UPV / EHU Sistemas Ubicuos 1. Introducción

(1)

UPV / EHU

Sistemas Ubicuos

1. Introducción

(2)

UPV / EHU

La buena tecnología es indistinguible

de la magia

(3)

UPV / EHU

Introducción a los sistemas

ubicuos

1. Contexto tecnológico y definiciones

2. La visión de Weiser

3. Características de los sistemas ubicuos

4. Aspectos de diseño

(4)

UPV / EHU

Introducción a los sistemas

ubicuos

1. Contexto tecnológico y definiciones

2. La visión de Weiser

3. Características de los sistemas ubicuos

4. Aspectos de diseño

(5)

UPV / EHU

De las redes a los sistemas ubicuos

Tipo de

sistema

Componentes

Soporte de red

1970

Sistemas en red

Mainframes,

_minis

_propietaria

Cableada,

1980

Sistemas

distribuidos

Estaciones de

trabajo, PCs

Cableada,

estándar

1990

Sistemas

móviles

PCs portátiles

inalámbrica

Cableada o

2000

Sistemas

PDAs, teléfonos,

tarjetas,

infraestructura

Inalámbrica,

1 computador

: N personas

1 computador

: 1 persona

N

computadores

(6)

UPV / EHU

Sistema distribuido

=

Sistema en red

+

Transparencia de nombres

Transparencia en la ubicación

Tolerancia a fallos

Consistencia

…

(7)

UPV / EHU

Sistema móvil

=

Sistema distribuido

+

Direcciones de red dinámicas (Mobile IP)

Funcionamiento en desconexión

Interoperación espontánea

…

(8)

UPV / EHU

¿Adónde nos puede llevar la

tecnología…?

Antes

Ahora

Elementos de cómputo:

Computadores (en red)

Muchos y variados

dispositivos

Dispositivos de entrada:

teclado, ratón…

Sensores de todo tipo,

entrada multimedia

Dispositivos de salida:

pantalla, impresora…

Actuadores,

salida multimedia

Red de interconexión:

(9)

UPV / EHU

El entorno se hace inteligente

• Estamos rodeados de dispositivos

minúsculos con capacidad de cómputo

notable, sensores de todo tipo, conectividad

completa…

• Podemos programar un comportamiento

inteligente…

• …si somos capaces de construir aplicaciones

útiles

• …y los dispositivos entienden un lenguaje

común!

(10)

UPV / EHU

Sistema clásico.

El usuario en el bucle.

Entrada

Salida

(11)

UPV / EHU

Entorno inteligente.

El usuario sale del bucle…

Entrada

Salida

Entorno

Proceso

(12)

UPV / EHU

…e interacciona con el entorno

de manera natural

Proceso

Entrada

Salida

Entorno

Bla bla

bla bla

(13)

UPV / EHU

Tipos de sistemas ubicuos

(un intento de clasificación)

• Entornos inteligentes

– Domótica

– Entornos asistenciales

– Entornos industriales

– Ocio

– Educación

– …

• Redes ad-hoc (sin infraestructura)

– Redes espontáneas

– Mobile Ad-hoc Networks (MANET)

– Vehicular Ad-hoc Networks (VANET)

(14)

UPV / EHU

…y conceptos relacionados

• Internet of Things

• Cloud computing

• EveryWare

(15)

UPV / EHU

• No sólo interacción, sino también

percepción: sensibilidad al contexto.

• El sistema (empotrado) en el entorno

inteligente toma la iniciativa (proactividad).

• Implica aprendizaje para adaptarse a las

características de los habitantes del

entorno.

(16)

UPV / EHU

Entornos inteligentes

• Algunos ejemplos

– Aura

http://www.cs.cmu.edu/~aura/

– Gaia

http://gaia.cs.uiuc.edu/

– iRoom (Stanford)

– EasyLeaving(MS)

– Oxigen (MIT)

(17)

UPV / EHU

Inteligencia Ambiental (AmI)

• Concepto acuñado en el entorno de la UE

– ISTAG (Information Society Tecnologies Advisory

Group)

• No es un término universal

– En América: UbiCom (systems/environments/

applications)

• Interdisciplinar

• Las aplicaciones AmI se describen mediante

escenarios, situaciones noveladas donde los

protagonistas se mueven en un entorno

(18)

UPV / EHU

• Escenarios AmI del ISTAG para el año 2010

– Maria: Road Warrior

– Dimitrios: Digital Me

– Carmen: Traffic, sustainability & commerce

– Ambient for social learning

(19)

UPV / EHU

• 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.

• A computing environment is an information-enhanced

physical space,

not a virtual environment that exists to store and run

software.

