Uma Introdução à Computação Sensível ao Contexto e seus Principais Problemas

Uma Introdução à Computação Uma Introdução à Computação Sensível ao Contexto e seus Sensível ao Contexto e seus

Principais ProblemasPrincipais Problemas

Uma Introdução à Computação Uma Introdução à Computação Sensível ao Contexto e seus Sensível ao Contexto e seus

Principais ProblemasPrincipais Problemas

Ricardo Couto Antunes da [email protected]

Laboratory for Advanced CollaborationPUC-Rio - Brazil

Laboratory for Advanced CollaborationPUC-Rio - Brazil

Ricardo Couto Antunes da RochaRicardo Couto Antunes da Rocha 2220062006

RoteiroRoteiroRoteiroRoteiro

• Motivação• Percepção de Contexto• Modelagem de Contexto• Exemplo de Aplicações: EasyMeeting• Aspectos/Abstrações para uma Infra-

estrutura de software para CW


MotivaçãoMotivaçãoMotivaçãoMotivação

• Computação ubíqua– Computação anytime, anywhere

• Para ser viável, a computação deve deixar de ser intrusiva– Problema do telefone ubíquo celulares

cheios de recursos e que exigem nossa constante atenção

– Computador deve decidir as tarefas que deve realizar sem a necessidade da interação humana (sem que possível)

– Calm technology Mark Weiser, 1991


MotivaçãoMotivaçãoMotivaçãoMotivação

• Minority Report


MotivaçãoMotivaçãoCenário de Computação UbíquaCenário de Computação UbíquaMotivaçãoMotivaçãoCenário de Computação UbíquaCenário de Computação Ubíqua

Daniel Ashbrook, Kent Lyons, and James Clawson, "Capturing Experiences Anytime, Anywhere," IEEE Pervasive Computing, vol. 5, no. 2, 2006, pp. 8-11.

Daniel Ashbrook, Kent Lyons, and James Clawson, "Capturing Experiences Anytime, Anywhere," IEEE Pervasive Computing, vol. 5, no. 2, 2006, pp. 8-11.

• iTourist– Blog eletrônico que captura as experiências de

um usuário durante uma viagem turística– Sensores: câmera de alta resolução, sensores

de luz e de vibração, GPS receiver, acesso a rede sem fio, sensores biométricos, acelerômetro

– LCD de alta resolução


MotivaçãoMotivaçãoCenário de Computação UbíquaCenário de Computação UbíquaMotivaçãoMotivaçãoCenário de Computação UbíquaCenário de Computação Ubíqua


Percepção de ContextoPercepção de ContextoPercepção de ContextoPercepção de Contexto

• Visão tradicional de sistemas:– Caixas pretas que recebem entradas do

usuário

• Características:– Entrada/Saída explícitas: lenta, intrusiva,

requer atenção do usuário– Loop sequencial entrada-saída

• Interesse em mover da visão caixa preta para sensível a contexto– Tirar o usuário do “loop” (sempre que possível)– Reduzir a interação explícita (sempre que

possível)


Percepção de ContextoPercepção de ContextoPercepção de ContextoPercepção de Contexto

• Modelo sensível a contexto

Sistema SensívelAo Contexto

Entradaexplícita

Saídaexplícita

Contexto:• estado do usuário• estado do ambiente físico• estado do sistema computacional• histórico de interações do usuário …


Percepção de ContextoPercepção de ContextoDefinição de ContextoDefinição de ContextoPercepção de ContextoPercepção de ContextoDefinição de ContextoDefinição de Contexto

• Anind Dey (2001)– Qualquer informação que possa ser utilizada

para caracterizar a situação de uma entidade, onde uma entidade pode ser uma pessoa, lugar ou objeto que é considerada relevante para uma interação entre um usuário e uma aplicação, incluindo o próprio usuário e a aplicação.

– Exemplos típicos de contexto são localização, identidade, estado de pessoas e grupos, e objetos computacionais e físicos.


Percepção de ContextoPercepção de ContextoDefinição de ContextoDefinição de ContextoPercepção de ContextoPercepção de ContextoDefinição de ContextoDefinição de Contexto

• Schilit (e outros) identificaram 4 categorias:– Contexto computacional: rede, conectividade,

custo da comunicação, banda passante, recursos (impressoras, estações, etc.)

– Contexto do usuário: perfil do usuário, posição, velocidade, pessoas próximas, situação social, estado de espírito, etc.

– Contexto físico: luminosidade, nível de ruído, temperatura, umidade

– Contexto de tempo: hora do dia, dia/mês/ano, semana, época do ano


Percepção de ContextoPercepção de ContextoIdentificando Contexto no ExemploIdentificando Contexto no ExemploPercepção de ContextoPercepção de ContextoIdentificando Contexto no ExemploIdentificando Contexto no Exemplo

Tempo (data, hora)LocalizaçãoMapa da atual cidadeIdentificação das localizaçõessemânticas

Tempo (data, hora)LocalizaçãoMapa da atual cidadeIdentificação das localizaçõessemânticas

Localização dentro do mapaContexto de atividadeContexto de passeio

Localização dentro do mapaContexto de atividadeContexto de passeio


Problemas RelacionadosProblemas RelacionadosProblemas RelacionadosProblemas Relacionados

• Modelos– Descrever a complexidade do ambiente– Descrever a imprecisão dos sensores

• Sistemas– Heteronegeidade, interoperabilidade– Manutenção e evolução– Segurança– Distribuição, desempenho– Modelo de programação

• Aspectos Humanos– Inferir desejo do usuário– Privacidade– Contexto deve ser compreensível


Modelagem de ContextoModelagem de ContextoModelagem de ContextoModelagem de Contexto

• Tarefa de estruturar uma informação contextual, com objetivo de:– Permitir a correta interpretação da informação

de contexto pelos usuários, desenvolvedores e aplicações

– Permitir o processamento de informações de contexto

– Reutilizar contexto

• Faz parte do processo de engenharia de software de aplicações sensíveis a contexto


Modelagem de ContextoModelagem de ContextoModelagem de ContextoModelagem de Contexto

• Características da Informação de Contexto– Informação contextual pode possuir

várias características temporais: estático x dinâmico, atraso na recuperação de contexto, histórico de contexto, ...

