Пробежимся в этом посте по технологиям, доступным на начало 2024 года, позволяющим определить местоположение объекта: человека, питомца, транспорта или иного предмета. Незаконные методы подробно рассматриваться не будут, потому что законные и без того довольно интересны.
Две недели назад у меня сбежал кот. У него нынче наблюдается какой-то неуёмный интерес к подъезду, но вот недавно ему всё же удалось незаметно выскользнуть в закрываемую дверь. Кот нашёлся много часов и нервов спустя, он даже не покидал пределов подъезда. А я призадумался, как сделать, чтобы поиск кота был проще.
Да просто чипируй его!
Такое мнение я часто слышал от людей, не знакомых с устройством чипа. В подобном непонимании, к слову, кроется и страх перед вакцинами. Но вообще-то кот давно чипирован. Это не сработает так, как хотелось бы. И вот почему.
Чипы, вживляемые животным — очень тупенькие. У них есть маленькая антеннка, которая выступает одновременно и в роли беспроводного приёмника питания, и в качестве способа приёма и передачи данных. Считыватель этих чипов же работает как беспроводная зарядка. Поднесёшь близко — чип начнёт передавать свой серийный номер. Отодвинешь подальше — чип выключится. Прямо как с бесконтактными банковскими карточками.
Серийник чипа забит в несколько разных баз с указанием контактов хозяина. В чипе нельзя сохранить даже эту информация, настолько он примитивный. Таким образом, чтобы чип реально помог, коту надо ходить по улицам и приставать к прохожим, пока кто-нибудь не отнесёт его к ветеринару, а тот не попытается считать чип. Иногда кошки гуляют так годами...
Так что нет. Чипирование животных — это вовсе не способ быстро обнаружить, где находится питомец. Вовсе наоборот: при помощи чипа можно сравнительно легко узнать, как связаться с хозяином.
И уж тем более не получится чипировать человека, чтобы видеть его местоположение. О каком там контроле вообще может идти речь? Максимум возможностей современных имплантов для человеков — эмуляция банковских карт. Выглядит эффектно. Импланты, кстати, довольно большие — в длину минимум 5-7мм.
А как же GPS/Galileo/Глонасс?
Ммм, спутниковая связь — это же так круто!.. Или нет?
Глобальные системы навигации работают только в одну сторону: спутники передают сигналы, а навигаторы их принимают. Этого достаточно, чтобы определить своё местоположение в пространстве. Подробно можно почитать, например, у яндекса.
Предположим теперь, что у нас есть некоторый GPS-трекер, который принимает сигналы с соответствующих спутников и определяет своё местоположение. Что с ним дальше делать, если пользователь находится где-то в другом месте? Как ему передать?
Крамольная мысль: а давайте всё-таки попробуем через спутник? Ну, вон, старлинк же работает, может как-то через него?.. Но нет. Терминал старлинка весит четыре килограмма (мой кот весит меньше), и это только терминал, а ему ещё питание нужно. Отбросим эту идею. Есть, конечно, варианты покомпактнее вроде спутниковых телефонов и пейджеров, но с ними тоже не всё так просто: передача данных стоит очень дорого, а передавать местоположение придётся очень часто. И это тоже знатные громадины, так что в ближайшие годы ожидать чего-то по-настоящему компактного в этой области нет смысла.
Добавим немножко телефонной связи
Вернёмся с небес на землю (буквально) и вспомним, что вообще-то питомцы наши живут обычно в городах или деревнях. А в таких условиях для передачи данных уже давно есть мобильная сеть. Вот и готовое решение: GPS для определения местоположения и мобильный интернет для её трансляции.
В этой схеме тоже есть минусы: и определение геопозиции, и обмен данными с сотовыми вышками требуют немалого расхода энергии. Посмотрите, например, как быстро садится батарея телефона, когда телеграм работает в режиме трансляции геопозиции. Несложно высчитать, как долго можно непрерывно отслеживать геолокацию на одной зарядке. Поделите желаемую частоту зарядки трекера на это время и получите внушительных размеров коробку, 99% объёма которой займёт аккумулятор. Крепить такую коробку к машине — вполне реально. К человеку сложно. К питомцу практически бессмысленно. Надо что-то оптимизировать.
В итоге трекеры для питомцев делают настраиваемыми. Устройство просыпается раз в 5—10—15 минут, определяет координаты, отправляет их на сервер и засыпает обратно. Этого в целом достаточно для поиска питомца за адекватное время. Вот, например, устройство от Tractive, его надо заряжать раз в 2—7 дней в зависимости от настроек (Кстати, они прикольные чуваки, звали к себе работать, но им нужно было высшее образования для трудовой визы). Вариантов подобного рода много (правда, по ссылке не только GPS).
Что же касается трекеров для людей... Честно скажу, многолетний опыт участия в поисково-спасательных работах и множество последующих обсуждений на тему «Как сделать, чтобы когда родственника снова переклинит, мы смогли быстро найти его живым» не дал однозначного универсального решения.
