Social networks have been used to understand how information flows through an organization as well as identifying individuals that appear to have control over this information flow. Such individuals are identified as being central nodes in a graph representation of the social network and have high "betweenness" values. Rather than looking at graphs derived from email, on-line forums, or telephone connections, we consider sequences of bipartite graphs that represent face-to-face meetings between individuals, and define a new metric to identify the information elite individuals. We show that, in our simulations, individuals that attend many meetings with many different people do not always have high betweenness values, even though they seem to be the ones that control the information flow. / Singapore-MIT Alliance (SMA)

Τα τελευταία χρόνια, με την ανάπτυξη της Πληροφορικής Τεχνολογίας, οι Οντολογίες βρίσκονται στο επίκεντρο των ενδιαφερόντων επιστημόνων και ερευνητικών ομάδων σε όλο τον κόσμο. Η έρευνα κατευθύνεται σε μια σειρά από διαφορετικά επιστημονικά πεδία όπως της τεχνητής νοημοσύνης, της διαχείρισης γνώσης, καθώς και των τεχνολογιών του παγκόσμιου και ιδιαίτερα του σημασιολογικού ιστού. Το σύνολο των διεργασιών οι οποίες αφορούν στην διαδικασία ανάπτυξης οντολογιών, στον κύκλο ζωής τους, καθώς και στις μεθοδολογίες, στα εργαλεία και στις γλώσσες προγραμματισμού που απαιτούνται για την δημιουργία τους αναφέρεται ως Μηχανική των Οντολογιών. Η κατασκευή οντολογιών είναι μια διεργασία η οποία επηρεάζεται από αντικειμενικούς αλλά και υποκειμενικούς παράγοντες. Στους αντικειμενικούς παράγοντες περιλαμβάνονται τα εργαλεία με τα οποία θα κατασκευαστεί και θα επεξεργαστεί η οντολογία, η γλώσσα στην οποία θα αναπτυχθεί, η μεθοδολογία στην οποία θα βασιστεί, οι εφαρμογές στις οποίες θα χρησιμοποιηθεί, το είδος της οντολογίας και τις διαθέσιμες πηγές γνώσης (τυπικές ή μη), όπως λεξικά ή υπάρχουσες οντολογίες. Στους υποκειμενικούς παράγοντες περιλαμβάνονται οι ειδικές δεξιότητες ανάλυσης γνώσης και η εμπλοκή ατόμων που το καθένα έχει την δική του άποψη σχετικά με το πεδίο ενδιαφέροντος. Συνεπώς, η ανάπτυξη μιας οντολογίας είναι επιρρεπής στα λάθη, αφού μπορεί να υπάρξουν διάφορες ερμηνείες για το ίδιο πεδίο και τα αποτελέσματα είναι συχνά υποκειμενικά, διότι κάθε σχεδιαστής οντολογιών έχει διαφορετικούς στόχους, μπορεί να αναλύει το πεδίο ενδιαφέροντος σε διαφορετικό επίπεδο και αποσκοπεί σε διαφορετικό τρόπο χρήσης της οντολογίας. Για να ξεπεραστεί το πρόβλημα της δημιουργίας υποκειμενικών οντολογιών, οι ερευνητές ανέπτυξαν συνεργατικές μεθοδολογίες ανάπτυξης. Στις μεθοδολογίες αυτές πολλές υποκειμενικές και ίσως αντιφατικές έννοιες πρέπει να συνενωθούν έτσι ώστε να οδηγήσουν σε ένα διαμοιραζόμενο εννοιολογικό μοντέλο. Η μετάβαση όμως από την ατομική αντίληψη στο επίπεδο της κοινότητας, που θεωρείται δεδομένη σε μια συνεργατική προσέγγιση, απαιτεί ικανότητες και γνώσεις τις οποίες κάποιος αρχάριος δεν διαθέτει. Με βάση τον παραπάνω προβληματισμό, στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αξιοποίηση της μεθοδολογίας κατασκευής οντολογιών που προτείνεται στην εργασία [L. Seremeti and A. Kameas. “A task-based ontology engineering approach for novice ontology developers”. 