Шифры вокруг наc: зачем нужен штрихкод и будут ли его использовать в будущем?
История штрихкода начинается в Америке в 1948 году, когда владелец сети местных ресторанов обратился в Технологический институт Дрекселя (Drexel Institute of Technology), чтобы специалисты помогли ему автоматизировать процесс оформления заказа. Мужчина хотел создать систему, с помощью которой можно было бы быстро считывать информацию о продукте при покупке. Его просьбой заинтересовались изобретатель Норман Джозеф Вудланд и инженер-электрик Бернард Сильвер: у ученых получилось воплотить дерзкую для своего времени идею. В 1949 году они подали документы на патент технологии штрихкода. В бумагах подробно описывался принцип работы графической маркировки, который применяется и сегодня.
Однако несмотря на то, что идея изобретателей остается актуальной по прошествии более 70 лет, немногие признают в схеме, предложенной Вудландом и Сильвером, современный штрихкод. Дело в том, что в первом варианте кодирования не было привычных вертикальных линий: штрихкод был круглым и больше напоминал мишень, чем то, что сегодня клеят на товары в магазинах.
Коммерческий успех также долгие годы обходил штрихкоды стороной. Можно сказать, что технология опередила свое время: на момент ее создания не существовало аппаратуры, которая могла бы быстро декодировать зашифрованную в полосках информацию. Однако все изменилось в 60-х годах, когда американский инженер и физик Теодор Майман создал первый рабочий лазер, с помощью которого можно было быстро считывать штрихкоды.
В результате в 1967 году была разработана первая в мире официальная система штрихкодов — Kartrak. Ее создали специально, чтобы решить одну из главных проблем железнодорожной промышленности того времени. В те годы по Америке передвигалось более миллиона грузовых вагонов ежедневно: чтобы их отследить, приходилось останавливать весь состав и вручную переписывать их номера, из-за чего организация передвижений по железнодорожным путям была запутанной и неудобной. Чтобы усовершенствовать логистику, вагоны начали маркировать необычными разноцветными штрихкодами, однако система оказалась недостаточно точной, и в 70-х от нее отказались. В дороге маркировка повреждалась: из-за плохой погоды и налипшей грязи прочитать код зачастую было невозможно, что сводило эффективность системы к нулю. И если раньше компании могли регулярно обновлять штрихкоды, то теперь на фоне общего кризиса постоянное подкрашивание вагонов стало невыгодным.
Настоящий же успех пришел к штрихкодам в пищевой промышленности. В 60-х магазины начали активно использовать разработку Вудланда и Сильвера. Однако и тут не обошлось без трудностей: внешне штрихкоды были очень разными, одни компании использовали коды в форме солнца, другие — оригинальную "мишень", а третьи — полукруг. Без единообразия система была неэффективной, поэтому в 1972 году был сформирован комитет, который должен был разработать отраслевой стандарт для штрихкодов. За патент боролись несколько компаний, но в конце концов выбор пал на привычный дизайн, состоящий из полосок разной длины и ширины. В результате 26 июня 1974 года в продуктовом магазине в штате Огайо впервые отсканировали классический штрихкод на жевательной резинке Wrigley's Juicy Fruit.
Как работает штрихкод?
Принцип действия штрихкода прост: каждая полоска несет определенную информацию, а именно — заменяет собой ту или иную цифру. Из толстых и тонких линий складывается индивидуальный номер, причем каждый код неповторим (технология чем-то напоминает цифровой отпечаток пальца), встретить похожий невозможно. В результате кодом могут обзавестись тысячи единиц товара, а путаницы в них не возникнет.
В основе технологии штрихкода лежит азбука Морзе. Изначально Вудланд закодировал цифры морзянкой, а потом вытянул получившиеся точки и тире. В результате появился уникальный графический рисунок, сканирование которого позволяет быстро узнать подробности о товаре. Вот как это работает: во время сканирования штрихкода лазеры просвечивают изображение, после чего анализируют отраженные лучи (черные чернила поглощают свет, а белые — отражают). Темные части расшифровываются как единицы, а белые — как нули. Таким образом, машина получает информацию в двоичном коде, которым можно зашифровать все что угодно.
