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Konputagailuen Arkitektura eta Teknologia SailaDepartamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 1

UPV - EHU Sistemas Ubicuos

3. Gestión del contexto

e interfaces inteligentes


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Interfaces de usuario para sistemas ubicuos

Interfaces de usuario

Tecnologías de red y dispositivos

Infraestructuras

Aplicaciones inteligentes

Arquitecturas

Seg

urid

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inte

grid

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Asp

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Gestión del contexto e interfaces inteligentes

1. Contexto 2. Interacción inteligente3. Interfaces ubicuas adaptables


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Contexto

• Conjunto de parámetros del entorno con sus valores asociados que determinan el comportamiento de una aplicación.

• Categorías de un contexto:– Contexto físico

• Ruido, 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


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Contexto

• Entornos sensibles al contexto (context-aware computing)– El entorno inteligente hace uso del contexto:

1. Bien para adaptar su comportamiento al contexto.2. Bien para presentar un contexto actualizado al

usuario.

El primer caso corresponde a un entorno proactivo.


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Contexto

• Detección del 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

• Razonamiento 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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Contexto

• Representación– Pares (clave, valor)– Stick-e notes (etiquetas o post-its)

• Se asocian notas a mensajes o eventos

– Modelado orientado a objetos– Modelado lógico (basado en reglas)– Ontologías

• Es un mecanismo para representar conocimiento, basado en la definición de un conjunto de conceptos en un dominio dado, y las relaciones entre ellos.


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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 optimizado por frecuencia de uso, tareas automatizadas...)


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• 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

• Modelado del usuario• Modelado del contexto• Modelado de tareas

• 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


UPV - EHUCasa 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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Ejemplo: Entorno inteligente para navegación en silla de ruedas

• Entorno:– Las puertas se abren automáticamente– Mapa del entorno– Silla de ruedas inteligente

• Joy-stick para control manual• Obedece órdenes de voz• Detecta obstáculos• Permite control manual, navegación automática y control

compartido• Usuarios:

– Pueden hablar o no– Pueden controlar el joy-stick o no

• Contexto:– Localización: conjunto de zonas– Orientación de la silla: N, S, E, W– Estado de la silla: auto, manual, OFF

• Tareas:– Ir al baño– Mirar por la ventana– …

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