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

Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia SailaDepartamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 1

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Sistemas Ubicuos

1. Introducción


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La buena tecnología es indistinguible de la magia

Arthur C. Clarke


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Introducción a los sistemas ubicuos

1. Evolución histórica2. Motivación: la visión de Weiser3. Aplicaciones de los sistemas ubicuos:

Inteligencia Ambiental4. Características de los sistemas ubicuos5. Aspectos a estudiar


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Evolución histórica:de las redes a los sistemas ubicuos

Tipo de sistema Componentes Soporte de red

1970

Sistemas en redMainframes,

minis Cableada, propietaria

1980Sistemas

distribuidosEstaciones de trabajo, PCs

Cableada, estándar

1990Sistemas móviles

PCs portátilesCableada o inalámbrica

2000Sistemas ubicuos

PDAs, teléfonos, tarjetas,

electrodomést., ...

Inalámbrica, infraestructura

común (red eléctrica)

1 computador : N personas

1 computador : 1 persona

N computadores

: 1 persona


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Sistema distribuido

=

Sistema en red

+

Transparencia de nombresTransparencia en la ubicación

Alta disponibilidad y tolerancia a fallosConsistencia


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Sistema móvil

=

Sistema distribuido

+

Direcciones de red dinámicas (Mobile IP)Funcionamiento en desconexión

Interoperación espontáneaMovilidad de datos y aplicaciones


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UPV - EHU The most profound technologies are those that disappear

Mark WeiserThe Computer for the 21st Century

1991


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La escritura ha necesitado miles de años para llegar a ser una tecnología ubicua.


UPV - EHUSuch a disappearence is a

fundamental consequence not of technology, but of human

psicology

Mark WeiserThe Computer for the 21st Century

1991


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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


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Componentes del entorno ubicuoDos aspectos fundamentales

(Weiser)

• Localización – El elemento de cómputo sabe dónde está ubicado

• Escala– Un tamaño para cada tarea: tabs, pads, boards


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El territorio del usuarioMetáfora 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...


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El territorio del usuarioMetáfora 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


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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


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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. WeiserThe Computer for the 21st Century, 1991


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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


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Ejemplos

• Algunos entornos inteligentes – Aura http://www.cs.cmu.edu/~aura/ – Gaia http://gaia.cs.uiuc.edu/ – PlanB http://lsub.org/who/nemo/– AmIChair http://www.irobotics.org/robochair.html

• Escenarios ISTAG para AmI (año 2010)– Maria: Road Warrior– Dimitrios: Digital Me– Carmen: Traffic, sustainability & commerce– Ambient for social learning


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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)


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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).


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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.


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Sistema ubicuo

=

Sistema móvil

+Integración física

Desaparición mentalSensibilidad al contexto

Adaptabilidad a las condiciones del entornoIntegración sin costuras

Interacción transparente (proactividad)


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Sistema ubicuo

=

Sistema móvil

+Smart spaces

InvisibilityLocalized ScalabilityUneven conditioning

Satyanarayanan, 2001


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Integración física (Kindberg, 2002)

• Entornos con mobiliario inteligente, provisto de sensores y capacidad de proceso y comunicación.

• Ejemplo: http://mediacup.teco.edu/


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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).


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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?


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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.


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Aspectos a estudiar en los sistemas ubicuos

Interfaces de usuario

Tecnologías de red y dispositivos

Infraestructuras

Aplicaciones inteligentes

Arquitecturas

Seg

urid

ad e

inte

grid

ad

Asp

ecto

s ét

icos

y s

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les

Her

ram

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as y

pla

tafo

rmas

Met

odol

ogía

sInteligencia Ambiental (AmI)

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