<p>This work describes a design of a multimedia content delivery system based on context, to provide multimedia information and other services according to the user location and his preferences. It focuses on mobility and the problem of different coherent and cohesive presentations depending on the available resources of the presentation environment.</p>

Les deux dernières décennies ont été marquées par un essor remarquable de l'informatique répartie (réseaux pair à pair, grilles de calcul, informatique pervasive, etc.) et des services de télécommunication. Désormais, les nouvelles technologies de l'information et de télécommunication font partie intégrante du quotidien des entreprises et des particuliers. Malgré ces avancées technologiques, les systèmes informatiques restent souvent vulnérables, menacés de pannes, de dysfonctionnements et d'utilisation anarchique ou intempestive des leurs ressources. De plus, les systèmes informatiques deviennent de plus en plus complexes, et entraînent une complexité de leur gestion. Cette vulnérabilit é et complexité sont fortement ampli ées par l'extension géographique des réseaux et des systèmes informatiques, leur hétérogénéité et l'intégration toujours plus importante de l'informatique et des télécommunications. Dans ce contexte, les outils d'administration sont devenus un instrument incontournable de plani cation, d'organisation et de gestion des systèmes informatiques dans leur ensemble. Ils sont même devenus aussi importants que les systèmes administrés eux-mêmes. Toutefois, malgré la multitude des acteurs concernés par la problématique d'administration (éditeurs, constructeurs, organismes de standardisation, etc.) ces systèmes présentent souvent des limitations sur le plan technologique et architectural. D'où le besoin de développer de nouvelles approches et d'explorer de nouvelles technologies mieux adaptées aux dé s d'échelles et d'hétérogénéité des ressources administrées. Cette thèse s'inscrit au c÷ur de cette problématique d'administration. Elle aborde la question d'administration intégrée dans des contextes multi-échelles. A n de répondre à cette question, nous nous appuyons sur une approche pluridisciplinaire : architecture logicielle à base de composants, middleware, systèmes et approches d'administration réseaux. Ainsi, nous proposons une approche d'administration multi-échelles basée sur le concept de Domaine d'administration, et orientée par l'architecture des syst èmes administrés. Pour la validation de l'approche nous proposons le canevas Dasima, un canevas d'administration à base de composants logiciels dotée d'une double exibilité (architecturale et comportementale) et d'une capacité à d'auto-introspection. Ces proprié- tés le distinguent des systèmes d'administration existants et favorisent une administration plus souple dans des contextes multi-échelles. Dans le cadre de la validation de notre approche, le canevas Dasima a été mis en ÷uvre pour l'administration d'une application M2M d'Orange. Plusieurs expérimentations à di érentes échelles, géographiques et numériques, ont été menées sur la plateforme expé- rimentale Grid5000 a n de valider la capacité de passage à l'échelle de l'approche proposée.

A growing number of factors, including costs, technological advancements, ageing populations, and medical errors, are leading industrialized countries to invest in research on alternative solutions to improve their health-care systems and increase patients’ quality of life. Personal health systems (PHS) examplify the use of information and communication technologies that enable a paradigm shift from the traditional hospital-centered healthcare delivery model toward a preventive and person-centered approach. PHS offer the means to monitor a patient’s health using wearable, portable or implantable systems that offer ubiquitous, unobtrusive biodata acquisition, allowing remote monitoring of treatment and access to the patient’s status. Electrical bioimpedance (EBI) technology is non-invasive, quick and relatively affordable technique that can be used for assessing and monitoring different health conditions, e.g., body composition assessments for nutrition. When combined with state-of-the-art advances in sensors and textiles, EBI technologies are fostering the implementation of wearable bioimpedance monitors that use functional garments for personalized healthcare applications. This research work is focused on the development of wearable EBI-based monitoring systems for ubiquitous health monitoring applications. The monitoring systems are built upon portable monitoring instrumentation and custom-made textile electrode garments. Portable EBI-based monitors have been developed using the latest material technology and advances in system-on-chip technology. For instance, a portable EBI spectrometer has been validated against a commercial spectrometer for total body composition assessment using functional textile electrode garments. The development of wearable EBI-based monitoring units using functional garments and dry textile electrodes for body composition assessment and respiratory monitoring has been shown to be a feasible approach. The availability of these measurement systems indicates progress toward the real implementation of personalized healthcare systems. / <p>QC 20170517</p>

