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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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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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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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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.
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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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1. Evolución histórica2. Motivación: la visión de Weiser3. Aplicaciones de los sistemas ubicuos:
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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
ocia
les
Her
ram
ient
as y
pla
tafo
rmas
Met
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