1. Proposta de Projeto de Pesquisa
Computa¸c˜ao Ub´ıqua
Waldir R. Pires Jr
wpjr2@yahoo.com
Departamento de Computa¸c˜ao - DCOM
Centro Federal de Ensino T´ecnico - CEFET-MG
http://www.decom.cefetmg.br
21 de maio de 2014
Constru¸c˜ao de Ambientes Inteligentes Atrav´es do Desenvolvimento de
Servi¸cos para Aplica¸c˜oes e Servi¸cos M´oveis e Ub´ıquos
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 1 / 32

2. Sum´ario
1 Introdu¸c˜ao
Objetivos
Motiva¸c˜ao
´Areas Relacionadas
Cen´arios de Uso
2 Trabalhos Relacionados
Disserta¸c˜ao de Mestrado
Servi¸cos Web
3 Metodologia
Desenvolvimento do Projeto
Plano de Trabalho
Cronograma
4 Considera¸c˜oes Finais
Resultados Esperados
Colabora¸c˜oes/Parcerias
5 Referˆencias
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 2 / 32

3. Sum´ario
1 Introdu¸c˜ao
Objetivos
Motiva¸c˜ao
´Areas Relacionadas
Cen´arios de Uso
2 Trabalhos Relacionados
Disserta¸c˜ao de Mestrado
Servi¸cos Web
3 Metodologia
Desenvolvimento do Projeto
Plano de Trabalho
Cronograma
4 Considera¸c˜oes Finais
Resultados Esperados
Colabora¸c˜oes/Parcerias
5 Referˆencias
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 3 / 32

4. Introdu¸c˜ao
Objetivos
Apresentar uma proposta de projeto de projeto de pesquisa
Atividade: Constru¸c˜ao de ambientes inteligentes atrav´es do
desenvolvimento e composi¸c˜ao de servi¸cos pervasivos e ub´ıquos
Utiliza¸c˜ao: aplica¸c˜oes e servi¸cos m´oveis e ub´ıquos
´Area: Ciˆencia da computa¸c˜ao
Sub´area: Computa¸c˜ao m´ovel, Computa¸c˜ao pervasiva/ub´ıqua
Objetivo da Pesquisa
O desenvolvimento de sistemas pervasivos/ub´ıquos para ambientes
inteligentes.
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 4 / 32

5. Introdu¸c˜ao
Motiva¸c˜ao
Paradigmas da Computa¸c˜ao
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 5 / 32

6. Introdu¸c˜ao
Motiva¸c˜ao
Computa¸c˜ao Ub´ıqua
Promove a integra¸c˜ao de dispositivos no mundo f´ısico do dia a dia
Invis´ıvel mas em todos os lugares: Every[Ware]
Computa¸c˜ao ciente de contexto: utilizar as informa¸c˜oes do ambiente
para a defini¸c˜ao de perfil, contexto e adapta¸c˜ao em sistemas de
tempo real [Dey, 2001]
Acionamento de v´arios dispositivos de forma simultˆanea e
inconsciente [Weiser, 1991]
Adapta¸c˜ao: modificar o seu comportamento mediante mudan¸cas de
contexto [Rossi et al., 2006]
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 6 / 32

7. Introdu¸c˜ao
Motiva¸c˜ao: Desafios
Aplicativos e Servi¸cos Remotos
Utiliza¸c˜ao de informa¸c˜oes de perfil e contexto para o provimento de
servi¸cos e conte´udo
Perfil: caracter´ısticas de usu´arios
Contexto: estado/condi¸c˜ao de usu´arios
Composi¸c˜ao de aplica¸c˜oes e servi¸cos mais complexos
Abordagens top-down e bottom-up
Computa¸c˜ao Ciente de Contexto
Permite que sistemas reajam e adaptem `as mudan¸cas em ambientes -
sensores
Necessidade de detec¸c˜ao de mudan¸cas no contexto do usu´ario:
observar, interpretar e reagir
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 7 / 32

8. Introdu¸c˜ao
´Areas de Pesquisa: Computa¸c˜ao M´ovel e Ub´ıqua
Realidade aumentada (AR) Inteligencia de ambientes
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 8 / 32

9. Introdu¸c˜ao
´Areas de Pesquisa: Computa¸c˜ao M´ovel e Ub´ıqua
Intera¸c˜ao
humano-computador
(IHC)
Computa¸c˜ao vest´ıvel (Wearable
computing)
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 9 / 32

10. Introdu¸c˜ao
´Areas de Pesquisa: Computa¸c˜ao M´ovel e Ub´ıqua
Computa¸c˜ao f´ısica (IHC)
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 10 / 32