Для детей прокатывают телефоны с родительским контролем, в том числе, в формате часов — их надо регулярно заряжать, но ребёнок это будет делать. С пожилыми это срабатывает хуже, поскольку часы-телефон ощущаются как некоторый совершенно ненужный предмет и довольно быстро остаются на зарядке навсегда, а человек уходит на прогулку уже без них. Наверное, лучшее, что можно сделать — это либо подобрать кнопочный телефон со встроенным трекером (что-то типа такого), либо купить смартфон с огромной батареей и всё-таки научить им пользоваться. Впрочем, это всё ещё не гарантирует, что телефон не будет оставлен дома.
Ещё для детей и пожилых можно использовать трекеры-брелки (например Jiobit), если не забывать их вовремя заряжать самостоятельно.
Однако всё равно до сих пор основная проблема в удобстве. Либо надо часто заряжать, либо трекер получается довольно большим, либо точность невысокая.
Но можно зайти с другой стороны
В 2021 году Apple выпустили AirTag — компактное устройство для поиска потерянных вещей.
Оно использует несколько иной принцип. Если грубо упростить, то π=3 устройство немножко похоже на чип-имплант: оно регулярно посылает Bluetooth-сообщение со своим серийным номером, но при этом обладает своим источником питания. Очень маленьким, поэтому частота отправки не очень высокая, да и радиус невелик.
Этот сигнал могут принимать все смартфоны, но нормально обрабатывают его только айфоны и айпады — они отправляют на серверы собственную (!) геопозицию в связке с серийным номером из этого сигнала. Таким образом, airtag использует телефоны мимо проходящих людей и как способ определения местоположения, и как канал для отправки этого местоположения.
Минусы тоже есть. Чем реже вокруг метки проходят люди с айфонами, тем реже будет обновляться её геопозиция. В лесу, где ловят телефоны, но нет людей, обновления геопозиции можно не ждать. А ещё AirTag нельзя использовать для скрытого слежения — он довольно быстро должен сообщитб отслеживаемому человеку, что у него чужая метка. Даже если у человека андроид. Отслеживать пожилых родственников и детей с их согласия будет несложно — можно повесить в виде брелка на их ключи. И также легко отслеживать транспорт — метку даже можно спрятать внутрь сиденья велосипеда.
Для отслеживания животных это решение сомнительное, но в целом рабочее. Важно отметить, что производитель не рекомендует использовать AirTag для отслеживания животных. Если питомец спрячется в подвал или безлюдное место — метка не поможет. Ещё есть риск, что питомец прокусит метку или проглотит её, поэтому крепить её надо очень надёжно. Однако, с использованием технологии UWB (к сожалению, она не работает в России и многих странах СНГ) можно определить направление и расстояние до метки, если она находится в радиусе 10—20 метров. И ещё она может пищать по команде, если находится в области приёма сигнала с любого айфона.
Ещё можно упомянуть Galaxy SmartTag от Самсунга — принципиально они с AirTag должны быть похожи, но габариты сильно различаются — для питомцев критично, а для людей и предметов, наверное, не очень.
Что ждать в будущем?
Нынешние тенденции таковы: города и сельская местность активно покрываются новыми телефонными вышками, спутниковая связь становится дешевле, а аккумуляторы эффективнее. Что это нам даст:
- Повышение качества покрытия сетями и внедрение сетей 5G позволит трекерам дольше работать при той же ёмкости аккумулятора.
- Уменьшение техпроцесса и в целом эволюция микропроцессоров позволит не только повысить энергоэффективность, но и компактно размещать более сложные схемы, позволяя оптимизировать частоту определения местоположения.
- Эволюция аккумуляторов вместе с первым пунктом позволит делать компактные трекеры GPS+GPRS, не требующие частой зарядки.
- Снижение затрат на спутниковую связь позволит отвязаться от телефонных сетей.
- Возможно, в перспективе появятся системы широковещательного спутникового вещания, позволяющие удалённо управлять режимом работы трекера.
В итоге, вероятно, трекеры будущего будут примерно такими:
- Крупные — для автомобилей и схожего транспорта (в первую очередь, коммерческого): будут контролировать местоположение и скорость не только в городах, но и в зонах со слабым или отсутствующим покрытием мобильной сети.
- Средние — для отслеживания туристических групп, спасателей и поисковых отрядов и т.п., а также для крупного скота — помещаются в рюкзаке или размещаются на поясе (для животных – на ошейнике), позволяют в течение нескольких суток получать информацию в режиме реального времени при помощи мобильной сети или спутников, имеют удалённо включаемый режим энергосбережения, позволяющий значительно снизичить частоту опроса, но продлить срок работы до полугода от одной зарядки.
- Компактные — для оперативного поиска потерявшихся людей. Небольшие устройства в формате брелоков для ключей. Большую часть времени бездействуют, активируются дистанционно вручную, после чего передают сведения о местоположении в реальном времени. Срок работы в режиме ожидания может быть до года.
- Сверхкомпактные – для отслеживания домашних животных. Размерами сопоставимы с адресниками для ошейников. Функционал схож с компактными, однако срок работы ниже. Могут также иметь возможность автоматического включения, при потере связи с домашней Wi-Fi сетью и с телефонами владельцев по Bluetooth, что будет означать, что питомец не дома и не на выгуле.
И самое важное, конечно, о чём нам не стоит забывать — такие инструменты должны создаваться с заботой о приватности пользователей и с защитой от злоумышленников.