[pt] A tese investiga os diferentes mecanismos atencionais envolvidos na utilização de sistemas de informação ambiente. Para tanto, conceitua e delimita a computação pervasiva – a partir da qual componentes computadorizados passam a compor o ambiente e os objetos do cotidiano –, e discute as conseqüências do uso desta tecnologia, no que se refere aos impactos sociais, implicações ambientais, questões de segurança e privacidade, destacando o papel do design nessa problemática. Apresenta a evolução do design de interação, explicitando sua relação com o projeto de mídias interativas. Propõe ampliar o campo de atuação do design de interação, considerando que a tela do computador deixou de ser a principal interface com o ambiente digital, e que o projeto da interação no contexto da computação pervasiva exige uma abordagem sistêmica. Apresenta o conceito de tecnologia sem estresse (calm technology), de Weiser e Brown (1996), e aprofunda a discussão iniciada por estes autores sobre a necessidade de se projetar sistemas de informação que atuem na periferia de nossa atenção, com base nos estudos da Psicologia Cognitiva sobre mecanismos atencionais. Destaca os sistemas de informação ambiente como aqueles que mais se apropriam da idéia de apresentar informações sem exigir o foco de nossa atenção. Analisa doze sistemas de informação ambiente, investigando o modo como envolvem os mecanismos atencionais. Conclui que a definição original de Weiser e Brown (1996) não é suficiente para descrever a miríade de processos envolvidos com a captação da atenção, e aponta linhas mestras para o design de sistemas de informação ambiente, de maneira a considerar a dinâmica entre os diferentes mecanismos atencionais, o contexto de uso, o grau de engajamento do usuário, a influência da memória e a capacidade de habituação aos sistemas de informação. / [en] This thesis investigates the different attentional mechanisms involved when using ambient information systems. To that end, it defines and delimits pervasive computing – when computational resources are embedded into the environment and in everyday objects – and discusses the consequences of this technology, regarding the social impacts, environmental implications, security and privacy issues, highlighting the role of design on this matter. It presents the evolution of interaction design, emphasizing its relationship with the design of interactive media. It proposes to broaden the interaction design field, considering that the computer screen is no longer the primary interface with the digital environment, and that interaction design requires a systemic approach in the context of pervasive computing. It introduces Weiser and Brown s (1996) concept of calm technology, and deepens the discussion initiated by these authors about the need for designing information systems that act on the periphery of our attention, based on Cognitive psychology studies about attentional mechanisms. It highlights ambient information systems as those which have more properly embraced the idea of presenting information without requiring the focus of our attention. It analyzes twelve ambient information systems, investigating how the attentional mechanisms are involved in their usage. It concludes that Weiser and Brown s (1996) original concept is not sufficient to describe the myriad of processes involved with our attention, and outlines guidelines for the design of ambient information systems, in order to consider the dynamics between different attentional mechanisms, the context of use, the degree of user engagement, the influence of memory and the ability to habituate to information systems.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The great advance in the semiconductor industry allowed a increase in the development and marketing of mobile electronic devices. With the expansion of this market, the need for new programming methods and a different view for the development of user interfaces increased. Interfaces that were used before only in desktops and relied on keyboard and mouse interaction are now used in a variety of devices, including cell phones, smartphones and tablets. Often making the use of touch screens as well as by voice commands. Taking into account these aspects of cross-platform and different usability, it becomes apparent the importance of interfaces that adapt "to the environment." With the advent of mobile devices, this particular area became of fundamental importance because this kind of devices has specifics characteristics that are essential to the composition of a satisfactory user interface. So, mobile devices are covering a large variety of features, which makes the interfaces development a very complex task. One way to develop and adapt user interfaces in order to facilitate handling and to reduce stress at the time of use of the device is through the use of user profiles and capabilities of devices. Therefore, that interface is adapted to the user needs and preferences, as well be able to fully adapt to the device features. Considering this assumption, this dissertation aims to present the architecture PIDIM. This architecture goal to assist in the customization and adaptation of user