UPV - EHU Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 1 Sistemas Ubicuos 5. Contexto e interacción

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

Sistemas Ubicuos

5. Contexto e

interacción inteligente

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Contexto e interacción inteligente

1. Contexto2. Gestión del contexto3. Interfaces adaptables

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Interfaces de usuario

Infraestructuras hardware

Infraestructuras software

Aplicaciones inteligentes

Servicios

Seg

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Asp

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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.

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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

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Sensibilidad al contexto(context awareness)

• Entornos y aplicaciones sensibles al contexto (context-aware)– El entorno inteligente hace uso del contexto:

1. Para presentar un contexto actualizado al usuario.2. Para adaptar su comportamiento al contexto

Proactividad

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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…

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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.

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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

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Gestión del contexto

Desacoplamiento espacial

Desacoplamiento temporal

Funcionamiento asíncrono

Mensajes No No Sólo productores

Espacios de tuplas Sí Sí Sólo productores

Public-Subscribe Sí Sí Sí

• 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

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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...)

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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

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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)

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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

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Modelado de usuarioEjemplo

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)

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Estereotipos

IdiomaCiudad

Inglés francés castellano

Nada

Poco

Regular

Bastante

Mucho

Extranjero turistaNacional

LocalExtranjero residente

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Modelado de usuarioEjemplo

• 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

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Transiciones entre estereotipos

Extranjero turista

Nacional

Local

poco

Extranjero residente

mucho

castellano poco

castellano

regular nada

castellano

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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

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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

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Modelado del contextoEjemplo

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

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Casa Oficina Coche Calle

Comunicación de voz

Comunicación multimedia

(banda ancha)GPRS

Comunicación de texto

GSM-SMS

Noaccesible

GSM

Modelado de contextoEjemplo

VoIP

E-mailpersonal

E-mailempresa

• Definición de un comportamiento adecuado para cada contexto

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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

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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


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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


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