UESPI OPALA Seres Humanos como Sensores em Ambientes de Computação Ubíqua PhD José Bringel Filho Coordenador de Equipe (OPALA) [email protected]‐evry.fr OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos Paradigmas da Computação •  1° Paradigma –  Um computador -‐> vários usuários –  Mainframes •  2° Paradigma –  Um computador -‐> um usuário –  Computadores Pessoais •  3° Paradigma –  Vários computadores -‐> um usuário –  Computação Ubíqua OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 2 Ambiente Ubíquo (UbiComp) Câmera Leitor RFID Wiﬁ AP Temperatura Luminosidade OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos GPS, RFID, wiﬁ, etc ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 3 Ambiente Ubíquo (UbiComp) Camera Leitor RFID Wiﬁ AP Sensores de Ambiente Sensores Pessoais Temperatura Luminosidade OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos Fontes Heterogêneas (context + quality) GPS, RFID, wiﬁ, etc ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 4 Qual é o problema? Informação de contexto é u\lizada dinamicamente para a adaptar serviços em Sistema Ubíquos OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 5 Computação Ubíqua •  Era da tecnologia “calma” (calm technology) –  Integração tranquila e até impercepbvel •  Computação invisível “A computação passa a ser subjacente às nossas vidas. Os computadores passam a ser tão naturais, tão sob medida e tão embu\dos em todos os locais, que eles se tornam pra\camente invisíveis, isto é, nós os u\lizamos quase sem pensar” OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos Mark Weiser 6 Computação Ubíqua •  Filosoﬁa criada na XEROX PARC –  Palo Alto Reserch Center •  Termo cunhado por Mark Weiser (1988) –  Profundas tecnologias são aquelas que desaparecem” –  Pervasive Compu;ng: A Paradigm for the 21st Century (1991) –  Predominância de disposiMvos de computação •  Mudanças no modo que interagimos com computadores –  Cada pessoa no mundo -‐> muitos computadores –  Previu que computadores “desapareceriam” •  Computação tornar-‐se-‐á embu\da OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 7 Computação Ubíqua OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 8 Computação Ubíqua •  Invisibilidade de certos disposiMvos é apropriada –  Sistemas de computadores embarcados em carros, sensores em roupas, etc. •  Não é verdade para todos os disposiMvos –  Smartphones, sensores de ambiente, etc. •  Mudança na relação homem – máquina –  O papel do homem passa a ser mais passivo –  Computador deixa de ser o foco das atenções OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 9 Principais CaracterísMcas •  Onipresença •  Adaptação •  Sensibilidade ao contexto –  Foco desta palestra OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 10 O que é contexto??? OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 11 ????? Como podemos inferir efeMvamente caracterís\cas da situação e u\liza-‐las de forma combinada a tecnologia? OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 12 DeﬁniMon of Context •  “Context is any informa\on that can be used to characterize the situa\on of an en\ty. An en\ty is a person, place, or object that is considered relevant to the interac\on between a user and an applica\on, including the USER and the applica\on themselves.” [Dey and Abowd, 2000] OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos 13 Context Toolkit [Salber et al, 1999] OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 14 Como obter informações de contexto? •  Classiﬁcação de Sensores •  Quanto ao \po –  Primários •  Iden\dade, localização, a\vidade e tempo –  Secundários •  Indexados pela informação primária –  Iden\dade »  E-‐mail, endereço, telefone, etc –  Localização »  Condições climá\cas, temperatura, etc OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 15 Como obter informações de contexto? •  Quanto ao método de captura –  Físicos (externos): Hardware •  Contexto capturado por componente de hardware –  ECG, temperatura, pressão, etc. –  Lógicos (internos): Souware •  Ob\do por meio da interação do usuário –  A\vidade, estado emocional, etc. OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 16 Como obter informações de contexto? •  Quanto ao método de captura –  Físicos (externos): Hardware •  Contexto capturado por componente de hardware –  ECG, temperatura, pressão, etc. –  Lógicos (internos): Souware •  Ob\do por meio da interação do usuário –  A\vidade, estado emocional, etc. Ser Humano como Sensor – Human Being as Sensor (HBS) [Bringel, 2012] OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 17 Human Being as Sensor (HBS) •  Ser Humano é o centro do sistema –  Portanto, também deve ser o principal “sensor” •  Ser Humano possui 5 poderosos sen\dos –  O poder da percepção humana em relação ao meio externo é ilimitado •  Uso ilimitado da combinação de tais sen\dos, inferindo situações inimagináveis •  Inteligência Humana é superior a IA •  Ser Humano deve ter controle sobre a divulgação de contexto –  Respeito a privacidade OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 18 Human Being as Sensor (HBS) “Qualquer informação que caracteriza a situação, percebida e originada por ações de seres humanos, que é considerada relevante para adaptar serviços em sistemas ubíquos” [Bringel, 2012] OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 19 Human Being as Sensor (HBS) •  Exemplos de HBS –  O que acho? •  Opinião –  O que faço? •  A\vidade –  Em que situação estou? •  Na estrada, no transito, etc –  O que sinto? •  Emoção, Sintoma –  O que vejo? •  Fato, ocorrência –  ... OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 20 Principal uso de HBS •  Construção de contextos colabora\vos (collabora;ve context) –  Inferência de situações colabora\vas •  Validador de situações –  Aumentar a conﬁabilidade de uma informação •  Análise de comportamento •  etc OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 21 Processamento de HBS •  Necessário “ﬁltrar/minerar” informações de HBS –  Métodos computacionais •  Inferência, derivação, analise de frequência, semân\ca, correlação, relevância, etc. •  Em suma: IA OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 22 Construção de contextos colaboraMvos •  Informações ob\das de HBS são agregadas a ﬁm de inferir uma situação comum –  Detecção de engarrafamentos •  ”Clusterização” de localizações –  Informar usuários da proximidade de engarrafamento –  Mapear comportamento de locomoção de usuários •  Iden\ﬁcar zonas de superposição/concentração de rotas diárias –  Criar estratégias de evacuação de regiões inundadas »  Projeto Francês: Equipe STEAMER (Grenoble) OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 23 Opinião •  A context-‐aware framework for health care governance decision-‐making systems: A model based on the Brazilian Digital TV [Bringel et al. 2010] OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 24 Analise – Suporte a Governança •  Potencial da abrangência da TV digital •  Governança par\cipa\va –  Capacidade de coletar informações diretamente nas casas das famílias assis\das OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 25 Opinião: Monitoramento de Casos de Dengue •  “Onde há fumaça também há fogo” • 
hyp://www.observatorio.inweb.org.br/ •  Alta correlação entre: –  volume de registros de mensagens sobre dengue nas redes sociais –  ocorrência de surtos e focos nos locais de origem das informações –  85% de precisão OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 26 Análise – Monitoramento da Dengue •  Sensor Humano –  Posts em redes sociais •  Provedor de contexto –  Redes Sociais •  Inferência do contexto –  Robôs de busca + web semân\ca •  Palavras chaves –  Dengue, mosquito, Aedes aegyp\ –  Sintomas: dor, manchas, febre e outros rela\vos à doença OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 27 Visão: Internet Eyes •  Internet Eyes –  Solução comercial de monitoramento de ambientes via Câmera -‐> Internet •  Redução de crimes (pequenos roubos) –  Permite que empresas sejam monitoradas 24/7 •  A um custo bem reduzido –  75 pounds (R$ 245,25) mensais •  Supermercados, shopping centers, postos, etc –  hyp://interneteyes.co.uk/ OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 28 Visão: Internet Eyes OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 29 Visão: Monitoramento de Queimadas/Desmatamentos OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 30 Qual é o problema? Informação de contexto ob\das de provedores HBS são u\lizadas dinamicamente para a tomada de decisões em Sistema Ubíquos OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 31 Qual é o problema? É precisa e correta? Informação de contexto ob\das de provedores HBS são u\lizadas dinamicamente para a tomada de decisões em Sistema Ubíquos OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 32 Qual é o problema? É precisa e correta? É conﬁável? Informação de contexto ob\das de provedores HBS são u\lizadas dinamicamente para a tomada de decisões em Sistema Ubíquos OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 33 Qual é o problema? É precisa e correta? É conﬁável? É u\lizada respeitando a privacidade dos envolvidos? Informação de contexto ob\das de provedores HBS são u\lizadas dinamicamente para a tomada de decisões em Sistema Ubíquos OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 34 Qual é o problema? É precisa e correta? É conﬁável? É u\lizada respeitando a privacidade dos envolvidos? Informação de contexto ob\das de provedores HBS são u\lizadas dinamicamente para a tomada de decisões em Sistema Ubíquos Qual é a Qualidade desta Informação Contextual (QoC)? OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 35 Qual é o problema? Context-Aware Decision-Making Support
K = knowledge
K + context →
Decision_rule(s) → Decision(s)
Qual é a qualidade da informação de contexto (Quality of Context – QoC)?
OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 36 Qual é o problema? Context-Aware Decision-Making Support
Qual é a probabilidade de que esta
decisão está correta (correcteness)?
K = knowledge
K + context →
Decision_rule(s) → Decision(s)
Qual é a qualidade da informação de contexto (Quality of Context – QoC)?
OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 37 Context Management Framework (CxtMF) Captura de informações contextuais e QoC a par\r de sensores registrados OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 38 Context Management Framework (CxtMF) Coleta de informações de contexto e de QoC a par\r de CP registrados OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 39 Context Management Framework (CxtMF) Inferir/derivar informação de contexto de alto nível a par\r de dados de sensores OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 40 Context Management Framework (CxtMF) Inferir/derivar informação de contexto de alto nível a par\r de dados de sensores OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos Deriva@on RFID address → user.loca\on.indoor (Biblio, 1°And., Sala 1) GPS coordinates → user.loca\on.outdoor (Brasil, Teresina, Pirajá, Rua João Cabral, s/nº) ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 41 Context Management Framework (CxtMF) Inferir/derivar informação de contexto de alto nível a par\r de dados de sensores OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos Inference Bluetooth address + Social Network (FOAF) → user.nearbyPerson {(Misael, Amigo), (Bringel, Orientador)} ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 42 Context Management Framework (CxtMF) Proteger informação contextual OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 43 Context Management Framework (CxtMF) Proteger informação contextual Example User = Natan IF (user.loca\on.indoor.building = Biblio) THEN DISCLOSE (user.loca\on.indoor.building, user.ID) TO everyone OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 44 Context Management Framework (CxtMF) Avaliar indicadores de QoC QoCEC (QoC Evalua@ng Components) Access-security (AS), completeness (C),
precision (P), sensitiveness (S), up-todateness (UD), resolution (R), probability of
correctness (PC), etc
OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 45 Alguns Projetos de P & D -‐ OPALA •  De olho na cidade –  Manter um mapa construído de forma par\cipa\va dos problemas da cidade •  Opinião/denuncia sobre problemas observados por cidadãos •  Validação de dados de HBS •  BusMe –  Permi\r a descoberta de ônibus baseado na localização •  Passageiros compar\lham a localização, caso ônibus não seja equipado com GPS •  Validação da localização por outros usuários OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 46 Desaﬁos do uso de HBAS •  Opiniões/percepções de seres humanos são imprecisas e sujeitas a erros •  Não “funcionamos” 24/7 •  Somos conﬁáveis de acordo com a situação •  Não somos sempre obje\vos/especíﬁcos •  Somos movidos a “interesses” –  Sem vantagens não aderimos facilmente a tais tecnologias OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 47 Referências •  Filho, José Bringel, Agoulmine, Nazim (2012). Evalua\on of Quality of Context Informa\on in U-‐Health Smart Homes. In Telemedicine and E-‐Health Services, Policies, and Applica\ons: Advancements and Developments, ed. Joel J. P. C. Rodrigues, Isabel de la Torre Díez and Beatriz Sainz de Abajo, 179-‐215 (2012) •  Filho, José Bringel, Agoulmine, Nazim (2011). A Quality-‐Aware Approach for Resolving Context Conﬂicts in Context-‐Aware Systems. In Los Alamitos: IEEE Computer Society (Ed.), EUC 2011 (pp. 229-‐236) •  Filho, José Bringel, Agoulmine, Nazim (2011). A quality-‐aware approach for selec\ng context informa\on from redundant context sources. In Los Alamitos: IEEE Computer Society (Ed.), LANOMS 2011, (pp. 1-‐8) •  Filho, José Bringel; MIRON, A. D. ; SATOH, I. ; GENSEL, J. ; MARTIN, Hervé (2010). Modeling and Measuring Quality of Context Informa\on in Pervasive Environments. In: 24th IEEE Interna\onal Conference on Advanced Informa\on Networking and Applica\ons, 2010, Perth, Australia. AINA 2010. Los Alamitos, CA: ACM, 2010. v. 24. p. 690-‐697. OPALA -‐ Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 – Encontro Uniﬁcado de Computação em Parnaíba 48 Perguntas? [email protected]‐evry.fr www.uespi.br/pesquisa/opala