Sistemas Ubicuos 5. Contexto e interacción inteligente Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Contexto e interacción inteligente Gestión del contexto Interfaces adaptables Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Contexto e interacción inteligente Metodologías Herramientas y plataformas Interfaces de usuario Aplicaciones inteligentes Seguridad e integridad Aspectos éticos y sociales Servicios Infraestructuras software Infraestructuras hardware Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

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Contexto Conjunto de parámetros del entorno con sus valores asociados que determinan el comportamiento de una aplicación. Aplicaciones sensibles al contexto. El contexto es algo más que el conjunto de valores leídos por los sensores. El sistema de contexto combina parámetros básicos para elaborar contexto de más alto nivel. Tiene en cuenta la historia pasada. Proporciona persistencia. Adaptabilidad a la falta de información y a la incertidumbre. Se requiere una representación homogénea del contexto. Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Contexto Categorías de un contexto: Contexto físico Sonido, iluminación, temperatura… Contexto del usuario Localización, lengua, conocimiento del entorno, habilidades/incapacidades… Contexto de la infraestructura Recursos, ancho de banda, coste de la comunicación… A veces se añade una cuarta categoría: Contexto temporal Util para especificar condiciones de tiempo real Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Sensibilidad al contexto (context awareness) Entornos y aplicaciones sensibles al contexto (context-aware) El entorno inteligente hace uso del contexto: Para presentar un contexto actualizado al usuario. Para adaptar su comportamiento al contexto  Proactividad Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

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Representación del contexto Creación de contexto Contextos de bajo nivel: sensores Localización y orientación del usuario Obstáculos cercanos Ancho de banda Contextos de alto nivel: requiere clasificación automática y/o razonamiento Identificación mediante imágenes de video P.ej: lectura de un contador analógico Inferencia a partir de un conjunto de parámetros P.ej: determinación de si un teléfono lo lleva el usuario o está sobre una mesa a partir de acelerómetros, iluminación, temperatura… Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Representación del contexto Métodos de representación: Pares (clave, valor) Stick-e notes (etiquetas o post-its) Se asocian notas a mensajes o eventos Lenguajes de marcado (p.ej., XML) Modelado orientado a objetos Modelado lógico (basado en reglas) Ontologías Representación del conocimiento, basado en la definición de un conjunto de conceptos en un dominio dado, y las relaciones entre ellos. Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Gestión del contexto Context provisioning. Cómo el sistema suministra contexto a las aplicaciones distribuidas. Estructura Generadores de contexto Consumidores de contexto Manejadores de contexto (brokers) Esquemas Colas de mensajes Espacios de tuplas Public/Subscribe Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Gestión del contexto Características de los enfoques Desacoplamiento espacial Dónde se consume el contexto no depende de dónde se produce Desacoplamiento temporal Cuándo se consume no depende de cuándo se produce (persistencia) Funcionamiento asíncrono Consumidores y productores de contexto no tienen que sincronizarse para la comunicación Desacoplamiento espacial Desacoplamiento temporal Funcionamiento asíncrono Mensajes No Sólo productores Espacios de tuplas Sí Public-Subscribe Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