11. Introdu¸c˜ao
´Areas Relacionadas
Inteligˆencia Artificial
Execu¸c˜ao de fun¸c˜oes e tarefas ”inteligentes” para o ser humano
Aplic´avel em diversos sistemas com capacidade de intera¸c˜ao com o
usu´ario
Vis˜ao Computacional
Possibilita que m´aquinas e sistemas ”enxerguem” o seu redor
Permite que dispositivos processem informa¸c˜oes do ambiente (dados,
imagens, sons, v´ıdeo)
Reconhecimento de padr˜oes, processamento de imagens e de sinais
Aplica¸c˜oes
Sistemas autˆonomos (autom´oveis, aeronaves e submers´ıveis), vigilˆancia
e detec¸c˜ao de intrusos, intera¸c˜ao homem-m´aquina
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 11 / 32

12. Introdu¸c˜ao
´Areas Relacionadas: Engenharia de SW e Sistemas Web
Servi¸cos Web (Web Services)
XML, SOAP1
, HTTP
Arquitetura orientada a servi¸cos (SOA): composi¸c˜ao de servi¸cos a
partir de servi¸cos elementares
Computa¸c˜ao em nuvem: virtualiza¸c˜ao de servi¸cos de forma ub´ıqua
Transparente, de qualquer lugar, por qualquer dispositivo, a qualquer
momento
1
Simple Object Access Protocol
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 12 / 32

13. Introdu¸c˜ao
Cen´arios de Uso
Computa¸c˜ao urbana: cidades inteligentes, sistemas tur´ısticos, de
identifica¸c˜ao e sa´ude
Computa¸c˜ao vest´ıvel: uso de dispositivos em roupas e cal¸cados,
monitoramento de usu´arios
Ambientes inteligentes: intera¸c˜ao transparente de usu´arios com
dispositivos ao seu redor em salas de aula e de reuni˜oes, casas,
aeroportos
Interfaces inteligentes: novas alternativas de intera¸c˜ao com o
usu´ario
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 13 / 32

14. Sum´ario
1 Introdu¸c˜ao
Objetivos
Motiva¸c˜ao
´Areas Relacionadas
Cen´arios de Uso
2 Trabalhos Relacionados
Disserta¸c˜ao de Mestrado
Servi¸cos Web
3 Metodologia
Desenvolvimento do Projeto
Plano de Trabalho
Cronograma
4 Considera¸c˜oes Finais
Resultados Esperados
Colabora¸c˜oes/Parcerias
5 Referˆencias
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 14 / 32

15. Trabalhos Relacionados
Mestrado
Disserta¸c˜ao de mestrado
Projeto de pesquisa no desenvolvimento de um servidor de eventos
para sistemas m´oveis e ub´ıquos
Sistema Publish/Subscribe para dispositivos m´oveis e servi¸cos Web
Capta¸c˜ao de informa¸c˜oes de perfil e contexto do usu´ario m´ovel e de
servi¸cos remotos (i.e. tempo)
Cen´ario de uso 1: Guia Tur´ıstico DroidGuide
Sugest˜ao de atra¸c˜oes tur´ısticas de acordo com o perfil e contexto do
usu´ario
Cen´ario de uso 2: Servi¸co de contexto de emergˆencias
Gerenciamento de eventos de emergˆencia em uma determinada regi˜ao
Utiliza¸c˜ao de tecnologias Web (HTTP, AJAX, navegador Web)
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 15 / 32

16. Trabalhos Relacionados
Mestrado
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 16 / 32

17. Trabalhos Relacionados
Mestrado
Trabalhos futuros
Modelagem de dados e plataformas de SW
Acesso a dados reais, utiliza¸c˜ao de outras plataformas (Windows, iOS)
Seguran¸ca e transmiss˜ao de dados
Criptografia, anonimato, autoriza¸c˜ao e autentica¸c˜ao
Processamento de eventos em aplica¸c˜oes m´oveis
Processamento distribu´ıdo de eventos
Localiza¸c˜ao e informa¸c˜oes georeferenciadas
Usabilidade na apresenta¸c˜ao de informa¸c˜oes sens´ıveis a localiza¸c˜ao
Composi¸c˜ao de servi¸cos Web
Cria¸c˜ao de servi¸cos complexos a partir de servi¸cos elementares
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 17 / 32

18. Trabalhos Relacionados
Servi¸cos Web (Web Services)
Integra¸c˜ao entre aplica¸c˜oes m´oveis e servi¸cos Web [Christensen, 2009]
Computa¸c˜ao em nuvem + Servi¸cos Web RESTful
Composi¸c˜ao de servi¸cos Web para ambientes m´oveis [Chakraborty,
2005]
Composi¸c˜ao de servi¸cos centralizada vs. distribu´ıda
Desafios na composi¸c˜ao de servi¸cos na computa¸c˜ao pervasiva
[Ingstrup et al, 2010]
Ciˆencia de contexto
Gerenciamento de contingˆencia
Heterogeneidade de dispositivos
User empowerment: poder do usu´ario
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 18 / 32

