Computação Sensível ao Contexto

Computação Sensível ao Contexto

Percepção de Contexto em Ambientes Domiciliares Modelagem de Contexto

Modelagem de Contexto + Modelagem de Usuário

Sumário

●

O que já foi dito ...

●

Percepção de Contexto em Ambientes Domiciliares

Modelagem de Contexto

●

Modelagem de Contexto + Modelagem de Usuário

Considerações Finais

O que já foi dito ....

Referência:

● G. Chen, D. Kotz: A Survey of context-Aware Mobile Computing

Research, Darmouth CS Technical Report TR2000-381. 2000.

● Apresentações das disciplinas de Computação Móvel:

– www.ime.usp.br/~gold/cursos/2004/movel/ – www-di.inf.puc-rio.br/~endler/courses/Mobile/

Introdução

● Aplicações cientes da mobilidade/contexto:

– Podem se adaptar automaticamente a mudanças no ambiente e às necessidades correntes do usuário sem exigir a sua atenção.

– _{Podem explorar características do ambiente tais como a} posição do usuário, pessoas próximas, hora do dia,

níveis de ruído, etc. para fornecer serviços e informações adequadas ao contexto.

Definições de Contexto

● Schilit (e outros) identificaram 4 categorias: contexto

computacional, do usuário, físico e de tempo.

● Chen/Kotz definem contexto em função de seu efeito

sobre uma aplicação: contexto ativo (determina por completo o comportamento da aplicação) e passivo.

Context-aware Computing

● Schilit definiu 4 categorias de computação consciente do contexto

(CCC):

– _{Seleção baseada em proximidade;} – _{Reconfiguração automática;}

– _{Informação e comandos contextuais, e;} – _{Ações disparadas por trocas de contexto.}

● Chen/Kotz definem:

– _{CCC Ativa: aplicação que adapta o seu comportamento}

automaticamente ao contexto percebido.

– _{CCC Passiva: aplicação que mostra ao usuário informação de}

Arquitetura em Camadas

Física Lógica Contexto Aplicação

Sensores captam sinais puros

Modelagem da camada física em software Fusão/Interpretação de dados de sensores Definição de contextos complexos

Definição do contexto apropriado para a aplicação

Problemas em aberto ...

● Privacidade

– _{Usuário precisa disponibilizar sua informação de} contexto ....

● Precisão e atualidade

– Se o processamento de contexto é muito demorado ou impreciso, então é de pouco valor para a maioria das aplicações (Em que camada está o problema ?)

● Autenticidade

– Como garantir que a informação de contexto de um usuário é autêntica (não foi manipulada por ele ou outros) ?

Percepção de Contexto em

Ambientes Domiciliares

Referência:

● S.Meyer, A.Rakotonirainy: A Survey of Research on

Context-Aware Homes. Proceedings of the Australasian

Information Security workshop conference on ACSW frontiers 2003. p 159-168. 2003

Computação Ubíqua + Aplicações com

Percepção de Contexto

● Objetivo: Fazer com que a tecnologia interaja com os

ocupantes do ambiente através de um caminho natural até se tornar implícita.

● São vários os exemplos em ambientes onde a meta é

produzir.

● São poucos os que levam em consideração a aplicação

desta tecnologia em ambientes menos formais (residências).

Cenários (1/2)

● São vários os cenários futuristas ....

– _{Telefones que tocam apenas no quarto onde a pessoa que}

deve receber o telefonema esta.

– _{Móveis, quadros e músicas ambientes que mudam}

automaticamente levando em consideração a pessoa que está nesta parte da casa.

– _{Espaços interativos são criados para crianças onde}

imagens, músicas, luzes e sons são usados para

Cenários (2/2)

● Os cenários são caracterizados pela existência de

tecnologia e computação que:

– _{Tem conhecimento sobre o seu próprio estado e sobre}

aspectos relacionados;

– _{Tem conhecimento das intensões dos usuários, tarefas,}

entre outras atividades;

– _{Podem automaticamente adaptar seu comportamento a}

Características ... e porquê são

diferentes ?

● Desenvolver aplicações sensíveis ao contexto para

pessoas em suas casas cria desafios adicionais.

● Em contraste às tarefas orientadas à metas

desenvolvidas em escritórios, pessoas em casa

decidem livremente organizar o seu espaço e tempo, que atividades realizar, quando, onde e como.

Mais Características...

