Seres Humanos como Sensores em Ambientes de Computação Ubíqua

Transcrição

1 UESPI OPALA Seres Humanos como Sensores em Ambientes de Computação Ubíqua PhD José Bringel Filho Coordenador de Equipe (OPALA) evry.fr

2 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 2

3 Ambiente Ubíquo (UbiComp) Câmera Leitor RFID Wifi AP Temperatura Luminosidade GPS, RFID, wifi, etc 3

4 Ambiente Ubíquo (UbiComp) Camera Leitor RFID Wifi AP Sensores de Ambiente Fontes Heterogêneas (context + quality) Temperatura Luminosidade GPS, RFID, wifi, etc Sensores Pessoais 4

5 Qual é o problema? Informação de contexto é u\lizada dinamicamente para a adaptar serviços em Sistema Ubíquos 5

6 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 Mark Weiser 6

7 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 7

8 Computação Ubíqua OPALA - Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos ENUCOMP 2012 Encontro Unificado de Computação em Parnaíba 8

9 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 9

10 Principais CaracterísMcas Onipresença Adaptação Sensibilidade ao contexto Foco desta palestra 10

11 O que é contexto??? 11

12 ????? Como podemos inferir efemvamente caracterís\cas da situação e u\liza- las de forma combinada a tecnologia? 12

13 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] 13

14 Context Toolkit [Salber et al, 1999] 14

15 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 15

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. 16

17 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] 17

18 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 18

19 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] 19

20 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... 20

21 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 21

22 Processamento de HBS Necessário filtrar/minerar informações de HBS Métodos computacionais Inferência, derivação, analise de frequência, semân\ca, correlação, relevância, etc. Em suma: IA 22

23 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) 23

24 Opinião A context- aware framework for health care governance decision- making systems: A model based on the Brazilian Digital TV [Bringel et al. 2010] 24

25 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 25

26 Opinião: Monitoramento de Casos de Dengue Onde há fumaça também há fogo hyp:// 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 26

27 Análise Monitoramento da Sensor Humano Posts em redes sociais Provedor de contexto Redes Sociais Inferência do contexto Robôs de busca + web semân\ca Palavras chaves Dengue Dengue, mosquito, Aedes aegyp\ Sintomas: dor, manchas, febre e outros rela\vos à doença 27

28 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/ 28

29 Visão: Internet Eyes 29

30 Visão: Monitoramento de Queimadas/Desmatamentos 30

31 Qual é o problema? Informação de contexto ob\das de provedores HBS são u\lizadas dinamicamente para a tomada de decisões em Sistema Ubíquos 31

32 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 32

33 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 33

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 34

35 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)? 35

36 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)? 36

37 Qual é o problema? Context-Aware Decision-Making Support K = knowledge Qual é a probabilidade de que esta decisão está correta (correcteness)? K + context Decision_rule(s) Decision(s) Qual é a qualidade da informação de contexto (Quality of Context QoC)? 37

38 Context Management Framework (CxtMF) Captura de informações contextuais e QoC a par\r de sensores registrados 38

39 Context Management Framework (CxtMF) Coleta de informações de contexto e de QoC a par\r de CP registrados 39

40 Context Management Framework (CxtMF) Inferir/derivar informação de contexto de alto nível a par\r de dados de sensores 40

41 Context Management Framework (CxtMF) Inferir/derivar informação de contexto de alto nível a par\r de dados de sensores 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) 41

42 Context Management Framework (CxtMF) Inferir/derivar informação de contexto de alto nível a par\r de dados de sensores Inference Bluetooth address + Social Network (FOAF) user.nearbyperson {(Misael, Amigo), (Bringel, Orientador)} 42

43 Context Management Framework (CxtMF) Proteger informação contextual 43

44 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 44

45 Context Management Framework (CxtMF) Avaliar indicadores de QoC QoCEC (QoC Components) Access-security (AS), completeness (C), precision (P), sensitiveness (S), up-todateness (UD), resolution (R), probability of correctness (PC), etc 45

46 Alguns Projetos de P & D - OPALA De olho na cidade Manter um mapa construído de forma par\cipa\va dos problemas da cidade BusMe Opinião/denuncia sobre problemas observados por cidadãos Validação de dados de HBS 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 46

47 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 47

48 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, (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 ) 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 Los Alamitos, CA: ACM, v. 24. p

49 Perguntas? evry.fr