Dispositivos, aplicaciones,

computadores

(20)

UPV / EHU

Introducción a los sistemas

ubicuos

1. Evolución histórica

2. La visión de Weiser

3. Características de los sistemas ubicuos

4. Aspectos de diseño

(21)

UPV / EHU

_{The most profound technologies}

are those that disappear

Mark Weiser

The Computer for the 21st Century

1991

(22)

UPV / EHU

La escritura ha

necesitado miles

de años para

llegar a ser una

tecnología ubicua.

(23)

UPV / EHU

Such a disappearence is a

fundamental consequence not of

technology, but of human

psicology

Mark Weiser

The Computer for the 21st Century

1991

(24)

UPV / EHU

El entorno ubicuo

• Físico, no virtual

– El territorio de trabajo del usuario

• Opuesto a la noción de realidad virtual

(25)

UPV / EHU

Componentes del entorno ubicuo

Dos aspectos fundamentales

(Weiser)

• Localización

– El elemento de cómputo sabe dónde está ubicado.

• Escala

(26)

UPV / EHU

El territorio del usuario

Metáfora del escritorio

El escritorio de un sistema basado en ventanas:

tabs

pads

boards

Un post-it,

una etiqueta,

una tarjeta...

Un libro, un cuaderno...

Una pizarra, un tablón...



E

sca

la

(27)

UPV / EHU

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. Weiser

The Computer for the 21st Century, 1991

(28)

UPV / EHU

Introducción a los sistemas

ubicuos

1. Evolución histórica

2. Motivación: la visión de Weiser

3. Características de los sistemas ubicuos

(29)

UPV / EHU

Sistema ubicuo

=

Sistema móvil

+

Integración física

Desaparición mental

Adaptabilidad a las condiciones del entorno

Integración sin costuras

(30)

UPV / EHU

Sistema ubicuo

=

Sistema móvil

+

Smart spaces

Invisibility

Localized Scalability

Uneven conditioning

Satyanarayanan, 2001

(31)

UPV / EHU

Integración física

(Kindberg, 2002)

• Entornos con mobiliario inteligente, provisto

de sensores y capacidad de proceso y

comunicación.

• Ejemplo:

(32)

UPV / EHU

(33)

UPV / EHU

Adaptabilidad a las condiciones del

entorno

• 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.

• Ejemplos:

– La telefonía móvil de datos utiliza diferentes protocolos

depndiendo de la calidad de la señal.

– 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).

– Un sistema de recepción de video adapta la resolución de

acuerdo al ancho de banda disponible.

(34)

UPV / EHU

Integración sin costuras

• Los cambios de infraestructura y la

adaptabilidad a nuevas condiciones del

entorno deben ser transparentes a la

aplicación y al usuario

– El usuario no debería percibir el cambio

• Ejemplos

– Los cambios de resolución en la recepción de

video se hacen sin cortes ni saltos.

– No se pierden mensajes o eventos, ni se reciben

por duplicado.

(35)

UPV / EHU

Sensibilidad al contexto

• El dispositivo móvil de un usuario percibe

los parámetros del entorno:

– Localización y orientación: Entrando en la Parte

Vieja de Donostia

– Tiempo: 21:00

– Velocidad: Baja

– Ruido ambiente: Bajo

– Luminosidad ambiente: Media

• y actúa de acuerdo a ellos:

– Muestra el mapa de la Parte Vieja

– Luminosidad de la pantalla: Normal

– Salida de audio: No

(36)

UPV / EHU

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.

(37)

UPV / EHU

Proactividad

• Parámetros del entorno:

– Localización y orientación: Entrando en la Parte

Vieja de Donostia

– Tiempo: 21:00

– Parámetros fisiológicos del usuario: Hambriento y

deshidratado

– Estado psicológico del usuario: Contento

– Estado económico del usuario: Aun no ha cobrado

– Historial reciente: Ha recorrido 13 Km sin pausas

• Comportamiento proactivo:

– Muestra el mapa de la Parte Vieja sugiriendo los

bares de pintxos en la dirección de la marcha que

cumplen las siguientes condiciones:

(38)

UPV / EHU

Introducción a los sistemas

ubicuos

1. Evolución histórica

2. Motivación: la visión de Weiser

3. Características de los sistemas ubicuos

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UPV / EHU

Aspectos de diseño en los

sistemas ubicuos

Interfaces

de usuario

Infraestructuras hardware

Infraestructuras software

Aplicaciones

inteligentes

Servicios

Se

gu

rid

ad

e

in

te

gri

da

d

Asp

ect

os

ét

ico

s

y

so

ci

al

es

H

erra

mi

en

ta

s

y

pl

at

af

orma

s

Me

to

do

lo

gí

as