4th Balkan Conference in Informatics, Thessaloniki, Greece, 2009]. Στο πλαίσιο αξιοποίησής της, κατασκευάζονται οντολογίες οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές περιρρέουσας νοημοσύνης. Ειδικότερα, παρατίθενται αναλυτικά οι μεθοδολογίες ανάπτυξης οντολογιών και κατηγοριοποιούνται. Αναλύονται στην συνέχεια, οι ιδιαιτερότητες των οντολογιών σε Περιβάλλοντα Περιρρέουσας νοημοσύνης και τελικά ακολουθώντας, τα στάδια ανάπτυξης οντολογιών της προαναφερθείσας μεθοδολογίας, κατασκευάζονται οντολογίες πεδίου ενδιαφέροντος οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές περιρρέουσας νοημοσύνης. / The last years, with the development of Computer scientist Technology, the Ontologies are found in the centre of interesting scientists and inquiring teams in all the world. The research is directed in a line by different scientific fields as the artificial intelligence, the management of knowledge, as well as technologies of the world wide web and particularly the semantic web. The total of activities what concern in the process of development of ontologies, in their circle of life, as well as in the methodologies, in the tools and in the computing languages that are required for the creation to them are reported as Mechanics of Ontologies. The manufacture of ontologies is an activity which is influenced by objective but also subjective factors. In the objective factors are included the tools with which will be manufactured and will process the ontology, the language in which will be developed, the methodology on which it will be based, the applications in which it will be used, the type of ontology and the available sources of knowledge (formal or not), as dictionaries or existing ontologies. In the subjective factors are included the special dexterities of analysis of knowledge and the entanglement of individuals that each one has his own opinion with regard to the field of interest. Consequently, the development of ontology is prone in the errors, after it can exist various interpretations for the same field and the results are frequent subjective, because each designer of ontologies aims at different, can analyze the field of interest in different level and aims in different way of use of ontology. In order to exceeded the problem of creation of subjective ontologies, the researchers developed cooperative methodologies of development. In these methodologies many subjective and perhaps contradictory significances should join themselves so as to lead to a distribute conceptual model. The passage however from the individual perception in the level of community, that is considered given in a cooperative approach, requires faculties and knowledge which someone novice does not have. Based in the last examination, objective of present diplomatic work is the exploitation of methodology of manufacture of ontologies that is proposed in the work [L. Seremeti and A. Kameas. “A task-based ontology engineering approach for novice ontology developers”. 4th Balkan Conference in Informatics, Thessaloniki, Greece, 2009]. In the frame of exploitation of the methontology , are manufactured ontologies that will be used in applications of ubiquitous intelligence. More specifically, are mentioned analytically the methodologies of development ontologies and are categorized. Are then analyzed, the particularities of ontologies in Ubiquitous Computing Environments and finally following, the stages of development ontologies of mentioned before methodology, are manufactured ontologies of field of interest what will be used in applications of Ubiquitous Computing intelligence.

Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία μελετάται ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη, η εγκατάσταση και λειτουργία ολοκληρωμένων εφαρμογών δίαχυτου υπολογισμού με χρήση ετερογενών ασυρμάτων αισθητήρων. Η ασύρματη επικοινωνία ετερογενών συσκευών σε ένα διάχυτο σύστημα παρουσιάζει σημαντικά προβλήματα καθώς χρησιμοποιούνται συσκευές με εντελώς διαφορετική αρχιτεκτονική, διαφορετικά χαρακτηριστικά και διαφορετικές δυνατότητες όσον αφορά τις τεχνολογίες που υποστηρίζουν για την υλοποίηση εφαρμογών σε αυτές. Αρχικά εστιάζουμε στον εντοπισμό των αιτιών που δεν επιτρέπουν την ασύρματη επικοινωνία των συσκευών και προτείνουμε συγκεκριμένες λύσεις. Προτείνουμε επίσης, μια αρχιτεκτονική ενός συγκεκριμένου συστήματος η οποία βασίζεται σε μια ιεραρχία επιπέδων προσφέροντας επεκτασιμότητα καθώς επίσης και χρήση διαφορετικών συσκευών.Για την μελέτη της συμπεριφοράς του συστήματος αναπτύσσονται συγκεκριμένες εφαρμογές οι οποίες παρουσιάζουν τις δυνατότητες του. / Within the scope of this MSc dissertation, we discuss the design and implementation of pervasive applications on top of heterogeneous wireless sensor network environment. The wireless communication between heterogeneous devices is an inherently difficult research problem due to fundamental differences in system architecture, properties and capabilities of the these devices. Initially, our research focused on the identification of the problems related to the intercommunication among the devices of a heterogeneous wireless sensor network. As a solution, we propose a new abstract system that provides the key qualities needed for a successful pervasive system; expandability, scalability and performance. The new architecture achieves interoperability among the devices by introducing abstraction in the communication protocol. In order to demonstrate the applicability of our system we include various representative use case scenarios, that illustrate the usage of our infrastructure.

Η παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφει τη διαδικασία σχεδιασμού, υλοποίησης και αξιολόγησης του χωροευαίσθητου παιχνιδιού Benaki MuseumScrabble (BMS), το οποίο απευθύνεται σε επισκέπτες του μουσείου Μπενάκη. / This diploma thesis describes the design, implementation and evaluation of the location based game "Benaki MuseumScrabble", which was created for the Benaki museum visitors

Este trabalho apresenta uma proposta de infra-estrutura de software sensível ao contexto para a computação ubíqua (ubicomp) denominada Continuum. A área de ubicomp, também chamada de computação pervasiva, pressupõe uma forte integração com o mundo real, com foco no usuário e na manutenção de alta transparência. Para o desenvolvimento de aplicativos nesse cenário, é necessária uma infra-estrutura de software adequada. A infra-estrutura projetada é baseada no padrão da arquitetura orientada a serviços (service-oriented architecture ou SOA), fazendo uso de framework e middleware, e empregando uma redefinição da semântica siga-me. Nessa visão redefinida, os usuários podem ir para qualquer lugar carregando os dados e os aplicativos que desejam, os quais podem ser usados de forma imperceptível e integrada com o mundo real (seamless integration). O foco particular desse trabalho é sensibilidade ao contexto: a percepção de características relacionadas aos usuários e ao entorno. No trabalho são considerados os recursos disponíveis no ambiente e é mantida a história dos dados de contexto. Além disso, é proposta a representação do contexto para promover raciocínio e compartilhamento de conhecimento, empregando uma ontologia. Dessa forma, contexto é representado de uma maneira formal e bastante expressiva, diferente de muitas soluções existentes hoje em dia que ainda usam modelos de representação ad hoc. Esta tese está então na interseção destas três áreas principais: infra-estrutura de software para ubicomp, sensibilidade ao contexto e ontologias. No desenvolvimento desta tese, também examina-se o campo da computação ubíqua, e sugere-se um modelo de arquitetura geral que enfrente esses desafios fundamentais. Baseado nos requisitos estabelecidos para esse modelo, propõe-se um conjunto de serviços para o Continuum. Os serviços são projetados considerando o trabalho previamente desenvolvido pelo nosso grupo de pesquisa, mais especificamente o projeto ISAM, e particularmente o middleware EXEHDA. A proposta estende esses projetos, adicionando aspectos que não haviam sido considerados no momento do seu desenvolvimento. Particularmente, o suporte a sensibilidade de contexto é melhorado com a proposta de uma ontologia para a formalização da informação de contexto. Algumas análises, usando a metodologia de estudo de caso, foram conduzidas para apreciar as principais proposições da tese. Baseado nessas avaliações, foram apresentadas algumas