interfaces for mobile devices in pervasive environments. The user interfaces adapted for this process plans to facilitate the use of mobile devices. The proposed approach presents an architecture that uses concepts of Pervasive Computing enabling information access anytime, anyplace, and in any computing device. Besides, it represents data on the user s profile, so that adaptation of the interfaces is entirely focused on the end user. The knowledge representation about the user profile needed for PIDIM architecture modeling is done through ontologies due to the possibility of reuse of stored information. In order to validate and demonstrate the flow of operation of the proposed approach is presented a case study in the literature, which has as scenario the adaptation of user interfaces when it is in motion. / O grande avanço na indústria de semicondutores possibilitou um aumento no desenvolvimento e comercialização de dispositivos eletrônicos móveis. Juntamente com este mercado, cresceu a necessidade de novos métodos de programação e uma visão diferente para criação de interfaces. Interfaces que antes só eram utilizadas em desktops com base de interação teclado e mouse, hoje são utilizadas em diferentes tipos de dispositivos, como celulares, smartphones e tablets, seja utilizadas em telas sensíveis ao toque como também por comando de voz. Levando em conta estes aspectos de multiplataforma e diferentes usabilidades, torna-se visível a importância de interfaces que se adaptem "ao meio". Com o aparecimento dos dispositivos móveis, a área em questão passou a ser de fundamental importância, pois estes dispositivos possuem características particulares fundamentais para a composição de uma interface satisfatória ao usuário. Os dispositivos móveis estão abrangendo uma diversidade grande de características, o que torna o desenvolvimento de uma interface um processo complexo. Uma das formas de desenvolver e adaptar interfaces de usuário de forma a facilitar o manuseio e diminuir o estresse no momento da utilização do dispositivo é através do uso de perfis de usuários e capacidades de dispositivos, fazendo com que a interface se adapte às necessidades e preferências do usuário e consiga se adaptar totalmente às funcionalidades do dispositivo. Considerando isto, este trabalho tem como objetivo apresentar a arquitetura PIDIM, a fim de ajudar na personalização e adaptação de interfaces de usuário para dispositivos móveis em ambientes pervasivos. As interfaces de usuários adaptadas por este processo da arquitetura PIDIM visam facilitar a utilização de dispositivos móveis. A abordagem proposta apresenta uma arquitetura que utiliza conceitos de Computação Pervasiva possibilitando acesso à informação a qualquer hora, lugar, e dispositivo computacional, além de representar dados relativos ao perfil de usuários, para que a adaptação das interfaces seja totalmente focada no usuário final. A representação do conhecimento sobre o perfil do usuário necessário para a modelagem da arquitetura PIDIM é feita através de ontologias devido a possibilidade de reuso das informações armazenadas. A fim de validar e demonstrar o fluxo de funcionamento da abordagem proposta, é apresentado um estudo de caso, encontrado na literatura, o qual possui como cenário a adaptação de interfaces de usuários quando o mesmo se encontra em movimento.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In despite of the great advantages of adopting computer systems for storing patient's information in hospitals and clinics, such systems are adopted with restrictions in these institutions. Some studies indicate that the rejection of such systems by the clinicians is greats due to computing not consider the particularities of the activities performed by the user in the clinical field. Considering this background, the project ClinicSpace aims to build a prototype tool to help health professionals in performing of their activities, using concepts and technologies of ubiquitous computing, which suggests that the computation must be fully integrated into the environment, disappearing from the user's consciousness and assisting him in their daily activities. This paper proposes an architecture called pEHS - Pervasive Electronic Healthcare System - a electronic health system inserted in the ClinicSpace's proposal, where the computing is oriented to clinical activities and the applications do interact with the ubiquitous environment through context information. The contribution of this paper is the proposal of a new software architecture in which pEHS modular applications follows the medical activities, making the system to adapt to the clinician's activities. In the architecture there are two points in evidence: the possibility of access to any information from the patient's health history and the adaptation of pEHS applications to the context information at runtime. The prototyped architecture will be used in the ClinicSpace project to build the applications needed for the clinicians helping them to carry out their activities. / Apesar das grandes vantagens existentes na adoção de sistemas computacionais para armazenamento das informações do paciente em ambientes hospitalares, tais sistemas são adotados com restrições em hospitais. Estudos indicam que a rejeição destes pelos clínicos é grande devido à computação não levar em consideração as características das atividades desempenhadas pelo usuário e sua forma particular de o fazê-lo. Tendo em vista essa necessidade, o projeto ClinicSpace tem por objetivo prototipar uma ferramenta para auxílio ao profissional de saúde na realização de suas atividades, utilizando conceitos e tecnologias da Computação Ubíqua, a qual propõe que a computação deve ser totalmente integrada ao ambiente de forma a desaparecer da consciência do usuário e auxiliá-lo na realização de suas atividades diárias. Este trabalho propõe uma arquitetura chamada pEHS Pervasive Electronic Healthcare System sistema eletrônicos de saúde inserido na proposta do ClinicSpace, onde a computação é orientada a atividades clínicas e as aplicações interagem com o ambiente ubíquo através das informações de contexto. A contribuição deste trabalho é uma proposta nova de arquitetura de software na qual as aplicações modulares do pEHS acompanham as atividades médicas, fazendo com que o sistema adapte-se às atividades do profissional. Destacam-se dois pontos da arquitetura:a possibilidade de acesso a qualquer informação do histórico de saúde do paciente e a adaptação das aplicações pEHS às informações de contexto em tempo de execução. A arquitetura prototipada será utilizada no andamento do projeto ClinicSpace para a construção das aplicações necessárias aos profissionais de saúde para a realização de suas atividades de forma personalizada.

The modern organizations are becoming increasingly dependent on Information Technology (IT), which requires implementation of an effective management support on this area where the high investments achieved can add value for the companies. The intent of reducing the damage caused by unusual computer problems is to provide an active and complete technical assistance to the users. This support team, which is responsible for IT maintenance, was initially named help desk and later, it was modified to service desk due to its significance and the integrated services that were added in this work area. The high diversity of hardware and software besides the current user s demand, which increase the complexity of the technical assistance, creates a new request: the human resource allocation that provides an appropriate profile for solving different types of computers problems. Professionals, who don t have the proper expertise (work experience and practice) for specific maintenance, can bring unnecessary travel for the technician and work inactivity for the requester.This paper aims the adjustment of a service desk tool developed at the Federal University of Santa Maria. The remodelling involves a context-aware computing, location awareness and temporal context characteristics and the technician expertise. The main results demonstrate a service desk context-aware system (sdvpc-SC), that also enables its access through a mobile device and the improvement of technical calls distributed by expertise and geographical location. The tests proved that the system is technically possible and its adjustments can be easily implemented in different types systems of the same category. / As organizações modernas estão se tornando cada vez mais dependentes da Tecnologia da Informação (TI), o que torna imprescindível a implementação de um gerenciamento efetivo da TI para que os altos investimentos realizados no setor possam agregar valor às empresas. Quando surge um problema em algum equipamento de informática, ocasionando um funcionamento anormal dos serviços, espera-se que o usuário tenha uma resposta rápida e clara da equipe de suporte para minimizar os prejuízos causados. Esta equipe de suporte, responsável por resolver os problemas de TI, foi inicialmente denominada help desk, mas devido a sua importância e a novos serviços agregados a sua área de atuação passou a ser chamada de service desk. A grande diversidade de hardware e software aliada as atuais exigências dos usuários torna o atendimento mais complexo e cria uma nova demanda: a alocação de recursos humanos que apresentem o perfil adequado para resolução dos diferentes tipos de problemas. Alocar técnicos que não possuem a expertise (experiência e prática) correta para a solução do problema pode ocasionar, para o técnico, a perda de tempo pelo deslocamento desnecessário, e para o usuário a ociosidade devido à falta de solução do incidente no primeiro atendimento. Este trabalho apresenta a adaptação de uma ferramenta de service desk desenvolvida na Universidade Federal de Santa Maria. As adequações envolvem características da computação sensível ao contexto de localização, temporal e de expertise do técnico. Como principais resultados, obteve-se um sistema de service desk sensível ao contexto (sdvpc-SC), que possibilita o seu acesso através de dispositivo móvel, com a otimização das chamadas por expertise e a localização geográfica do técnico. Os testes demonstraram que o sistema é tecnicamente viável e as adaptações realizadas neste trabalho podem ser facilmente implementadas em diferentes tipos de sistemas da mesma categoria.

