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Sistemas Ubicuos 1. Introducción. La buena tecnología es indistinguible de la magia Arthur C. Clarke. Introducción a los sistemas ubicuos. Evolución histórica Motivación: la visión de Weiser Aplicaciones de los sistemas ubicuos: Inteligencia Ambiental Características de los sistemas ubicuos
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Sistemas Ubicuos1. Introducción Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
La buena tecnología es indistinguible de la magia Arthur C. Clarke Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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 a estudiar Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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 a estudiar Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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
Sistema distribuido = Sistema en red + Transparencia de nombres Transparencia en la ubicación Alta disponibilidad y tolerancia a fallos Consistencia Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
Sistema móvil = Sistema distribuido + Direcciones de red dinámicas (Mobile IP) Funcionamiento en desconexión Interoperación espontánea Movilidad de datos y aplicaciones Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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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
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
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
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
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
El territorio del usuarioMetáfora del escritorio tabs Agenda, calculadora, post-its, lápiz, teléfono... pads Libro, cuaderno... boards Pizarra, tablón... El escritorio de un sistema windows: ¿17’ para una buena metáfora del escritorio? Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
El territorio del usuarioMetáfora del escritorio (cont) tabs Pequeños, baratos y ubicuos: privados y transportables 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
√Un sistema de ficheros X Un disco duro (C:) 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 √Google Desktop Search X Windows Explorer √? X El escritorio de mi PC Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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
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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 Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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 Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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) Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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). Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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. Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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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
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
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
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). Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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? Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores
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
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Inteligencia Ambiental (AmI) Metodologías Herramientas y plataformas Interfaces de usuario Aplicaciones inteligentes Seguridad e integridad Aspectos éticos y sociales Arquitecturas Infraestructuras Tecnologías de red y dispositivos Aspectos a estudiar en los sistemas ubicuos Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia Saila Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores