A implementa¸c˜ao de um ambiente de Ubicomp deve passar pela an´alise dos seguintes pontos elementares [30]:
• Localiza¸c˜ao
Os sistemas avan¸cam para um outro n´ıvel de inteligˆencia quando objectos e dispositivos computacionais tˆem informa¸c˜ao sobre a respectiva localiza¸c˜ao. Deste modo, permitem que pessoas, recursos e objectos sejam descobertos e ainda definem servi¸cos e ferramentas adicionais para localiza¸c˜ao. Os servi¸cos de localiza¸c˜ao encontram-se em grande crescimento tendo uma importˆancia enorme nos tempos que correm. Os sistemas de posicionamento global conhecidos por GPS (Global Positioning System) s˜ao disso um grande exemplo, esperando-se que em 2010, segundo a IMS Research8
, sejam 70 milh˜oes os telem´oveis com GPS integrado existentes na Europa [40].
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Servi¸cos Semantic Web s˜ao, geralmente, definidos como a aumenta¸c˜ao de descri¸c˜oes de Web Services atrav´es de anota¸c˜oes semˆanticas, dando um maior grau de automa¸c˜ao `a descoberta, composi¸c˜ao, invoca¸c˜ao e monitoriza¸c˜ao de servi¸cos num ambiente aberto, n˜ao regulamentado e, muitas vezes, ca´otico [35].
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S˜ao v´arias as tecnologias (ver Subsec¸c˜ao 3.3) que podem adicionar aos objectos e aos dispo- sitivos, e consequentemente `as pessoas, a no¸c˜ao de localiza¸c˜ao. Esta pode ser estabelecida de v´arias formas e com v´arios n´ıveis de exactid˜ao. A tecnologia RFID (Radio Frequency Identification) pode ser utilizada em cen´arios mais contidos e fechados nos quais se mar- cam os locais onde se procura fazer detec¸c˜ao e localiza¸c˜ao de entidades (e.g., objectos e pessoas). A tecnologia Bluetooth tamb´em tem aplica¸c˜oes semelhantes, existindo casos de utiliza¸c˜ao em espa¸cos exteriores [41]. J´a os sistemas RTLS (Real Time Locating Systems) permitem a localiza¸c˜ao de entidades com um razo´avel grau de precis˜ao e s˜ao mais ´uteis em cen´arios onde interessa conhecer a localiza¸c˜ao da entidade a qualquer momento e em qual- quer ponto. Quanto `a localiza¸c˜ao mais precisa em espa¸cos exteriores n˜ao contidos, o grande desenvolvimento de sistemas baseados em tecnologias de posicionamento ou navega¸c˜ao por sat´elite tem possibilitado uma melhor cobertura dos espa¸cos.
• Identifica¸c˜ao
A identifica¸c˜ao, tanto de objectos como de dispositivos, ´e importante para que numa rede ub´ıqua, num ambiente inteligente, estes possam ter um papel ´util atrav´es da sua identidade ´
unica. Este ´e um elemento-chave porque permite que os objectos vulgares do dia-a-dia sejam recursos num ambiente computacional e que possam servir como interfaces para outros recursos. A problem´atica da correcta identifica¸c˜ao torna-se num ponto fulcral da investiga¸c˜ao na ´area da Ubicomp. Muitas das tecnologias usadas para localiza¸c˜ao tamb´em servem para a identifica¸c˜ao. Este elemento pode usar, por exemplo, RFID, tags visuais (visual barcodes) ou Bluetooth (ver Subsec¸c˜ao 3.3).
• Monitoriza¸c˜ao Sensorial
A adi¸c˜ao deste elemento aos anteriores pode dotar os sistemas de recursos adicionais, cri- ando redes inteligentes que podem recolher os mais variados dados e responder a diversos est´ımulos. Com a ajuda de sensores, um ambiente de Ubicomp detecta e responde a even- tos, a situa¸c˜oes, sem que para tal tenha que existir uma interac¸c˜ao humana propositada. Os sensores podem medir a temperatura, a press˜ao, a qualidade da ´agua, entre outras. Com sensores tipo wireless as redes de sensores podem ser rapidamente instaladas, podendo utilizar web services para se integrarem com outros sistemas de informa¸c˜ao. Sensores de in´ercia tˆem sido embutidos em telem´oveis e controladores de jogos, como no caso da Nin- tendo Wii, para permitirem que o utilizador possa interagir com o dispositivo atrav´es do
movimento. Por outro lado, os MEMS9
(Micro-Electro-Mechanical Systems) s˜ao usados, por exemplo, em carros para detectarem colis˜oes e responderem com o disparo de airbags. • Conectividade
Os meios de comunica¸c˜ao s˜ao essenciais para o estabelecimento de interac¸c˜oes e coopera- ¸c˜oes entre entidades distribu´ıdas num espa¸co Ubicomp. Este ´e um elemento que deve dar primazia `as tecnologias wireless, pois estas s˜ao indicadas para os dispositivos port´ateis/- m´oveis. Encontra-se intimamente ligado aos pontos anteriores e tecnologias abordadas na identifica¸c˜ao e localiza¸c˜ao s˜ao tamb´em usadas para conectividade. Na subsec¸c˜ao 3.2, s˜ao apresentadas tecnologias preponderantes nos dias de hoje.