Благодаря незамысловатому рисунку покупатели, кассиры и люди, отвечающие за тот или иной вид учета, экономят много времени, а число ошибок снижается. Хороший пример — медицина, где каждая оплошность может стоить жизни. Многие специалисты сходятся во мнении, что большой процент промахов в этой сфере связан с человеческим фактором, а штрихкоды — отличный способ снизить его влияние. Согласно исследованиям, в больницах, где ввели практику медицинских браслетов с индивидуальными штрихкодами для пациентов (при их сканировании медсестры получают доступ к данным человека), а также маркировки лекарств с помощью штрихкодов, количество ошибок при приеме медикаментов снизилось с 11,5 до 6,8%, а риски развития у пациента побочных эффектов — с 3,1 до 1,6%. Работает это так: сначала медсестра сканирует штрихкод на руке пациента, после чего проделывает то же самое с упаковкой лекарства. И если при сортировке препаратов произошла ошибка и пациенту не прописывали таблетки, которые подготовила медсестра, система предупреждает об этом звуковым сигналом.
Как читать штрихкод и какая информация о товаре в нем зашифрована?
Прочитать штрихкод может не только компьютер, но и человек. Внизу кода всегда указываются цифры, расшифровывающие информацию на графическом коде. Это мера предосторожности на случай, если система не сможет считать полоски (достаточно вспомнить ситуации на кассе, когда продавцу приходилось вручную вбивать данные о товаре в компьютер, чтобы пробить его).
В цифрах как раз и зашифрована информация о продукте. В зависимости от страны применяются свои стандарты штрихкодов. В Америке последовательность ограничена 12 символами, а в Европе — 13. Однако правила интерпретации последовательности цифр не меняются. Прежде всего, штрихкод принято читать слева направо: первые три цифры кода означают страну, в которой был произведен товар, следующие пять — предприятие, на котором он был изготовлен, следующие четыре цифры — потребительские качества товара (цвет, размер, материал), а последняя — контрольная, которая гарантирует, что штрихкод составлен правильно.
Однако штрихкод — гораздо больше, чем просто набор потребительских характеристик. При его сканировании в систему попадает и информация о действиях, произведенных с предметом. В случае с продуктами питания это удаление купленного товара из торгового зала магазина и фиксация денег, полученных за него. В результате менеджеры с легкостью отслеживают прибыль, расходы и даже востребованность тех или иных предметов.
Чем отличаются штрихкоды от QR-кодов?
Несмотря на то что штрихкоды не потеряли актуальность, сегодня их все чаще заменяют QR-кодами. Можно сказать, что это более современная версия привычных черно-белых полос.
Дело в том, что количество информации, которую можно зашифровать в штрихкоде, ограничено. И хотя теоретически в полосках можно закодировать сколько угодно цифр, длинная последовательность будет считываться дольше, в результате чего упадет скорость и эффективность отслеживания товаров. Так происходит из-за того, что высота полос штрихкода не несет никакой смысловой нагрузки. Увеличивать же объем данных можно лишь с помощью увеличения длины рисунка, который в какой-то момент или перестанет умещаться на товаре, или станет настолько большим, что его будет неудобно сканировать.
Проблему удалось решить японской компании Denso: они создали новый вариант графического шифра, который вмещал больше информации и позволял кодировать не только цифры, но и письменность. Одним из создателей QR-кода стал Масахиро Хара, главный инженер компании. Мужчине пришла в голову идея использовать для кодировки не только горизонталь, но и вертикаль. В результате изображение стало более компактным, а объем данных, которые можно зашифровать, увеличился. Так на свет появился привычный шаблон из квадратных меток: в нем можно закодировать 7 087 цифр.
Сейчас QR-коды пользуются большой популярностью: с их помощью можно посмотреть меню в кафе, провести бесконтактную оплату и даже доказать, что вы имеете право находиться где-либо (достаточно вспомнить QR-коды, которые выдавали во время пандемии COVID-19 людям с прививкой). Международное исследование показало, что в начале 2021 года их использовали для оплаты практически в два раза чаще, чем в 2020 году. Более 80% респондентов утверждали, что совершали такую транзакцию. Однако пока рано говорить о том, что QR-код вытеснит штрихкоды: иногда полоски подходят больше. Например, их проще считать с округлых предметов, на которых шифр обрезается в высоту. Таким образом, QR-коды и штрихкоды составляют отличную команду: системы хорошо дополняют друг друга, значительно упрощая муторный труд по учету и организации товарооборота.
Мария Богрянова