19. Sum´ario
1 Introdu¸c˜ao
Objetivos
Motiva¸c˜ao
´Areas Relacionadas
Cen´arios de Uso
2 Trabalhos Relacionados
Disserta¸c˜ao de Mestrado
Servi¸cos Web
3 Metodologia
Desenvolvimento do Projeto
Plano de Trabalho
Cronograma
4 Considera¸c˜oes Finais
Resultados Esperados
Colabora¸c˜oes/Parcerias
5 Referˆencias
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 19 / 32

20. Metodologia
Desenvolvimento do Projeto
1 Levantamento bibliogr´afico
1 Estado atual da arte e tendˆencias nas ´areas relacionadas
2 Fundamenta¸c˜ao te´orica
Multidisciplinar: computa¸c˜ao m´ovel, pervasiva e ub´ıqua, inteligˆencia
artificial, vis˜ao computacional, engenharia de SW
3 Identifica¸c˜ao/levantamento de requisitos
1 Defini¸c˜ao do modelo computacional
2 Arquitetura e desenho da solu¸c˜ao
4 Constru¸c˜ao de simula¸c˜oes
1 Valida¸c˜ao do modelo proposto
5 Constru¸c˜ao de prot´otipos: aplicativos, servi¸cos e dispositivos
6 Coleta e an´alise de resultados (simula¸c˜ao e com usu´arios reais)
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 20 / 32

21. Metodologia
Plano de Trabalho
Engloba as atividades cont´ınuas durante o projeto de pesquisa proposto
Orienta¸c˜oes: pesquisas a n´ıvel de gradua¸c˜ao, mestrado e doutorado
nas ´areas correlacionadas
Envolvimento multidisciplinar na pesquisa
Colabora¸c˜oes: parcerias com entidades e laborat´orios de pesquisa
Resultados: publica¸c˜ao de artigos e periodicos nas principais
conferˆencias da ´area
IEEE Pervasive Computing [1]
UbiComp [2]
PerCom [3]
Mobiquitous [4]
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 21 / 32

22. Metodologia
Cronograma
Proposta de pesquisa multi-disciplinar
Computa¸c˜ao m´ovel/pervasiva/ub´ıqua
Vis˜ao computacional, inteligencia artificial, arquitetura orientada a
servi¸cos, composi¸c˜ao de servi¸cos Web
2014 2015 2016
Atividade T3 T4 T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T4
Pesquisa bibliogr´afica
Levantamento e associa¸c˜ao com
outras ´areas
- VC, IA, ES (WS, SOA)
Fundamenta¸c˜ao te´orica
Identifica¸c˜ao de requisitos
Levantamento e sele¸c˜ao de cen´arios
de uso
Constru¸c˜ao de simula¸c˜ao
Desenvolvimento de prot´otipos
An´alise de resultados
Publica¸c˜ao de resultados em con-
ferˆencias e peri´odicos
Orienta¸c˜oes de pesquisa
Parcerias com outros laborat´orios de pesquisa na ´area
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 22 / 32

23. Sum´ario
1 Introdu¸c˜ao
Objetivos
Motiva¸c˜ao
´Areas Relacionadas
Cen´arios de Uso
2 Trabalhos Relacionados
Disserta¸c˜ao de Mestrado
Servi¸cos Web
3 Metodologia
Desenvolvimento do Projeto
Plano de Trabalho
Cronograma
4 Considera¸c˜oes Finais
Resultados Esperados
Colabora¸c˜oes/Parcerias
5 Referˆencias
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 23 / 32

24. Considera¸c˜oes Finais
Resultados Esperados
Desenvolvimento de modelos e t´ecnicas que permitam a defini¸c˜ao e
constru¸c˜ao de sistemas pervasivos/ub´ıquos a n´ıvel de HW e SW
Teoria: Modelos, processos e boas pr´aticas
Pr´atica: Prot´otipos de dispositivos, aplicativos e servi¸cos
Colabora¸c˜ao interdisciplinar entre a diferentes ´areas de pesquisa e
institui¸c˜oes acadˆemicas e empresas
Engenharia de SW
Vis˜ao computacional
Inteligˆencia artificial
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 24 / 32

25. Considera¸c˜oes Finais
Parcerias
Objetivo: prover a troca de conhecimento das diversas ´areas de forma
distribu´ıda e colaborativa
Projeto Mobilis: DCC-UFMG, PUC-Rio e Dresden-TU
Desenvolvimento de aplica¸c˜oes m´oveis sens´ıveis de contexto
Laborat´orio iMobilis2: UFOP
Cloud tourism: framework de aplica¸c˜oes tur´ısticas sens´ıveis ao perfil e
contexto do usu´ario
Construindo Cidades Inteligentes (CIA)
2
http://www.decom.ufop.br/imobilis
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 25 / 32

