Sistemas Ubicuos 1. Introducción

1. Sistemas Ubicuos1. Introducción Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

2. La buena tecnología es indistinguible de la magia Arthur C. Clarke Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

3. Introducción a los sistemas ubicuos • Evolución histórica • Motivación: la visión de Weiser • Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental • Características de los sistemas ubicuos • Aspectos de diseño Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

4. Introducción a los sistemas ubicuos • Evolución histórica • Motivación: la visión de Weiser • Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental • Características de los sistemas ubicuos • Aspectos de diseño Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

5. 1 computador : N personas 1 computador : 1 persona N computadores : 1 persona Evolución histórica:de las redes a los sistemas ubicuos Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

6. Sistema distribuido = Sistema en red + Transparencia de nombres Transparencia en la ubicación Tolerancia a fallos Consistencia Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

7. Sistema móvil = Sistema distribuido + Direcciones de red dinámicas (Mobile IP) Funcionamiento en desconexión Interoperación espontánea Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

8. Introducción a los sistemas ubicuos • Evolución histórica • Motivación: la visión de Weiser • Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental • Características de los sistemas ubicuos • Aspectos de diseño Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

9. The most profound technologies are those that disappear Mark Weiser The Computer for the 21st Century 1991 Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

10. La escritura ha necesitado miles de años para llegar a ser una tecnología ubicua. Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

11. Such a disappearence is a fundamental consequence not of technology, but of human psicology Mark Weiser The Computer for the 21st Century 1991 Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

12. 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 Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

13. 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 Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

14. El territorio del usuarioMetáfora del escritorio tabs Un post-it, una tarjeta, una etiqueta... pads Un libro, un cuaderno... boards Pizarra, tablón... El escritorio de un sistema windows: ¿una pantalla es una buena metáfora del escritorio? Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

15. El territorio del usuarioMetáfora del escritorio (cont) tabs Pequeños y transportables, asociados a objetos de todo tipo pads No se transportan: se usan y se abandonan (como una hoja de papel) boards Grandes, fijos y públicos Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

16. Dispositivos, aplicaciones, entornos 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 √Smart Spaces X El escritorio de mi PC Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

17. 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 Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

18. Introducción a los sistemas ubicuos • Evolución histórica • Motivación: la visión de Weiser • Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental • Características de los sistemas ubicuos • Aspectos de diseño Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

19. Aplicaciones de los sistemas ubicuos • Entornos inteligentes • Domótica • Entornos asistenciales • Entornos industriales • Ocio • Educación • Tráfico • Sistemas empotrados • Automoción • Robótica • Redes ad-hoc • MANET • VANET • Redes de sensores Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

20. 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 inteligente • p.e., escenarios definidos por el ISTAG Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

21. Inteligencia Ambiental (AmI) • 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). • Implica aprendizaje para adaptarse a las características de los habitantes del entorno. Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

22. Inteligencia Ambiental (AmI) • Escenarios AmI del ISTAG para el año 2010 • Maria: Road Warrior • Dimitrios: Digital Me • Carmen: Traffic, sustainability & commerce • Ambient for social learning Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

23. Entornos inteligentes • Algunos ejemplos • Aura http://www.cs.cmu.edu/~aura/ • Gaia http://gaia.cs.uiuc.edu/ • iRoom (Stanford) • EasyLeaving(MS) • Oxigen (MIT) Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

24. Introducción a los sistemas ubicuos • Evolución histórica • Motivación: la visión de Weiser • Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental • Características de los sistemas ubicuos • Aspectos de diseño Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

25. Sistema ubicuo = Sistema móvil + Integración física Desaparición mental Sensibilidad al contexto Adaptabilidad a las condiciones del entorno Integración sin costuras Interacción transparente (proactividad) Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

26. Sistema ubicuo = Sistema móvil + Smart spaces Invisibility Localized Scalability Uneven conditioning Satyanarayanan, 2001 Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

27. Integración física (Kindberg, 2002) • Entornos con mobiliario inteligente, provisto de sensores y capacidad de proceso y comunicación. • Ejemplo: http://mediacup.teco.edu/ Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

28. Desaparición mental Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

29. 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. Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

30. 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: • 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 podría adaptar la resolución de acuerdo al ancho de banda disponible. Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

31. 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 • Navegación GPS: el cambio del subconjunto de satélites usados para la trilateralización • Telefonía móvil, acceso WiFi… Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

32. 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. Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

33. Introducción a los sistemas ubicuos • Evolución histórica • Motivación: la visión de Weiser • Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental • Características de los sistemas ubicuos • Aspectos de diseño Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores

34. Metodologías Herramientas y plataformas Interfaces de usuario Aplicaciones inteligentes Seguridad e integridad Aspectos éticos y sociales Servicios Infraestructuras software Infraestructuras hardware Aspectos de diseño en los sistemas ubicuos Enfoque por capas y aspectos transversales Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores