computação ubíqua - uffjulius/icc/compubiq.pdf · computação ubíqua (e/ou pervasiva)...
TRANSCRIPT
Origem do Nome
PERVASIVE
existing in or spreading through every part of something
<um perfume>
UBIQUITOUS
existing or being everywhere at the same time, constantly encountered
<uma moda>
Computação Ubíqua (e/ou Pervasiva)
Miniaturização de dispositivos
Redução de custos
Comunicação sem fio, computação móvel
Celular (+GPS), integração de comunicação e computação
Digitalização de vídeo e voz
Técnicas de interface: mouse, telas lcds, touchscreen, tablets, toque, voz, gestos, etc
Internet, WWW, + + +
Corning: empresa tradicional com grande capacidade de inovação
Vale a pena ver o link: Smart Glass
Computação Ubíqua (e/ou Pervasiva)
Computação Ubíqua
Mark Weiser – 1991 - “Visionário” (http://www.ubiq.com/hypertext/weiser/UbiHome.html)
Tecnologia Calma / Invisível!
“Ubiquitous computing names the third wave in computing, just now beginning. First were mainframes, each shared by lots of people. Now we are in the personal computing era, person and machine staring uneasily at each other across the desktop. Next comes ubiquitous computing, or the age of calm technology, when technology recedes into the background of our lives”
Computação Ubíqua - Visionário?
Que tem idéias ou projetos idealistas, grandiosos, de realização difícil ou impossível: “Suas ideias não dariam certo pois procediam de uma mente visionária”
O visionário é aquele que possui a rara habilidade de aliar a visão à competência. Ele não enxerga apenas o presente: enxerga também o futuro. É capaz de prever tendências e de antecipar mudanças, em vez de ser simplesmente atropelado por elas
Um profissional valioso para qualquer negócio
CVO - Chief Visionary Officer
WWW - World Wide Web (Tim_Berners-Lee)
First web servers Europa: August 1991
EUA: December 1991
First Web Browser
Mosaic: 1993
http://en.wikipedia.org/wiki/Tim_Berners-Lee
Ver também: Memex, proposto por Vannevar Bush (1945)
Sistemas Distribuídos & Ubíquos
Todos os computadores farão parte de um sistema distribuído
Computadores se comunicam exclusivamente via mensagens
Mensagens podem ser perdidas ou demorarem a chegar
Computadores podem ser desligados ou falhar
Impossibilidade de se obter uma visão única (tirar uma foto)
Requerem considerações especiais de projeto e implementação Conhecimento da área de sistemas distribuídos é essencial
Interseção com outras áreas: software, redes, IA, banco de dados, +++
Sistemas Distribuídos ◊
Cliente
Servidor de Impressão
imprime
ok
Computadores se comunicam exclusivamente via mensagens
Mensagens podem ser perdidas ou demorarem a chegar
Sistemas Distribuídos ◊
Mensagens podem ser perdidas ou demorarem a chegar
Computadores podem desligar ou falhar
Impossibilidade de se obter uma visão única (global)
Cliente
Servidor de Impressão
imprime doc
OK ???
Desligou Falhou !?
OK não chega impossível saber se o doc foi impresso ◊
“Internet of Things” ◊
Dispositivos usam um número/endereço IP para comunicação
www.ic.uff.br 200.20.15.38
IPv4 --- 32 bits --- não é pequeno
232 = 4.294.967.296 endereços ≈ 4x109
IPv6 --- 128 bits
2128 = 232*232*232*232 endereços ≈ 3,4x1038
Pode endereçar qualquer objeto (físico ou virtual) criado pelo ser humano
As tecnologias ubíquas tendem a “desaparecer”, mas não perdem importância
Exemplo: escrita, tipografia
O melhor computador é um servidor quieto, invisível
Quanto mais intuitivo, mais útil
Multimídia: a tela é o foco de atenção não é
computação ubíqua
Computação Ubíqua: não é computação na praia!
Ubicomp é uma questão de interface?
Computação Sensível ao Contexto (Context Aware Computing)
Context: any information that can be used to characterize the situation of entities (i.e. whether a person, place or object) that are considered relevant to the interaction between a user and an application, including the user and the application themselves
Context is typically the location, identity and state of people, groups and computational and physical objects
[Dey and Abowd, 2001]
Computação Sensível ao Contexto (Context Aware Computing)
Localização: GPS, WIFI, UWband (10cm)
Ambiente: Casa, cinema, bar, reunião
Atividade do usuário: Andando, dormindo, descansando, dirigindo, no ônibus, no carro
Disponibilidades: Tamanho da tela, processamento, bateria, banda de comunicação
Preferências do Usuário: muito importante!
Computação Sensível ao Contexto (Context Aware Computing)
O que está acontecendo no ambiente?
É essencial para satisfazer as preferências do usuário
Computação Sensível ao Contexto (Context Aware Computing)
Necessidadede
Adaptação
Quando?
Como se adaptar?
Computação Sensível ao Contexto Mobile Millennium
Fusão de dados envolvendo celulares com GPS e sensores de tráfego já existentes
Adapta o itinerário em tempo real
Pode “aprender” no dia-a-dia do usuário
Computação Ubíqua: Aplicações
Área ambiental Monitoração de animais, avalanches, terremotos, poluição, incêndios em
florestas
Agricultura Plantações, controle de pragas, controle de criações
Jogos e esportes Avaliação
Treinamento
Ambientes inteligentes Casas, edifícios, centro de dados, aeroportos, pontes, navios, tráfego
Área Médica Monitoração de Pacientes - Condições Fisiológicas
Aderência a recomendações médicas
Localização de médicos
+++
Passaporte Eletrônico – com RFID
Cartões de crédito estão adotando mecanismo semelhante
Como evitar roubo de identidade/dados?
Chip RFID
MIT PlaceLab - MavHome
Environment (CO2, Temperature) Object state (drawers, furniture, kitchen
containers, tea pot, …) Location of people and objects Audio/Video Devices Personal biometrics (heart rate,
temperature, movement)
Inferred activities from each of these And control over anything you want
http://architecture.mit.edu/house_n/placelab.html
Passarinho voa 27.000 km
Researchers from Australia have just recaptured a RUDDY TURNSTONE (Arenaria interpres) which has completed 27.000 km round trip migration for the second time
This is the first time a wader has been tracked with a geolocator on its complete migration in successive year
Killer Application!
Remote Assisted Living
Monitoração de Pacientes em seus lares
Condições Fisiológicas
Aderência a recomendações médicas
Interação com pessoal médico
Interação com familiares
SCIADS
Sistema Computacional Inteligente de
Assistência Domiciliar à Saúde
Instituto de Computação / Instituto Biomédico / HUAP - Universidade Federal Fluminense
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
coordenador: Orlando Loques
Laboratório Tempo: www.tempo.uff.br
Motivação & Benefícios
Pessoas idosas vivendo sozinhas; doenças crônicas
Acompanhamento pós-hospitalização de pacientes
para pacientes com insuficiência cardíaca, a monitoração ajuda a reduzir a re-internação quase a zero
Aderência do paciente ao tratamento
Mais conforto para o paciente e seus familiares
Redução de custos do sistema de saúde
Dispositivos e Sensores Sem Fios
• Pulse rate • Heart rhythm regularity • Breathing rate • One lead ECG • Body thermometer • Blood pressure • Pulse Oximeter (SpO2)
• Acelerometro • Temperatura • Luminosidade
• Pulse rate • Heart rhythm regularity • Breathing rate • One lead ECG • Body thermometer
• Weight
• Panic Button
Recomendações Médicas & Regras de Contexto
Seatividadedopacientefor“dormindo”esuapressão
arterialfor“alta”entãoasituaçãoé“emergência”
Seopacienteestárealizando“atividade doméstica”e
avariaçãodesuapressãoarterialsistólicafor“alta”
entãoasituaçãoé“alerta”
Cenário Generalizado
Corpo
Ambiente
Suporte a decisão,
Políticas de saúde
Monitoração
Médica,
Ajustes,
Recomendações
Filtragem, análise,
persistência
Electronic tattoo 'could revolutionise patient monitoring’
Epidermal Electronics - http://www.sciencemag.org/content/333/6044/838.abstract
Miniature oxygen generator: cancer treatments
http://www.gizmag.com/miniature-oxygen-generator/19703/
The miniature device that fits inside a tube and can then be inserted into a tumor with a biopsy needle to generate oxygen and boost the effectiveness of cancer treatments (Birck Nanotechnology Center, Purdue University)
Miniature oxygen generator: cancer treatments
--- designed to be implanted into solid tumors to generate oxygen and boost the effectiveness of radiation and chemotherapy treatments.
