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Computação Ubíqua/Pervasiva
Universidade Federal do Rio Grande do Sul Programação Distribuída e Paralela Aura Computação Ubíqua/Pervasiva Valter Rehn
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Computação Pervasiva Dispositivos devem ser portais em um espaço de aplicação e dados Uma aplicação é um meio pelo qual um usuário realiza uma tarefa Ambiente computacional é o espaço físico com informações avançadas Recurso mais precioso: atenção do usuário
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Características O foco do usuário está na atividade, não no computador
Dispositivos devem estar espalhados pelo ambiente Tarefas duram dias, envolvem muitos dispositivos, pessoas, lugares Necessidades de tarefas se alternarem todo o tempo Recursos degradam frequentemente
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Desafios Invisibilidade: Como tornar o ambiente computacional de fato ubíquo, requerendo a menor intervenção humana possível? Consciência de Contexto: Como gerenciar de forma pró-ativa localização e mobilidade? Como implementar a percepção? Gerência de Contexto do Usuário: como monitorar e interpretar no contexto que é importante para o usuário? Como modelar informações que determinam as preferências e intenção do usuário?
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Desafios Escalabilidade: Como gerenciar a proliferação de usuários, aplicações, dispositivos de redes e suas interações distribuídos em larga escala? Heterogeneidade: Como lidar com as diferenças de infraestrutura, de rede e de aplicações usualmente desenvolvidas para dispositivos e sistemas específicos? Integração: Como integrar os vários componentes já existentes nos diversos ambientes? Como tratar com as diversas implicações envolvidas, tais como: confiabilidade, qualidade de serviço e segurança?
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Pesquisas necessárias
Task-driven Computing Capture of high-level user intent Suppression of low-level details from user Intelligent suspend/resume Seamless transitions to alternative platforms and applications Proactive interactions with user Energy-aware Adaptation Dynamic change of application fidelity for reduced energy use Battery life extension to user-specified goal Tools for mapping energy use to software structure Graceful integration with hardware-level power management Energy locality Intelligent Networking Rich API for expressive QoS specifications Bidirectional notification capability Proactive application and user notification Decentralized coordination of corrective actions Network weather service Resource Opportunism Ability to “live off the land” Discovery of compute servers and data staging servers Anticipatory data staging to reduce entry latency Adaptive policies for local vs. remote execution Speech Recognition, Language Translation, Augmented Reality Footprint reduction for mobile hardware Multi-fidelity techniques for reduced resource usage Offloading on compute servers
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Pesquisas necessárias
Multimodal User Interfaces Hands-free operation Distraction minimization Speech-driven interfaces Gesture recognition Eye-tracking Nomadic Data Access Disconnected operation Bandwidth adaptive, weakly-connected operation Transparent switching of overlay networks Conflict detection and resolution Robustness, reliability, rapid failover Wearable computers Rapid prototyping Design for wearability User-centric design User Interface Adaptability Multimodal input-output Dynamic switching of modality Platform-specific considerations Small-screen display techniques Data and Network Adaptability API for application-aware adaptation Tolerance windows and asynchronous notification Low-overhead resource monitoring Transcoding for fidelity changes Network QoS Software Composition Typed object managers Dynamic discovery of modules
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Pesquisas necessárias
Proxies/Agents Proactive notification and triggers Mobile code Java Collaboration Virtual whiteboards Intelligent workspaces Wireless networking WaveLAN Bluetooth InfraRed Overlay networking Security and privacy Caching trust rather than content Establishing trust in surrogates Selective control of location information User/Virtual Space Interaction Interaction techniques for mobile users Suite of interfaces with the Virtual Information Space (VIS) Output modes for differentiating information Context sensitive computing Integrated system enabling users to run through sample scenarios that demonstrate our interaction concepts Evaluation Metrics and Methodologies Measures of user distraction Benchmark problems for system adaptation
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Aura Protótipo de Ambiente Integrado para desenvolvimento da pesquisa em computação ubíqua. Plataforma para execução de tarefas em ambientes variados.
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Aura - Arquitetura
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Arquitetura Suppliers: Cada um dos serviços abstratos dos quais as tarefas são compostas. Na prática, APIs de encapsulamento para aplicações. Controlam as aplicações e informam ao EM da capacidade e disponibilidade de cada uma.
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Arquitetura Environment Manager: Gerencia a disponibilidade de Suppliers, faz a comunicação com outras instalações Aura, Escolhe qual é o Supplier mais apropriado para atender a tarefa do usuário.
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Arquitetura Task Manager (Prism): Gerencia as tarefas do usuário. Recebe a interação direta do usuário quando não houver automação. Usuário vai para outro ambiente. Mudanças no ambiente (QoS). Troca de tarefas. Mudanças de contexto (ex: privacidade).
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Arquitetura Context Observer: Estruturas opcionais de automação do ambiente, informam o Prism e o EM de eventos no ambiente real. (Wireless APs, Leitores RFID, Leitores Cartões/Crachás, Leitores Biométricos, Catracas Ponto, etc).
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Arquitetura / Exemplo
