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UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 1 Sistemas Ubicuos 1. Introducción.

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1 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 1 Sistemas Ubicuos 1. Introducción

2 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 2 La buena tecnología es indistinguible de la magia Arthur C. Clarke

3 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 3 Introducción a los sistemas ubicuos 1.Evolución histórica 2.Motivación: la visión de Weiser 3.Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental 4.Características de los sistemas ubicuos 5.Aspectos a estudiar

4 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 4 Introducción a los sistemas ubicuos 1.Evolución histórica 2.Motivación: la visión de Weiser 3.Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental 4.Características de los sistemas ubicuos 5.Aspectos a estudiar

5 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 5 Evolución histórica: de las redes a los sistemas ubicuos Tipo de sistemaComponentesSoporte de red 1970 Sistemas en red Mainframes, minis Cableada, propietaria 1980 Sistemas distribuidos Estaciones de trabajo, PCs Cableada, estándar 1990 Sistemas móviles PCs portátiles Cableada o inalámbrica 2000 Sistemas ubicuos PDAs, teléfonos, tarjetas, electrodomést.,... Inalámbrica, infraestructura común (red eléctrica) 1 computador : N personas 1 computador : 1 persona N computadores : 1 persona

6 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 6 Sistema distribuido = Sistema en red + Transparencia de nombres Transparencia en la ubicación Alta disponibilidad y tolerancia a fallos Consistencia

7 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 7 Sistema móvil = Sistema distribuido + Direcciones de red dinámicas (Mobile IP) Funcionamiento en desconexión Interoperación espontánea Movilidad de datos y aplicaciones

8 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 8 Introducción a los sistemas ubicuos 1.Evolución histórica 2.Motivación: la visión de Weiser 3.Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental 4.Características de los sistemas ubicuos 5.Aspectos a estudiar

9 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 9 The most profound technologies are those that disappear Mark Weiser The Computer for the 21st Century 1991

10 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 10 La escritura ha necesitado miles de años para llegar a ser una tecnología ubicua.

11 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 11 Such a disappearence is a fundamental consequence not of technology, but of human psicology Mark Weiser The Computer for the 21st Century 1991

12 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 12 El entorno ubicuo Físico, no virtual –El territorio de trabajo del usuario Opuesto a la noción de realidad virtual –Un entorno virtual es un mapa, no un territorio

13 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 13 Componentes del entorno ubicuo Dos aspectos fundamentales (Weiser) Localización –El elemento de cómputo sabe dónde está ubicado Escala –Un tamaño para cada tarea: tabs, pads, boards

14 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 14 El territorio del usuario Metáfora del escritorio El escritorio de un sistema windows: ¿17 para una buena metáfora del escritorio? tabs pads boards Agenda, calculadora, post-its, lápiz, teléfono... Libro, cuaderno... Pizarra, tablón...

15 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 15 El territorio del usuario Metáfora del escritorio (cont) tabs pads boards Pequeños, baratos y ubicuos: privados y transportables No se transportan: se usan y se abandonan (como una hoja de papel) Grandes, fijos y públicos

16 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 16 A device can be a portal into an application/data space, not just a repository of custom software a user must manage. An application is a means by which a user performs a task, not software written to exploit a device's capabilities. And a computing environment is an information-enhanced physical space, not a virtual environment that exists to store and run software. G. Banavar et al, Challenges: an application model for pervasive computing, 2000 Un sistema de ficheros X Un disco duro (C:) Google Desktop Search X Windows Explorer ? X El escritorio de mi PC

17 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 17 There is more information available at our fingertips during a walk in the woods than in any computer system, yet people find a walk among trees relaxing and computers frustrating. Machines that fit the human environment instead of forcing humans to enter theirs will make using a computer as refreshing as taking a walk in the woods. M. Weiser The Computer for the 21st Century, 1991

18 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 18 Introducción a los sistemas ubicuos 1.Evolución histórica 2.Motivación: la visión de Weiser 3.Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental 4.Características de los sistemas ubicuos 5.Aspectos a estudiar

19 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 19 Aplicaciones Entornos inteligentes: –Domótica –Salud y tercera edad –Entornos industriales –Educación –Tráfico Sistemas empotrados: –Automoción –Equipos industriales –Electrodomésticos –Robótica Redes ad-hoc –Redes de sensores –MANET –VANET