Cancer-monitoring implant could put lab inside the patient
A new implantable device that monitors a tumor for weeks, or months, could offer a simpler, less intrusive alternative to taking biopsies, which are traditionally used to diagnose the presence of cancer
Skinput: pele como tela e teclado
Chris Harrison, Desney S. Tan, Dan Morris: Skinput: appropriating the skin as an interactive canvas. Commun. ACM 54(8): 111-118 (2011)
http://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System
Global Positioning System – GPS - 1973
Giroscópio • Dispositivo essencial para navegação • Usado para estabilizar a órbita dos satélites do sistema GPS • Jogos / Kinect / Iphone
Navegador (GPS) com Realidade Aumentada
Overlays directional markers on real-time video of the road in front of you
Como colocar em prática ???
Aprender desenvolvendo aplicações é essencial
A construção de sistemas protótipos é árdua
Inclui dispositivos pequenos, poucos recursos, comunicação sem fio, bateria com pouca capacidade
Empecilhos estão sendo superados rapidamente...
Pode trazer gratificações rápidas
Satisfação
Lucro $$$
Como colocar em prática ???
Limitações atuais da computação tendem a perder importância no futuro
Recursos de comunicação, memória e processamento serão tão abundantes que poderemos esquecer que existem
Como colocar em prática ???
Projetar para o presente ou futuro?
Pequena Escala ou Grande Escala?
Aplicações integradas
Aplicações isoladas
© M. Sloman, DOC-IC
Gerenciamento: Pesadelo!
Envolve vidas humanas
Bilhões de processadores: falhas
Várias organizações
Interação com o mundo real: controle de sensores e atuadores
Paraíso de hackers e vírus
Complexidade/diversidade de H/S
Enormes diferenças de escalas: body area
networks
Inundação de Informação
Bilhões de sensores gerando petabytes de dados (dinâmicos)
Necessidade de filtragens, agregação, coleta colaborativa
Descrição da informação: Meta Dados
Origem, idade, auditoria
© M. Sloman, DOC-IC
Ferramenta Essencial: Abstração
Dois aspectos:
1. Remover os detalhes para focalizar a essência
2. Generalizar, extraindo propriedades
comuns/essenciais a partir de exemplares
Abstração:Por que é importante?
“Once you realize that computing is all about constructing, manipulating, and reasoning about abstractions, it becomes clear that an important prerequisite for writing (good) computer programs (and systems) is the ability to handle abstractions in a precise manner.” (Keith Devlin)
Do Rigor na Ciência
... Naquele Império, a Arte da Cartografia atingiu uma tal Perfeição que o Mapa duma só Província ocupava toda uma Cidade, e o Mapa do Império, toda uma Província. Com o tempo, esses Mapas Desmedidos não satisfizeram e os Colégios de Cartógrafos levantaram um Mapa do Império que tinha o Tamanho do Império e coincidia ponto por ponto com ele. Menos Apegadas ao Estudo da Cartografia, as Gerações Seguintes entenderam que esse extenso Mapa era Inútil e, sem Piedade, o entregaram às Inclemências do Sol e dos Invernos. Nos Desertos do Oeste subsistem despedaçadas Ruínas do Mapa, habitadas por Animais e por Mendigos. Em todo o País não resta outra relíquia das Disciplinas Geográficas.
(Suarez Miranda: Viagens de Varões Prudentes, livro quarto, cap. XIV, 1658), Autor: Jorge Luis Borges
FreeScale: fabricante de hardware para sistemas embutidos
Mais que 17 bilhões de chips em uso
Semiconductors, microprocessors, microcontrollers, digital signal processors, sensores, etc
Portfólio: 6100 famílias de patentes
Participante do conglomerado Motorola
Vejam o Vídeo de Demonstração
Managing your health and home energy
Outro Vídeo de Demonstração