26. Sum´ario
1 Introdu¸c˜ao
Objetivos
Motiva¸c˜ao
´Areas Relacionadas
Cen´arios de Uso
2 Trabalhos Relacionados
Disserta¸c˜ao de Mestrado
Servi¸cos Web
3 Metodologia
Desenvolvimento do Projeto
Plano de Trabalho
Cronograma
4 Considera¸c˜oes Finais
Resultados Esperados
Colabora¸c˜oes/Parcerias
5 Referˆencias
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 26 / 32

27. Referˆencias
Weiser, Mark, The computer for the 21st century, SIGMOBILE Mobile Computing
Communications Review Journal, Volume 3, Number 3, Pgs. 3–11, Editora ACM, New
York, NY, USA, 1991, ISSN 1559-1662.
Anind K. Dey, Understanding and Using Context, Personal and Ubiquitous Computing
Journal, Volume 5, Pg. 4–7, 2001.
Rossi, Pablo and Tari, Zahir, Software adaptation for service-oriented systems,
MW4SOC-06: Proceedings of the 1st workshop on Middleware for Service Oriented
Computing, Volume 1, Pg. 12–17, Editora ACM, Melbourne, Australia, 2006.
Pires Jr, W. R; Oliveira, R. A. R; Loureiro, A. A. F., Using Web Technologies in
Assessment of Context-Aware Pervasive/Ubiquitous Systems: A Tourist Guide Service,
IEEE International Workshop on Selected Topics in Wireless and Mobile Computing,
Niagara Falls, Canada, Pgs. 691-698, 2010.
Waldir Ribeiro Pires Junior. Um Servidor de Gerenciamento de Eventos para o
Compartilhamento de Dados de Perfil e Contexto em Aplica¸c˜oes M´oveis. 2010.
Disserta¸c˜ao (Mestrado em Ciˆencias da Computa¸c˜ao) - Universidade Federal de Minas
Gerais, Orientador: Antonio Alfredo Ferreira Loureiro.
PIRES JR, W. R. ; OLIVEIRA, R. A. R. ; LOUREIRO, A. A. F. . Using a Cloud-based
Event Service for Managing Context Information in Mobile and Ubiquitous Systems. In:
Workshop de Gerˆencia e Opera¸c˜ao de Redes e Servi¸cos, 2010, Gramado. XV Workshop de
Gerˆencia e Opera¸c˜ao de Redes e Servi¸cos (WGRS 2010), 2010. p. 117-129.
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 27 / 32

28. Referˆencias
Chakraborty, Dipanjan and Joshi, Anupam and Finin, Tim and Yesha, Yelena; Service
composition for mobile environments; Mobile Networking Applications Journal, Volume
10, N´umero 4, Pgs. 435–451, ISSN 1383-469X, Kluwer Academic Publishers, Hingham,
MA, USA, 2005.
Christensen, Jason H.; Using RESTful web-services and cloud computing to create next
generation mobile applications; OOPSLA ’09: Proceeding of the 24th ACM SIGPLAN
conference companion on Object oriented programming systems languages and
applications; Pgs. 627–634, ISBN 978-1-60558-768-4, Orlando, Florida, USA, Editora
ACM, 2009.
Jeppe Bronsted and Klaus Marius Hansen and Mads Ingstrup; Service Composition Issues
in Pervasive Computing; IEEE Pervasive Computing, Volume 9, Pgs. 62-70, ISSN
1536-1268, IEEE Computer Society, Los Alamitos, CA, USA, 2010.
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 28 / 32

29. Links ´uteis
Projeto Mobilis:
http://lac-rio.com/projects/mobilis
http://www-di.inf.puc-rio.br/~endler/projects/Mobilis/
Laborat´orio iMobilis
http://www.decom.ufop.br/imobilis/
IEEE Pervasive Computing [1]
http://www.computer.org/portal/web/computingnow/pervasivecomputing
UbiComp: Ubiquitous Computing [2]
http://ubicomp.org
PerCom: Pervasive Computing [3]
http://www.percom.org/
Mobiquitous: Mobile and Ubiquitous Systems [4]
http://mobiquitous.org
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 29 / 32

30. Prot´otipo DroidGuide
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 30 / 32

31. Prot´otipo DroidGuide
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 31 / 32

32. Prot´otipo DroidGuide
W. Pires (DCOM - CEFET-MG) Computa¸c˜ao Ub´ıqua 21 de maio de 2014 32 / 32