lições aprendidas e traçada a conclusão do trabalho. Como resultado, Continuum é uma infra-estrutura de software que endereça muitos aspectos da computação ubíqua, integrando imperceptivelmente diferentes desafios. / The present work is a proposal of a context-aware software infrastructure for ubiquitous computing (ubicomp) named Continuum. The ubicomp area, also called pervasive computing, presupposes a strong integration with the real world, with focus on the user and on keeping high transparency. For the development of applications in this scenario, we need an adequate software infrastructure. The infrastructure designed in this work is based on service-oriented architecture (SOA), making use of framework and middleware, and employing a redefinition of follow-me semantics. In this redefined vision, users can go anywhere carrying the data and application they want, which they can use in a seamlessly integrated fashion with the real world. The specific focus of our work is context awareness: the perception of characteristics related to users and surroundings. We consider the resources available in the environment and keep a history of context data. Furthermore, we propose the representation of context to promote reasoning and knowledge sharing, using ontology. In this way, context is represented in a considerably expressive, formal approach, different from many solutions that exist today, which still use ad hoc representations models. Our work is then at the intersection of these three main areas: software infrastructures for ubicomp, context awareness, and ontologies. In the development of this thesis, we also survey the field of ubiquitous computing, suggesting a general architectural model to deal with its fundamental challenges. Based on the established requirements for this model, we propose a set of services for Continuum. The services are designed considering the previous works developed by our research group, namely ISAM (Infra-estrutura de Suporte às Aplicações Móveis – Mobile Applications Support Infrastructure), and particularly the middleware EXEHDA (Execution Environment for Highly Distributed Applications). We further extend these projects, by adding aspects to them that had not been considered at the time of their development. Particularly, we improve context awareness support, proposing an ontology for the formalization of context information. We have conducted some analysis, using case study methodology, to evaluate the main propositions of our work. Based on these assessments, we present lessons learned and draw the conclusion of our work. As a result, Continuum is a software infrastructure that addresses many aspects of ubiquitous computing, seamlessly integrating many different challenges.

A Computação Pervasiva tem sido tema de diversos trabalhos nos últimos anos. Essa emergente área de pesquisa propõe uma visão de futuro onde serviços computacionais são oferecidos para os usuários através de inúmeros dispositivos espalhados pelo ambiente. Os serviços são disponibilizados, tanto através da infraestrutura existente dos computadores ligados fisicamente à rede quanto através de dispositivos móveis. Esse espalhamento da computação deve acontecer de maneira natural e imperceptível ao usuário. Dados pessoais, programas e arquivos de dados poderão ser acessados de qualquer lugar em qualquer momento. O poder de processamento será um recurso do ambiente, acessado quando necessário, da mesma forma que é hoje a eletricidade. O usuário não precisará ter ciência de qual máquina realiza o processamento necessário às suas aplicações, contanto que o resultado esperado seja obtido. Acredita-se que essa realidade será atingida através da aliança entre áreas de pesquisa como a Computação em Grade, Computação Móvel e a Computação Consciente do Contexto. A Computação Consciente do Contexto busca enriquecer a comunicação entre os seres humanos e os dispositivos computacionais, tornando sua atuação mais eficaz. As aplicações conscientes do contexto conseguem perceber as modificações que ocorrem no ambiente e adaptar seu comportamento ao novo estado. Esse processo pode ser dividido em três etapas: monitoramento, reconhecimento de contexto e adaptação. Na etapa de monitoramento são coletadas, através de sensores, informações sobre o ambiente. Essas informações, entretanto, são geralmente, de baixo nível de abstração e, portanto, dificilmente usadas diretamente por aplicações. A etapa de reconhecimento de contexto relaciona os dados obtidos do ambiente e transforma-os para que possam ser úteis às aplicações no processo de escolha do comportamento mais adequado à cada circunstância, habilitando a etapa de adaptação a efetivar a transformação do comportamento da aplicação de acordo com a nova situação do ambiente. Este trabalho propõe um servidor de contexto chamado MultiS