Currently, Pervasive Computing is focused on the development of programmable and interactive environments, which are intended to help the user in daily activities. The health system of the future envisages the use of Pervasive Computing as a way of optimizing and automating clinical activities. Under such perspective, the present study has tried to add, in a middleware for pervasive environment management, the supporting for management and accomplishment of clinical tasks (pervasive applications that help physicians perform their activities), fulfilling some requirements of activities-oriented computing, and creating a tool that will help physicians in their daily tasks. In modeling of the tasks management system, the middleware EXEHDA Execution Environment for Highly Distributed Applications has been used to manage the pervasive environment where tasks will be performed. Due to the flexible features of EXEHDA, as the integration of new services, the supporting of the middleware to the new tasks management was added as a new subsystem, composed by the services that implement the new features. So, the main contribution of present study was the modeling of the architecture for the new subsystem of EXEHDA, responsible for management of tasks in pervasive environment. As a secondary contribution, was developed a prototype of the core of this new subsystem (a service for managing tasks), already providing same integration within other services modeled for the architecture. This prototype can be used, during the course of the ClinicSpaces Project, as a basis for testing and evaluation of other services and to facilitate the participation of professionals from other areas in the project. / Atualmente, a Computação Pervasiva está direcionada ao desenvolvimento de ambientes programáveis e interativos, os quais auxiliarão o usuário em suas atividades diárias. O sistema de saúde do futuro prevê o uso da Computação Pervasiva como forma de otimizar e automatizar as atividades clínicas. Tendo em vista essa perspectiva, neste trabalho buscou-se adicionar, a um middleware de gerenciamento do ambiente pervasivo, o suporte ao gerenciamento e à execução de tarefas clínicas (aplicações pervasivas que auxiliam o clínico a realizar suas atividades), atendendo a alguns requisitos da computação orientada a atividades, e criando uma ferramenta para auxiliar os clínicos em suas atividades diárias. Na modelagem do sistema de gerenciamento de tarefas, o middleware EXEHDA Execution Environment for Highly Distributed Applications foi utilizado para gerenciar o ambiente pervasivo no qual as tarefas irão executar. Devido às características flexíveis do EXEHDA quanto à integração de novos serviços, o suporte do middleware ao gerenciamento de tarefas foi adicionado através de um novo subsistema, composto pelos serviços que implementam as novas funcionalidades. Portanto, a principal contribuição deste trabalho foi a modelagem da arquitetura do novo subsistema do EXEHDA, responsável pelo gerenciamento de tarefas no ambiente pervasivo. Como contribuição secundária, foi desenvolvido um protótipo do núcleo desse novo subsistema (um serviço para gerenciamento de tarefas), já prevendo certa interação com os demais serviços modelados para a arquitetura. Esse protótipo poderá ser usado, durante o andamento do projeto ClinicSpaces, como base para teste e avaliação dos outros serviços, bem como, para facilitar a participação de profissionais de outras áreas no prosseguimento do projeto.