20 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 20 Ejemplos Algunos entornos inteligentes –Aura –Gaia –PlanB –AmIChair Escenarios ISTAG para AmI (año 2010) –Maria: Road Warrior –Dimitrios: Digital Me –Carmen: Traffic, sustainability & commerce –Ambient for social learning

21 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 21 Inteligencia Ambiental (AmI) Concepto acuñado en el entorno de la UE No muy bien definido Interdisciplinar Las aplicaciones AmI se describen mediante escenarios, situaciones noveladas donde los protagonistas se mueven en un entorno inteligente (p.e., escenarios ISTAG)

22 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 22 Inteligencia Ambiental (AmI) Retos En un entorno ubicuo, el volumen y la complejidad hacen que la información sea inmanejable por el usuario. El reto es representar el sentido común humano. AmI implica no sólo interacción, sino también percepción (sensibilidad al contexto). El humano sale del bucle de la interacción. El sistema (empotrado) del entorno inteligente toma la iniciativa (proactividad).

23 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 23 Inteligencia Ambiental (AmI) Una definición tentativa: –Capacidad de un entorno físico, integrado por elementos capaces de interaccionar entre ellos y con los habitantes del entorno, de proporcionar un comportamiento que se puede calificar de inteligente. –A estos entornos también se les denomina entornos inteligentes.

24 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 24 Introducción a los sistemas ubicuos 1.Evolución histórica 2.Motivación: la visión de Weiser 3.Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental 4.Características de los sistemas ubicuos 5.Aspectos a estudiar

25 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 25 Sistema ubicuo = Sistema móvil + Integración física Desaparición mental Sensibilidad al contexto Adaptabilidad a las condiciones del entorno Integración sin costuras Interacción transparente (proactividad)

26 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 26 Sistema ubicuo = Sistema móvil + Smart spaces Invisibility Localized Scalability Uneven conditioning Satyanarayanan, 2001

27 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 27 Integración física (Kindberg, 2002) Entornos con mobiliario inteligente, provisto de sensores y capacidad de proceso y comunicación. Ejemplo:

28 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 28 Integración sin costuras Los servicios pueden estar proporcionados por soportes heterogéneos, y el sistema puede commutar de uno a otro soporte dependiendo de su disponibilidad, QoS, coste, etc. El cambio de soporte debe hacerse de forma transparente a la aplicación y al usuario. Ejemplo: En una comunicación entre dispositivos móviles, el sistema podría decidir commutar de red de telefonía móvil a telefonía IP si en un momento dado detecta recursos para ello (conexión WiFi a proveedor de Internet).

29 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 29 Sensibilidad al contexto El sistema percibe los parámetros del entorno: –Localización y orientación –Parámetros físicos –Recursos disponibles en el entorno –Presencia de otras personas –Parámetros fisiológicos del usuario –Estado psicológico del usuario –Historial reciente –... y se configura de acuerdo a ellos: –Volumen de los altavoces –Luminosidad de la estancia –Temperatura ambiente –Modo de interacción (multimodalidad) –... Ejemplo: Es de noche, el usuario nunca hace ni recibe llamadas a esas horas... El teléfono móvil detecta que la batería está agotándose. Debería apagarse sin avisar acústicamente. ¿por qué esto no ocurre así ya mismo?

30 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 30 Proactividad El sistema se anticipa al usuario en su interacción con el entorno Proactividad vs transparencia –Proactividad escasa: se requiere interacción explícita del usuario, como en los sistemas tradicionales. –Proactividad excesiva o inadecuada: el usuario puede verse confundido por acciones que no espera.

31 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 31 Introducción a los sistemas ubicuos 1.Evolución histórica 2.Motivación: la visión de Weiser 3.Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental 4.Características de los sistemas ubicuos 5.Aspectos a estudiar

32 UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 32 Aspectos a estudiar en los sistemas ubicuos Interfaces de usuario Tecnologías de red y dispositivos Infraestructuras Aplicaciones inteligentes Arquitecturas Seguridad e integridad Aspectos éticos y sociales Herramientas y plataformas Metodologías Inteligencia Ambiental (AmI)


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