– Informação contextual é imperfeita: imperfeição dos sensores, desatualização, algoritmos de inferência, ...

– Contexto pode ter várias representações alternativas: abstrações. Ex: localização em coordenadas e em posição simbólica.

– Informação contextual é altamente inter-relacionada


Exemplo de Aplicação: EasyMeetingExemplo de Aplicação: EasyMeetingExemplo de Aplicação: EasyMeetingExemplo de Aplicação: EasyMeeting

• Provê um ambiente de sala de reuniões inteligente, que facilita as atividades típicas de um usuário em reuniões usuais.

• Seis serviços foram desenvolvidos:– Serviço de reconhecimento de fala– Serviço de apresentação– Serviço de controle de luz– Serviço de música– Serviço de boas vindas– Serviço de visualização (em dispositivos

pessoais)


Exemplo de Aplicação: EasyMeetingExemplo de Aplicação: EasyMeetingExemplo de Aplicação: EasyMeetingExemplo de Aplicação: EasyMeeting


Cenário do EasyMeetingCenário do EasyMeetingCenário do EasyMeetingCenário do EasyMeeting

Alice enters a conference room

The broker detects Alice’s presence

B

Policy says, “can share with any agents in the room”

A

B

The broker buildsthe context model

Web

Alice “beams” her policy to the broker

B

Policy says, “inform my personal agent of my location”

AB .. isLocatedIn ..

Harry Chen. “An Intelligent Broker for Pervasive Context Aware Services,“ Dezembro, 2004.

Harry Chen. “An Intelligent Broker for Pervasive Context Aware Services,“ Dezembro, 2004.


Cenário do EasyMeetingCenário do EasyMeetingCenário do EasyMeetingCenário do EasyMeeting

Her agent informs the broker of her

role and intentions

+

The broker tells herlocation to her agent

A

The projector agent wants to help Alice

The projector agentasks slide show info.

B

The projector agent sets up the slides

The broker informsthe subscribed agents

B


Aspectos/Abstrações para uma Aspectos/Abstrações para uma Infra-estrutura CWInfra-estrutura CWAspectos/Abstrações para uma Aspectos/Abstrações para uma Infra-estrutura CWInfra-estrutura CW

Situação e Identificaçãode Contexto


Percepção:Simbólicos observáveis


Sensoriamento: valores observáveis


Asp

ecto

s Orto

gonais

Asp

ecto

s Orto

gonais

Exploração

• Cada aspecto pode ser interpretado como uma camada em que abstrações podem ser interpretadas

• Uma infra-estrutura (MW ou FW) deveria dar suporte a todos esses aspectos


Abstrações para Computação Abstrações para Computação CW (1/6)CW (1/6)Abstrações para Computação Abstrações para Computação CW (1/6)CW (1/6)







Asp

ecto

s Orto

gonais

Asp

ecto

s Orto

gonais

Exploração

• Sensoriamento: produz valores gerados por sensores, resultado de interpretação do ambiente









Asp

ecto

s Orto

gonais

Asp

ecto

s Orto

gonais

Exploração

• Percepção: valores são interpretados como valores simbólicos, independente do sensor









Asp

ecto

s Orto

gonais

Asp

ecto

s Orto

gonais

Exploração

• Valores são interpretados como abstração de contexto e situações do ambiente









Asp

ecto

s Orto

gonais

Asp

ecto

s Orto

gonais

Exploração

• Abstração de contexto é explorada e utilizada por elementos interessados









Asp

ecto

s Orto

gonais

Asp

ecto

s Orto

gonais

Exploração

• Alguns aspectos ou abstrações não fazem parte de nenhuma camada em especial.

• Exemplo: privacidade, histórico, confiança

• Infra-estruturas podem implementá-las em diferentes camadas ou como elementos ortogonais









Asp

ecto

s Orto

gonais

Asp

ecto

s Orto

gonais

Exploração

Modelos


Exemplo:Exemplo:Arquitetura CoBrAArquitetura CoBrAExemplo:Exemplo:Arquitetura CoBrAArquitetura CoBrA


Dúvidas?Dúvidas?Dúvidas?Dúvidas?


Projeto MoCAhttp://www.lac.inf.puc-rio.br/moca

Contato:– Ricardo C. A. da Rocha

[email protected]

– Markus Endler (coordenador)[email protected]

Maiores informaçõesMaiores informaçõesMaiores informaçõesMaiores informações


ReferênciasReferênciasReferênciasReferências

• Harry Chen, "An Intelligent Broker Architecture for Pervasive Context-Aware Systems", PhD Thesis. University of Maryland, Baltimore County, December 2004

• Harry Chen et al., "Intelligent Agents Meet the Semantic Web in Smart Spaces", IEEE Internet Computing

• Harry Chen et al., "SOUPA: Standard Ontology for Ubiquitous and Pervasive Applications", International Conference on Mobile and Ubiquitous Systems: Networking and Services

• eBiquity Group: http://ebiquity.umbc.edu/• CoBrA site: http://cobra.umbc.edu/• SOUPA ontology:

http://pervasive.semanticweb.org/soupa-2004-06.html

Documents

Uma Introdução à Computação Sensível ao Contexto e seus Principais Problemas