que tem como objetivo a resolução dos problemas relativos à etapa de reconhecimento de contexto: a produção de dado de contexto baseado em informações de diversos sensores e a capacidade de reagir a modificações no ambiente. Também é proposta uma linguagem para composição de dados do contexto chamada CD-XML utilizada pelas aplicações para descrever ao servidor de contexto os dados aos quais elas são sensíveis. / The Pervasive Computing has been studied on several papers in the last years. This emergent research area presents a vision of future where computational services will be available through uncountable devices scattered across the environment. This service network will be exposed to the users by both traditional wired computers and mobile devices. This distribution of the computing is going to happen smoothly and transparently to the users. Personal data, computer programs, and data files will be available anywhere, anytime. The processing power will be an environment resource and will be accessed whenever needed, in the same way which is the electricity nowadays. The users will no longer need to worry about where their program is being executed, as long as he gets the needed result. The ISAM group believes that this new reality will be achieved through the alliance of research areas such as Grid Computing, Mobile Computing and Context-Aware Computing. The Context-Aware Computing aims to enrich the communication between human being and computer devices. Context-aware applications are capable of recognize the changes on the environment and adapt its own behavior to the new context state. This process can be divided in tree steps: monitoring, context recognition and adaptation. On the monitoring layer, environment information is collected from sensors. Those sensors, however, usually return only low level information, which is hardly used by the applications on its original form. The context recognition layer processes the data acquired from the context and transforms into information aimed to be useful to the adaptation process. With that information the adaptation system can identify the correct behavior for the application on each different context situation. This dissertation propose a context server named MultiS, which target is to solve the problems related to context recognition layer: the production of new context data based on the information of several sensors and the capability of react to changes on the environment. It also presents a new programming language for composition of contextual information, named CD-XML. This language is used by the context-aware applications to communicate to the context server describing which information the application is sensible to.

A evolução das tecnologias de rede estão impulsionando o avanço da área da computação pervasiva. O projeto ISAM (Infra-estrutura de Suporte às Aplicações Móveis Distribuídas), em desenvolvimento no IIjUFRGS, tem como foco atender as demandas de pesquisa desta área e tem como premissa uma abordagem integrada na concepção do ambiente de desenvolvimento e do ambiente de execução. O EXEHDA (Execution Environrnent for High Distributed Applications) constitui o ambiente de execução do ISAM, sendo responsável pela gerência do processamento das aplicações pervasivas.Esta dissertação propõe um frarnework de escalonamento denominado TiPS concebido como um módulo do EXEHDA. O escopo de pesquisa do TiPS tem como tônica o escalonamento na computação pervasiva e a sua concepção na forma de um framework permite a utilização de diferentes estratégias de escalonamento, através da troca de seus componentes mesmo durante a execução. A modelagem do TiPS considera o uso de inteligência artificial baseada em redes bayesianas na proposição da heurística de escalonamento a ser empregada no seu framework. A utilização de redes bayesianas tem por objetivo o tratamento das incertezas relacionadas à elevada dinamicidade típica do ambiente de computação pervasiva. O TiPS foi implementado em Java, com suas funcionalidades integradas aos outros serviços do EXEHDA. Neste sentido foi desenvolvido para gerenciar o frmnework do TiPS, um módulo para a ferramenta EXEHDA-AMI, utilizada para gerenciar o EXEHDA como um todo. O TiPS foi comparado com outros dois escalonadores, para tanto foi desenvolvida uma aplicação de teste e um módulo de geração sintética de carga para promover a dinamicidade do contexto de execução. Os resultados obtidos com o T'iPS foram promissores e apontam para a viabilidade do emprego de heurísticas de escalonamento que envolvem técnicas de inteligência artificial na computação pervasiva. / The evolution of the network technologies are strengthening the pervasive computing development. The ISAM (Infm-estrutum de Suporte às Aplicações Pervasivas) is under development in the II/UFRGS and has as it's main focus on assisting the research dernands related to this therne, and its approach is to integrate the development environmellt and the execution environment. The EXEHDA (Executioll Environrnent for High Distributed Applications) constitutes the execution environment of ISAM, being responsib1e for the management of the pervasive applications execution. This dissertation proposes a framework for scheduling called TiPS, which was conceived as an EXEHDA module. The research scope of TiPS has as its tonic the scheduling in the pervasive computing environrnent, and its conception as a framework permits the use of different scheduling strategies, by the exchange of its components even during the execution. The TiPS rnodelillg considers the integration of all artificial illtelligence strategy based on bayesian networks, within the scheduling frarnework. The use of bayesiall networks has the objective to handle the uncertainties related to the highly dynamic behavior, which is typical in the pervasive computing. TiPS was irnplemellted in Java and its functionalities were integrated to other EXEHDA services, in this sense it was also developed a management module to the EXEHDA-AMI tool, which is used to manage EXEHDA. TiPS was compared to two other schedulers, for this comparison it was developed a test application and a synthetic load generator to create dynamics of the execution environment. The results obtained by TiPS points to the viability of the use of scheduling heuristics based on artificial intelligence tools in the pervasive computing.

O projeto ISAM apresenta uma plataforma para o desenvolvimento e a execução de aplicações pervasivas. O ambiente de execução proposto na arquitetura ISAM, denominado ISAMpe (ISAM pervasive environment), foi concebido para ser implantado em escala global, com elevado número de componentes. Esses componentes podem ser móveis ou fixos e podem apresentar limitações em seus recursos computacionais. Muitas das aplicações pervasivas que podem ser executadas no ISAMpe têm necessidade de um serviço de disseminação capaz de distribuir informações de um produtor para um grande número de consumidores. Esta dissertação apresenta um serviço de disseminação de informações para a arquitetura ISAM, denominado DIMI (Disseminador Multicast de Informações). O DIMI apresenta uma arquitetura de multicast no nível de aplicação. O DIMI propõe um algoritmo de formação da topologia de disseminação que tem o objetivo de alcançar maior escalabilidade pelo alívio de sobrecarga em participantes específicos do canal, durante os momentos em que houver um grande número de novos consumidores querendo iniciar o consumo simultaneamente. No seu ambiente-alvo, o ISAMpe, o DIMI também oferece suporte à desconexão planejada, permitindo que dispositivos computacionais com limitações de conectividade participem da disseminação, e ainda oferece suporte à mobilidade de usuários. A topologia de comunicação do DIMI adapta-se às condições da rede física subjacente a ela, de acordo com critérios específicos da aplicação que utilizar o serviço. Os resultados obtidos com a simulação de alguns aspectos do funcionamento do DIMI e com a execução do protótipo do mesmo validam os argumentos usados para justificar a necessidade e a forma de construção do serviço. / The ISAM project presents a platform to the development and to the execution of pervasive applications. The execution environment proposed by the ISAM architecture, named ISAMpe (ISAM pervasive environment) was conceived to be deployed on global scale, having a large number of components. These components may be mobile or static and may present computational resource limitations. Many of the pervasive applications that may be executed on the ISAMpe need a dissemination service capable of distribute information from one producer to many consumers. This dissertation presents a information dissemination service for the ISAM architecture, named DIMI (Multicast Information Disseminator - Disseminador Multicast de Informações). DIMI presents an application-level multicast architecture. DIMI proposes an algorithm to create the dissemination topology which objective is to achieve scalability through the relief of overload on specific participants of the channel, during the moments where many new consumers want to start consumption simultaneously. Inside its target-environment, DIMI also offer support to user mobility and to planned disconnection, allowing resource limited computational devices to be participants of the dissemination. DIMI's dissemination topology adapt itself to the conditions of fabric network, accordingly to applications' criteria. The results obtained with the simulation of some DIMI's characteristics and with prototipation validate the arguments used to justify the necessity and the way of construction of the service.

Este trabalho apresenta uma proposta de infra-estrutura de software sensível ao contexto para a computação ubíqua (ubicomp) denominada Continuum. A área de ubicomp, também chamada de computação pervasiva, pressupõe uma forte integração com o mundo real, com foco no usuário e na manutenção de alta transparência. Para o desenvolvimento de aplicativos nesse cenário, é necessária uma infra-estrutura de software adequada. A infra-estrutura projetada é baseada no padrão da arquitetura orientada a serviços (service-oriented architecture ou SOA), fazendo uso de framework e middleware, e empregando uma redefinição da semântica siga-me. Nessa visão redefinida, os usuários podem ir para qualquer lugar carregando os dados e os aplicativos que desejam, os quais podem ser usados de forma imperceptível e integrada com o mundo real (seamless integration). O foco particular desse trabalho é sensibilidade ao contexto: a percepção de características relacionadas aos usuários e ao entorno. No trabalho são considerados os recursos disponíveis no ambiente e é mantida a história dos dados de contexto. Além disso, é proposta a representação do contexto para promover raciocínio e compartilhamento de conhecimento, empregando uma ontologia. Dessa forma, contexto é representado de uma maneira formal e bastante expressiva, diferente de muitas soluções existentes hoje em dia que ainda usam modelos de representação ad hoc. Esta tese está então na interseção destas três áreas principais: infra-estrutura de software para ubicomp, sensibilidade ao contexto e ontologias. No desenvolvimento desta tese, também examina-se o campo da computação ubíqua, e sugere-se um modelo de arquitetura geral que enfrente esses desafios fundamentais. Baseado nos requisitos estabelecidos para esse modelo, propõe-se um conjunto de serviços para o Continuum. Os serviços são projetados considerando o trabalho previamente desenvolvido pelo nosso grupo de pesquisa, mais especificamente o projeto ISAM, e particularmente o middleware EXEHDA. A proposta estende esses projetos, adicionando aspectos que não haviam sido considerados no momento do seu desenvolvimento. Particularmente, o suporte a sensibilidade de contexto é melhorado com a proposta de uma ontologia para a formalização da informação de contexto. Algumas análises, usando a metodologia de estudo de caso, foram conduzidas para apreciar as principais proposições da tese. Baseado nessas avaliações, foram apresentadas algumas lições aprendidas e traçada a conclusão do trabalho. Como resultado, Continuum é uma infra-estrutura de software que endereça muitos aspectos da computação ubíqua, integrando imperceptivelmente diferentes desafios. / The present work is a proposal of a context-aware software infrastructure for ubiquitous computing (ubicomp) named Continuum. The ubicomp area, also called pervasive computing, presupposes a strong integration with the real world, with focus on the user and on keeping high transparency. For the development of applications in this scenario, we need an adequate software infrastructure. The infrastructure designed in this work is based on service-oriented architecture (SOA), making use of framework and middleware, and employing a redefinition of follow-me semantics. In this redefined vision, users can go anywhere carrying the data and application they want, which they can use in a seamlessly integrated fashion with the real world. The specific focus of our work is context awareness: the perception of characteristics related to users and surroundings. We consider the resources available in the environment and keep a history of context data. Furthermore, we propose the representation of context to promote reasoning and knowledge sharing, using ontology. In this way, context is represented in a considerably expressive, formal approach, different from many solutions that exist today, which still use ad hoc representations models. Our work is then at the intersection of these three main areas: software infrastructures for ubicomp, context awareness, and ontologies. In the development of this thesis, we also survey the field of ubiquitous computing, suggesting a general architectural model to deal with its fundamental challenges. Based on the established requirements for this model, we propose a set of services for Continuum. The services are designed considering the previous works developed by our research group, namely ISAM (Infra-estrutura de Suporte às Aplicações Móveis – Mobile Applications Support Infrastructure), and particularly the middleware EXEHDA (Execution Environment for Highly Distributed Applications). We further extend these projects, by adding aspects to them that had not been considered at the time of their development. Particularly, we improve context awareness support, proposing an ontology for the formalization of context information. We have conducted some analysis, using case study methodology, to evaluate the main propositions of our work. Based on these assessments, we present lessons learned and draw the conclusion of our work. As a result, Continuum is a software infrastructure that addresses many aspects of ubiquitous computing, seamlessly integrating many different challenges.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increasing number of eldery people is demanding increasingly infrastructure of health systems mainly due to the incidence of diseases associated with older profile. Among these, one of the most worrying is dementia, a syndrome that progressively affects cognitive and motor functions of patients, who become dependent care and constant monitoring. The home care could mean an interesting alternative to avoid a possible hospitalar collapse , providing care to patients in their own home. However, the home environment can become complex, since often the caregiver is someone of the family and does not have the correct technique of monitoring or being inattentive due to wear caused by intense patient care. Thus it becomes necessary to develop solutions which reduce the overhead of the caregiver while the patient continues to be monitored. One way to achieve such solutions is by applying concepts of pervasive computing in home environments. Through an environment populated by sensors and other computing devices the patient can be monitored constantly and the environment can adapt to the needs of the user, anticipating the situations according to the current context. For this, the context must be represented clearly and with the semantics of their entities well-defined. Considering this, this work presents a approach for pervasive environments aimed to the care of the patients with dementia in homecare environments. This approach is composed of an architecture for development of pervasive systems, and an ontology for knowledge representation environments pervasive oriented to patients with this profile. It is believed, with the approach proposed, preserve the autonomy of patients as well as stimulate their cognitive functions remaining, besides to reduce the burden suffered by their caregivers. / A crescente quantidade de pessoas idosas vem exigindo cada vez mais infraestrutura dos sistemas de saúde atuais devido, principalmente, à alta incidência de doenças associadas ao perfil idoso. Dentre elas, uma das mais preocupantes é a demência, uma síndrome que afeta progressivamente as funções cognitivas e motoras dos pacientes, os quais tornam-se dependentes de cuidados e monitoramento constantes. O cuidado em homecare pode ser uma alternativa interessante para evitar um possível colapso hospitalar, proporcionando cuidados aos pacientes em sua própria casa. No entanto, o ambiente domiciliar pode se tornar complexo, visto que muitas vezes o cuidador é alguém da própria família e que não possui a técnica correta de monitoramento ou esta desatento em função do desgaste provocado pelo intenso cuidado ao paciente. Assim, torna-se necessário o desenvolvimento de soluções que diminuam a sobrecarga do cuidador, ao passo em que o paciente continue sendo monitorado. Uma maneira de viabilizar tais soluções é através da aplicação de conceitos de computação pervasiva em ambientes domiciliares. Através de um ambiente povoado de sensores e de outros dispositivos computacionais, o paciente pode ser monitorado constantemente e tal ambiente pode se adaptar às necessidades deste usuário, antecipando-se a situações de acordo com o contexto atual. Para isso, é necessário que o contexto seja representado de maneira clara e com a semântica de suas entidades bem definida. Considerando isso, o presente trabalho apresenta uma abordagem para ambientes pervasivos voltados ao cuidado de pacientes com demência em ambientes de homecare. Tal abordagem é composta por uma arquitetura para o desenvolvimento de sistemas pervasivos, bem como uma ontologia para representação do conhecimento de ambientes pervasivos direcionados a pacientes com este perfil. Acredita-se, com a modelagem proposta, presevar a autonomia dos pacientes, bem como estimular suas funções cognitivas remanescentes, além de diminuir a sobrecarga sofrida por seus cuidadores.