To improve the system usability and assist the user during the execution of their daily clinical tasks, were designed new components and services to realize the task inference in the ClinicSpace architecture. The ClinicSpace project, currently being developed by the GMob of the PPGI/UFSM, aims to build a pilot tool that allows the modeling of the clinical tasks by the physician and their automatic management. To model and develop an inference service to this architecture is the main goal of the work described in the current dissertation. To realize the task inference, were used the task execution history of each user together with the present characteristics of the environment during the tasks executions. In this way, is possible to trace the profile of each user, knowing which functionalities will be necessary for him in the near future. With the capture of the environment information during the task execution, was used the C4.5 algorithm to infer, foresee, the next task to be executed. Together with the constant environment monitoring, were detected patterns that allows suppose the future execution of a task, helping the system utilization. The system presents the inferred tasks as suggestion in the graphical interface to not take automatic decisions, taking the user role, predicting a general improvement in the system usability. To validate the developed architecture, were made performance analyses of the inference mechanism, resulting in a small interference of the execution time of the whole system. / De forma a melhorar a usabilidade do sistema e auxiliar o usuário durante a execução de suas tarefas clínicas cotidianas foram projetados novos componentes e serviços para realizar a inferência de tarefas na arquitetura ClinicSpace. O projeto ClinicSpace, em desenvolvimento no GMob do PPGI/UFSM, visa construir uma ferramenta-piloto que permita a programação das atividades clínicas pelo próprio médico e o gerenciamento automático destas. Modelar e implementar um serviço de inferência para essa arquitetura é o objetivo principal do trabalho descrito nesta dissertação. Como base para a inferência das tarefas de cada usuário, utilizou-se o histórico de execução de tarefas juntamente com as características presentes no ambiente durante a execução. Dessa forma, é possível traçar o perfil de cada usuário, conhecendo-se quais funcionalidades serão necessárias a ele no futuro. A partir da captura de informações do ambiente durante a execução das tarefas, foi utilizado o algoritmo C4.5 para inferir, prever, a próxima tarefa a ser executada. Em conjunto com o constante monitoramento do ambiente são detectados os padrões que levam a supor a execução futura de uma tarefa, auxiliando na utilização do sistema. A partir da tarefa inferida, o sistema a apresenta como sugestão na interface gráfica de forma a não tomar decisões automáticas em substituição ao papel do usuário, prevendo-se uma melhoria geral na usabilidade do sistema. Como forma de validação da arquitetura desenvolvida foram feitas análises de desempenho do mecanismo de inferência, obtendo-se o resultado de baixa interferência nos tempos de execução do sistema como um todo.

Considering that irrigation occupies the major percentage of consumed water in agriculture and that Brazil intends to expand considerably its irrigated area in the coming decades, there is a growing need in improving the irrigation water management, mostly in regions with limited availability of water or occurrences of hydric deficiency periods. Therefore, the increase of technologies for performing irrigation using environmental information is becoming important because they enable the maximization of water and energy consumption, maintaining or even improving the yield and quality of agricultural production. This work proposes a context-aware remote sensing architecture for irrigation and its contributions are: (a) the development of two prototypes of a moisture and precipitation meter based on the proposed architecture using open hardware technologies; (b) the development of a context taxonomy that defines the types of information that can be used in the prototype s architecture; and (c) a comparison between two different types of soil moisture sensors. For the validation of the architecture, two case studies were realized to verify the correct functioning of the architecture components, as well as a data collection was performed to make the comparison between a resistive low-cost sensor produced at the Federal University of Santa Maria, and a high-accuracy and high-cost frequency domain reflectometry (FDR) sensor (CS616 - Campbell Scientific, United States). The results obtained from the analyzed data were satisfactory, where it was verified that the architecture is viable, meeting the requirements to which it has proposed. In addition, the comparison performed showed a determination coefficient of up to 95 % between the low-cost resistive soil moisture sensors and the soil moisture sensors CS616 of Campbell R . / Considerando que a irrigação ocupa a maior porcentagem da água consumida na agricultura, e que o Brasil pretende expandir consideravelmente a sua área irrigada nas próximas décadas, há uma crescente necessidade de melhorar o manejo da água de irrigação, principalmente em regiões com reduzida disponibilidade de água ou ocorrência de períodos de deficiência hídrica. Por isso, o incremento de tecnologias na realização da irrigação utilizando-se de informações referentes ao ambiente, estão tornando-se importantes por permitirem a maximização do uso da água e energia, mantendo, ou mesmo melhorando, o rendimento e a qualidade da produção agrícola. Este trabalho propõe uma arquitetura de sensoriamento remoto sensível ao contexto para irrigação, e suas contribuições são: (a) o desenvolvimento de dois protótipos de um medidor de umidade e pluviometria baseados na arquitetura proposta utilizando tecnologias open hardware; (b) o desenvolvimento de uma taxonomia de contextos que define os tipos de informações que podem ser utilizadas na arquitetura dos protótipos; e (c) uma comparação entre dois tipos distintos de sensores de umidade do solo. Para a validação da arquitetura, foram realizados dois estudos de caso para verificar o correto funcionamento dos componentes da arquitetura, bem como a coleta de dados para efetuar a comparação entre um sensor resistivo de baixo custo produzido na Universidade Federal de Santa Maria, e um sensor de alta precisão e custo que utiliza a técnica de reflectometria no domínio da frequência (FDR) (CS616 - Campbell Scientific, Estados Unidos). Os resultados obtidos com os dados analisados foram satisfatórios, onde verificou-se que a arquitetura atende aos requisitos aos quais se propôs. Além disso, a comparação realizada apresentou coeficientes de determinação de até 95% entre os sensores resistivos de umidade do solo de baixo custo e os sensores de umidade do solo CS616 da Campbell R .