●

Usabilidade

Baixo custo

●

Nenhuma necessidade de administração

Proteção da privacidade

Arquitetura para aplicações domiciliares

[MEY2003]

Instrumentos (Sensores e Atuadores)

●

Requisitos para os instrumentos: não devem ser

percebidos

●

Exemplos de sensores e formas de localização de

sensores: projeto de visão computacional do MIT +

Microsoft: EasyLiving Project

●

Escolha dos sensores levando-se em consideração a

Middlewares e Arcabouços

● Camada de abstração do hardware ● Administração do Contexto

● Administração da Privacidade

– A partir do sensores

Experiência dos Usuários

● Requisitos para mapeamento do grau de experiência do

usuário

● Mapeamento das habilidades, necessidades, atividades e

interesses do usuário

Modelagem de Contexto

● _{T. Strang, C. Linnhoff-Popien: A Context Modeling Survey. First International}

Workshop on Advanced Context Modelling, Reasoning And Management. UbiComp

2004. September 7, 2004. Disponível em:

http://pace.dstc.edu.au/ContextWorkshop2004Program.html

● _{K. Henricksen, et all. Modeling Context Information in Pervasive Computing System.}

Proc. of the First International Conference on Pervasive Computing, Pervasive'2002,

Zurich, August 2002, F. Mattern, M. Naghsineh (eds). Lecture Notes in Computer

Importância

● Em um cenário com aplicações que necessitam perceber

o contexto é importante que as mesmas possam capturar, modelar, manter e recuperar informações sobre a localização de objetos.

● Objetivo: Desenvolver modelos de contexto uniformes

com o objetivo de facilitar a representação, busca, troca e interoperabilidade de informação entre aplicações

Modelagem de

Informação de Contexto(1/2)

● Um elemento central de toda plataforma.

● Define tipos, nomes, propriedades e atributos de todas

as entidades que são relevantes para a aplicação: – Pessoas, dispositivos móveis, locais geográficos,

Modelagem de

Informação de Contexto(2/2)

● O grau de refinamento & precisão do modelo determina a

“ percepção do ambiente” pela aplicação

Técnicas

● T_{uplas objeto-valor}

● Marckup Scheme Models ● Modelos Gráficos

● Modelos Orientados a Objetos ● Modelos Baseados em Lógica

Marckup Scheme Models

Composite Capabilities / Preferences Profiles (CC/PP) User Agent Profile (UAProf)

Comprehensive Structure Context Profiles (CSCP) Pervasive Profile Description Language (PPDL)

São diversos os profiles definidos.

Modelos Gráficos (Contextual

Extended ORM)

Modelos Orientados a Objetos

●

Vantagens: reutilização e encapsulamento

Modelos Baseados em Lógica

●

Fornece capacidade dedutiva.

●

Formalizing Context

●

Multicontext Systems (modelagem e raciocínio)

Extended Situation Theory

Modelos baseados em

Ontologias

●

Ontologia: uma ferramenta para especificar

conceitos e relacionamentos.

●

Aspect-Scale-ContextInformation (ASC)

Atributos para avaliação das

técnicas (1/3)

● Composição distribuída (dc): A composição e administração

dos modelos de contexto são extremamente dinâmicas em termos do tempo, topologia da rede e recursos.

● Validação parcial (pv): Capacidade para validar conhecimento

parcial. Em determinados momentos, devido a composição distribuída, não é possível validar todo o conhecimento de contexto.

Atributos para avaliação das

técnicas (2/3)

● Qualidade da informação (qua): A qualidade da informação

muda de acordo com o sensor utilizado, entre outros fatores. Os métodos devem suportar o tratamento de informação com destintos níveis de qualidade.

● Incompleteza e ambiqüidade (inc): O método deve ser capaz

Atributos para avaliação das

técnicas (3/3)

● Nível de formalidade (for): Modelos com sintaxe e semânticas

bem definidas.

● Aplicabilidade em ambientes já existentes (app): utilizar tais

modelos em aplicações já existentes. Por exemplo: Web

Um exemplo mais concreto...

(1/3)

Um exemplo mais concreto...

(2/3)

Um exemplo mais concreto...

(3/3)

Um exemplo de computação

pervasiva na sua casa ...

CoBrA Context Broker Architecture

Computação Pervasiva na sua

casa ....

●

Percepção de contexto em ambientes

domiciliares.

●

Modelo de informação de contexto da residência:

consegue localizar objetos e pessoas.

Modelagem de Contexto +

Modelagem de Usuário

Referência:

●

A. Jameson. A Special Issue on User Modeling in

Ubiquitous Computing. Obtido em

Modelagem do Usuário

● Sistemas precisam conhecer os seus usuários para tratá-los como

usuários de primeira classe !

● Exemplos: sistemas de recomendação, sistemas de busca, interfaces

adaptativas ...

● Existem técnicas e modelos para adquirir, modelar, alterar os

modelos dos usuários.

● Como podemos construir sistemas sensíveis ao contexto e aos

Desafios

● _{M étodos de modelagem: o que os métodos de modelagem de usuário e de}

contexto em comum em termos de:

– _{Formas de aquisição, e;}

– _{Técnicas para representação e inferência.}

● _{Que métodos, ou combinação de métodos, são melhor aplicados na}

modelagem de usuário e contexto?

● _{Questões práticas: que restrições vindas dos dispositivos móveis}

impactam no desenvolvimento dos métodos para modelagem de usuário

Exemplos: INTRIGUE

Aquisição e

modelagem dos interesses de

Considerações Finais

Instrumentos não identificáveis pelo usuário Modelagem do usuário e do grupo (casa)

Manutenção da privacidade dos dados do usuário

Métodos de modelagem de contexto que permitem realizar inferências sobre o contexto e possuem