• Interac¸c˜ao Pessoa-M´aquina (HCI) ´
E desej´avel que existam mudan¸cas profundas relativamente `as formas tradicionais de in- terac¸c˜ao entre humanos e computadores (HCI10
). Por um lado, as tecnologias ligadas `a Ubicomp j´a providenciam as funda¸c˜oes t´ecnicas para dispositivos de entrada e sa´ıda avan- ¸cados e para sistemas embutidos de pequena escala. Por outro lado, os objectos f´ısicos devem ter um papel central ao n´ıvel das representa¸c˜oes f´ısicas e dos controlos para a in- forma¸c˜ao digital. Isto ´e reflectido numa nova vaga de investiga¸c˜ao nas HCI em que se procuram formas para ligar os mundos f´ısico e digital [42]. Tem como objectivos a explo- ra¸c˜ao da rela¸c˜ao entre a representa¸c˜ao f´ısica e a informa¸c˜ao digital, e trazer `a discuss˜ao novas formas de interac¸c˜ao que n˜ao s˜ao encontradas nas infra-estruturas existentes. Estas interfaces pessoa-computador s˜ao usualmente referidas como sendo do tipo graspable [43] ou interfaces tang´ıveis [44].
Com os desenvolvimentos na ´area da Ubicomp, torna-se poss´ıvel integrar computa¸c˜ao e comunica¸c˜ao em praticamente todos os tipos de objectos e dispositivos. Deste modo, ´e poss´ıvel encontrar-se num cen´ario quotidiano cada vez mais objectos e dispositivos inteli- gentes que podem interagir entre si ou com os utilizadores. ´E natural que as interfaces para interac¸c˜oes com objectos sejam, geralmente, bem diferentes das encontradas nas rela¸c˜oes com os computadores convencionais [45]. Segundo [46], o crescente desejo pelas interfaces mais naturais torna-se not´orio pelo surgimento de muitas sugest˜oes para interfaces mani- pulativas e h´apticas (e.g., o projecto Mediacup [47]), e pelos paradigmas de interac¸c˜ao que
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http://www.memsnet.org/mems/
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HCI - Do anglo-sax´onico Human Computer Interaction, ´e o campo de investiga¸c˜ao que trata as quest˜oes relacionadas com as interfaces pessoa-m´aquina e os paradigmas de interac¸c˜ao.
tˆem vindo a ser apresentados ao longo da ´ultima d´ecada, tais como em [48], [49] e [50]. • No¸c˜ao do Contexto
Num sistema ub´ıquo, um dos principais objectivos, sen˜ao o mais importante, ´e o de facultar informa¸c˜ao relevante sempre que necess´aria num determinado momento e num dado local. Esta informa¸c˜ao, que deve ser apresentada na forma mais adequada para a ocasi˜ao, poder´a ser considerada ”just in time” se objectos e dispositivos conhecerem a sua localiza¸c˜ao e o ambiente em que se encontram, podendo detectar e reconhecer as pessoas, al´em de automaticamente descobrirem outros dispositivos, recursos e servi¸cos. Os sistemas podem assim adaptar as suas sa´ıdas, aquilo que oferecem, a um conjunto de caracter´ısticas ´unicas. Esta no¸c˜ao de contexto ´e fundamental para a adapta¸c˜ao e personaliza¸c˜ao dos sistemas de informa¸c˜ao ub´ıquos que se pretendam manter discretos at´e que sejam necess´arios, dando-se a´ı pela sua presen¸ca.
Os sistemas ”context-aware”11
auxiliam o processo de filtragem de informa¸c˜ao em vez de terem que ser os utilizadores a procurar aquilo que necessitavam para um dado momento, e de acordo com o cen´ario. Este componente de consciˆencia do contexto ´e fundamental para o conceito de Ubicomp ao permitir que os utilizadores de um sistema n˜ao necessitem de se concentrar na tecnologia utilizada para obten¸c˜ao da informa¸c˜ao, podendo focar com- pletamente a sua aten¸c˜ao na tarefa a realizar. Enquanto esta ´e realizada, a informa¸c˜ao que for relevante e adequada para o contexto dever´a ser automaticamente disponibilizada e de uma forma que seja o menos intrusiva poss´ıvel.