The project ClinicSpace aims to fill gaps in current clinical systems, regarding to the characteristics of pervasive computing tasks and clinical activities support to the user (physician). The architecture of the model ClinicSpace, built from the perspective given by the activity theory, it is composed of several modules that interconnected offer the features needed in a system geared to clinical pervasive end-user. One of these modules is the treatment of the clinical tasks. This work holds a discussion on the present requirements for the treatment of the clinical tasks, defining an architecture to link them to the tasks of the user, allowing context customization and automatic entry of data. The customization is achieved through the use of Programmable Elements of Context, which are represented by actuators, physical or logical, responsible for providing the system capacity of automatic executions, based on the parameters specified by the user. Yet the automatic data comes from the implicit way of obtaining these, the information used by applications that the user performs in the course of their duties. For this, an architecture was set up to support the customization and the semantic specification of data used. Building such features extended the pervasive middleware EXEHDA, modifying the already existing services and adding new ones. The main contribution of this work is the interconnection between the components that make up the architecture, building a unique view of the context of a task from the perspective of the necessary data for it and the ability to be customized by the user. Thus, it reduces the need for explicit data entry, and it contributes to the reducing rejections of its adoption of clinical systems in highly dynamic environments such as hospitals. / O projeto ClinicSpace tem por objetivo preencher as lacunas existentes nos sistemas clínicos atuais, no que tange às características de pervasividade e apoio de tarefas computacionais às atividades clínicas que o usuário (médico) realiza. A arquitetura do modelo ClinicSpace, construída a partir da perspectiva dada pela teoria da atividade, é composta por vários módulos que interligados oferecem as características necessárias a um sistema clínico pervasivo orientado ao usuário-final. Um desses módulos é o tratamento de contexto das tarefas clínicas. Esse trabalho realiza uma discussão sobre os requisitos presentes para o tratamento de contexto das tarefas clínicas, definindo uma arquitetura para associá-los às tarefas do usuário, permitindo personalização de contexto e entrada automática de dados. A personalização é obtida através da utilização de Elementos Programáveis de Contexto, que são representados por atuadores, físicos ou lógicos, responsáveis por dotar o sistema de capacidade de execuções automáticas, baseadas em parâmetros de contexto especificados pelo usuário. Já a entrada automática de dados trata da obtenção destes de maneira implícita, obtendo as informações utilizadas pelas aplicações que o usuário executa, no decorrer de suas tarefas. Para isso, definiu-se uma arquitetura com suporte à personalização e especificação semântica dos dados nela utilizados. Para construir tais funcionalidades, estendeu-se o middleware pervasivo EXEHDA, modificando serviços existentes e agregando novos serviços. A principal contribuição do trabalho está na interligação existente entre os componentes que integram a arquitetura, construindo uma visão única do contexto de uma tarefa sob a perspectiva dos dados necessários a ela e da capacidade de personalização pelo usuário. Dessa forma, reduz-se a necessidade da entrada explícita de dados, e contribui-se para a redução da rejeição da adoção dos sistemas clínicos em ambientes altamente dinâmicos, como os hospitalares.