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Interacción inteligente Elementos básicos del sistema de interacción: Dispositivos de entrada Dispositivos de salida Diálogo Adaptado a la persona que realiza una tarea en un contexto (menús reducidos optimizados por frecuencia de uso, tareas automatizadas...) Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Interacción inteligente Requisitos de la interacción en sistemas ubicuos Para procesadores móviles Poco consumo Capacidad de cálculo limitada Dispositivos de entrada/salida especiales Que no interfieran en otras tareas Que ocupen la vista, las manos y el oído lo menos posible Interacción inteligente (adaptable) Dependiente del usuario Adecuada a la tarea Sensible al contexto Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Interfaces ubicuas adaptables Se basn en la definición de modelos: Modelo del usuario Parámetros del perfil del usuario Modelo del contexto Se refiere tanto al contexto físico como al de infraestructura A veces, un modelo de tareas Una tarea define el conjunto de transiciones entre dos estados del contexto En cada momento, la interacción se define el función de la tupla: Interacción (usuario, tarea, contexto) Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Interfaces ubicuas adaptables. Modelado de usuario Selección de parámetros relevantes y observables Definición del conjunto de valores de los parámetros Definición de un comportamiento para cada tipo de usuario Estereotipos de usuario Múltiples tipos de usuarios. Adaptación restringida Conjunto de valores de los parámetros que caracterizan a un determinado tipo de usuarios Leyes de inclusión Razonamiento sobre los valores actuales de los parámetros observados en el usuario (motor de inferencia) Asignación de un estereotipo Detección y resolución de contradicciones Adaptación a los cambios en los parámetros Adaptación de la interacción al usuario actual Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Modelado de usuario Ejemplo Aplicación: sistema de información con interfaz hablada para conductores de vehículos alquilados Selección de parámetros relevantes y observables Lengua materna Conocimiento de la ciudad Definición del conjunto de valores de los parámetros Lengua materna: Inglés, francés, castellano,... Conocimiento de la ciudad: nada, poco, regular, bastante, mucho. Definición de un comportamiento adecuado para ese tipo de usuarios Lengua materna: Información en la lengua correspondiente Conocimiento de la ciudad: Descripción de la ruta con mayor o menor detalle Estereotipos de usuario Conjunto de valores de los parámetros que caracterizan a un determinado tipo de usuarios Extranjero turista (inglés/francés, nada/poco) Extranjero residente (inglés/francés, regular/bastante/mucho) Nacional (castellano, nada/poco/regular) Local (castellano, bastante/mucho) Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Estereotipos Extranjero turista Nacional Extranjero residente Local Idioma Ciudad Inglés francés castellano Nada Poco Regular Bastante Mucho Extranjero turista Nacional Extranjero residente Local Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Modelado de usuario Ejemplo Razonamiento sobre lo valores actuales de los parámetros observados en el usuario (Motor de inferencia): dice: “help me” Lengua materna: Inglés Conocimiento de la ciudad: ?. Inferencia: nada Asignación de un estereotipo: Estereotipo: extranjero turista (inglés, nada) Detección y resolución de contradicciones El usuario dice: “busco hotel” Inferencia: Lengua materna:  Castellano (contradice el estereotipo) Adaptación a los cambios en los parámetros Nuevo estereotipo: nacional (castellano, nada) Adaptación de la interacción al usuario actual Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Transiciones entre estereotipos castellano Extranjero turista Nacional  regular  nada castellano poco  poco  mucho Extranjero residente Local castellano Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Interfaces ubicuas adaptables. Modelado de usuario Dos problemas importantes: Adquisición de los valores iniciales de los parámetros: Fase previa a la interacción Cuestionario (molesto, poco fiable) Durante la interacción Asignación estereotipo inicial Detección (posibilidad de errores) Falsa adaptación Parámetros mal interpretados (v.g.: idioma francés para un inglés, conocimiento de la ciudad alto para un extranjero...) Recuperación de un estado válido Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Interfaces ubicuas adaptables. Modelado del contexto Selección de parámetros relevantes y observables ¿Qué información puedo conocer? Definición del conjunto de valores de los parámetros ¿Qué valores puede tomar cada parámetro? Definición de un comportamiento adecuado para cada contexto ¿Cómo se comporta el sistema para cada valor de cada parámetro? Estereotipos de contexto Conjunto de valores de los parámetros que caracterizan a un determinado contexto Leyes de inclusión Razonamiento sobre los valores actuales de los parámetros observados (motor de inferencia) Asignación de un estereotipo Detección y resolución de contradicciones Adaptación a los cambios en los parámetros Adaptación de la interacción al contexto actual Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Modelado del contexto Ejemplo Aplicación: sistema de gestión de comunicaciones personales ubicuas Selección de parámetros relevantes y observables Lugar de acceso Tipo de comunicación Definición del conjunto de valores de los parámetros Casa, oficina, coche, calle Voz, texto, multimedia Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Modelado de contexto Ejemplo Definición de un comportamiento adecuado para cada contexto Casa Oficina Coche Calle Comunicación de voz Comunicación multimedia (banda ancha) GPRS Comunicación de texto GSM-SMS VoIP GSM E-mail personal E-mail empresa No accesible Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Interfaces ubicuas adaptables. Modelado de tareas Selección del conjunto de tareas que el usuario puede realizar Tabla de características de tareas por usuario y contexto Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Interfaces de usuario universales El dispositivo personal del usuario como mando remoto de acceso universal La interfaz de usuario es un servicio más El dispositivo descubre una interfaz adecuada para el acceso a un servicio La interfaz puede adaptarse al usuario y al contexto P.ej.: idioma, modo (gráfica o voz), etc Se requieren estándares Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

Universal Remote Console URC pretende ser un estándar de especificación de interfaces de usuario: Los fabricantes de dispositivos y servicios (televisores, electrodomésticos, etc) especifican las interfaces de operación de acuerdo al estándar (User Interface Socket) Se desarrollan interfaces de usuario para esos productos Puede ser una tercera parte Los dispositivos de usuario incluyen o descargan las interfaces Simulación en: http://myurc.org/tools/UrcSimEnv/bin/applets/index.html Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores