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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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Contexto e interacción inteligente
Interfaces de usuario
Infraestructuras hardware
Infraestructuras software
Aplicaciones inteligentes
Servicios
Seg
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Asp
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Contexto e interacción inteligente
1. Contexto2. Gestión del contexto3. Interfaces adaptables
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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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Contexto e interacción inteligente
1. Contexto2. Gestión del contexto3. Interfaces adaptables
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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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Contexto e interacción inteligente
1. Contexto2. Gestión del contexto3. Interfaces adaptables
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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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