiednie serwery regionalne, co zapewnia jego skalowalność. Każdy serwer mapowy generuje swój lokalny system współrzędnych, wykorzystując strukturę „punktów nawigacyjnych” (waypoints), aby pomóc w dopasowywaniu nakładających się map, jednocześnie zachowując prywatność. Badanie przeprowadzone przez zespół badaczy wykazało, że federacyjna lokalizacja na serwerach zdalnych jest wykonalna przy akceptowalnym czasie odpowiedzi zapytań.

Architektura OpenFLAME składa się z kilku kroków. Najpierw urządzenie oblicza swoją lokalizację przy użyciu źródeł takich jak GPS, WiFi czy Bluetooth, a następnie przekształca te dane na „geo-domeny”, które reprezentują kwadratowe regiony. Te geo-domeny są używane do wykonywania zapytań DNS w celu znalezienia serwerów mapowych obsługujących dany obszar. Urządzenie wysyła zebrane informacje do tych serwerów, które precyzyjnie określają jego lokalizację i orientację. Następnie urządzenie odfiltrowuje niepoprawne wyniki i wybiera odpowiedni serwer mapowy dla swojej lokalizacji. Najlepsze współrzędne serwera i punkty nawigacyjne są przesyłane do aplikacji. Proces ten jest okresowo powtarzany w celu utrzymania dokładnej lokalizacji, a serwery mapowe są zmieniane tylko wtedy, gdy jest to konieczne.

Rozwiązanie problemów prywatności i skalowalności

Podsumowując, OpenFLAME rozwiązuje problemy związane z prywatnością, skalowalnością i interoperacyjnością w lokalizowaniu przestrzeni wewnętrznych oraz prywatnych, wykorzystując DNS do odkrywania usług i abstrakcji mapowych. Obecne podejście do scentralizowanego mapowania na dużą skalę utrudnia rozwój nowych aplikacji opartych na lokalizacji, a system taki jak OpenFLAME jest bardzo potrzebny, aby przełamać te bariery.

Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe staje się tworzenie bardziej zaawansowanych aplikacji, które mogą nie tylko działać w przestrzeniach publicznych, ale również w prywatnych i wewnętrznych, co otwiera nowe możliwości w wielu dziedzinach, takich jak robotyka czy rzeczywistość rozszerzona.

Przyszłość lokalizacji wewnętrznej

Rozwiązania takie jak OpenFLAME mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki korzystamy z map i usług lokalizacyjnych, przenosząc nas z ery scentralizowanych systemów na bardziej otwarte, zdecentralizowane i skalowalne platformy. W miarę jak technologia rozwija się w kierunku bardziej precyzyjnej lokalizacji wewnętrznej, możemy spodziewać się pojawienia się nowych, innowacyjnych aplikacji, które będą korzystać z tych zaawansowanych systemów lokalizacyjnych.