L’intégration des TIC a connu un essor considérable dans les dernières années et des chercheurs à travers le monde y accordent une importance sans cesse croissante ; le sujet des TIC en éducation est ainsi répandu au sein des écrits depuis maintenant plusieurs années (Istance & Kools, 2013; Storz & Hoffman, 2013). Dans un monde où les technologies sont omniprésentes dans la plupart des sphères d’activités, il ne s’agit plus de savoir si les technologies doivent être intégrées dans les activités d’enseignement et d’apprentissage, mais bien de quelle façon elles doivent l’être. Comme les TIC présentent de nombreux avantages, notamment en ce qui concerne la motivation scolaire et la réduction du fossé numérique, les différents intervenants du monde de l’éducation sont généralement conscients de l’importance de bien utiliser les technologies de l’information et de la communication (TIC) en éducation, mais ne savent pas toujours par où commencer. La présente recherche s’intéresse à une forme particulière d’intégration des TIC en éducation, soit les projets portables. Les projets portables se différencient par le fait que l’enseignant et chaque élève disposent de leur propre ordinateur portable dans le but d’une utilisation pédagogique. Cette thèse de doctorat tente de détailler, à travers un langage clair et accessible, les défis qu’il est possible de rencontrer à l’intérieur de tels projets, de même que ce qui peut être fait pour en limiter les impacts. En vue de déterminer les conditions pouvant favoriser le succès global des projets portables au Québec, voire ailleurs, une recension des écrits exhaustive a permis de relever quatre catégories de facteurs principales dans lesquelles l’ensemble des défis identifiés semblent pouvoir être classés : les facteurs relatifs à la gestion du projet, les facteurs internes à l’enseignant, les facteurs relatifs au cadre de travail de même que les facteurs relatifs à l’infrastructure et au matériel. Ces diverses catégories de facteurs sont abordées en détails à l’intérieur du cadre théorique de cette thèse de doctorat. En vue d’atteindre les objectifs, un questionnaire a été mis au point et plus de 300 enseignants d’une commission scolaire où a lieu un projet portable à grand déploiement y ont répondu. Les données de nature mixte (données quantitatives et qualitatives) ont été analysées à l’aide de logiciels spécialisés et ceci a permis de vérifier la pertinence des éléments rencontrés dans la recension des écrits, de même que d’en découvrir de nouveaux. Il a été trouvé que de nombreux défis sont susceptibles d’être rencontrés. Les plus importants ont trait à la qualité du matériel utilisé, à l’importance de la formation des enseignants relativement aux TIC, et à l’importance de mettre au point une vision claire assurant la pleine adhésion des enseignants. Il a aussi été déterminé que l’enseignant doit pouvoir accéder à un soutien pédagogique ainsi qu’à un soutien technique facilement. Enfin, il a été découvert que la nature des projets à grand déploiement fait en sorte qu’il importe de porter une attention particulière aux besoins locaux des enseignants, qui peuvent varier selon le contexte de travail de ceux-ci. / ICT integration in education has grown considerably in the recent years, and researchers around the world have devoted it an increasing interest; the subject of ICT in education has now been prevalent within the literature for many years (Istance & Kools, 2013; Storz & Hoffman, 2013). In a world where technologies are ubiquitous in most spheres of activity, it is no longer whether technology should be integrated in education, but rather how it should be. As ICT have proven to offer many advantages, especially regarding student motivation and engagement, and also in reducing the digital divide, the various stakeholders in education are generally aware of the importance of using information and communication technologies (ICT) in education, but do not always know where to start. This thesis focuses on a particular form of integration of ICT in education, mainly referred to as “one-to-one computing projects” or “1:1 projects”. Those projects differ in that the teacher and each student have their own laptop for use in an educational context. This thesis attempts to show, through a clear and accessible language, the challenges that may be encountered in such projects, as well as what can be done to limit their negative impacts. In order to determine the conditions that promote the overall success of one-to-one computing projects in Quebec, or even elsewhere, a comprehensive literature review has identified four main categories of factors in which the identified challenges may be classified: factors related to the project management, factors that are internal to the teacher, factors related to their work environment as well as factors related to the infrastructure and equipment. Those diverse categories of factors are discussed in detail within the theoretical framework of this thesis. In order to achieve the objectives, a questionnaire was developed and more than 300 teachers of a school board currently involved in a large-scale one-to-one computing project have responded. The mixed data (quantitative as well as qualitative) that came out of the questionnaire was analyzed using specialized software and this has allowed to verify the relevance of the challenges found in the literature review, and it allowed the finding of new additional elements. It has been found that many challenges are likely to be encountered. The most significant ones are the quality of the equipment used, the importance of teacher training in relation to ICT and the importance of developing a clear vision to ensure the full support of teachers. It was also determined that the teachers should have access to pedagogical support as well as technical support easily. Finally, it was found that the nature of large-scale one-to-one computing projects is such that it is important to take into account the local needs of teachers, which may vary depending on the context in which they work.

Avec l'apparition des paradigmes des systèmes ubiquitaires ou omniprésents et de l'intelligence ambiante, on assiste à l'émergence d'un nouveau domaine de recherche visant à créer des environnements ou écosystèmes intelligents pouvant offrir une multitude de services permettant d'améliorer la qualité de vie, l'état physique et mental, et le bien-être social des usagers. Dans cette thèse, nous nous focalisons sur la problématique de la représentation sémantique des connaissances et du raisonnement dans le cadre des systèmes à intelligence ambiante et des robots ubiquitaires. Nous proposons deux modèles sémantiques permettant d'améliorer les fonctions cognitives de ces systèmes en termes de gestion du contexte. Au premier modèle, de type ontologique, sont associés un langage de règles et un raisonnement réactif pour la sensibilité au contexte. Pour prendre en compte le caractère dynamique du contexte et assurer une prise de décision cohérente, le mode de raisonnement retenu garantit deux propriétés essentielles : la décidabilité et la non-monotonie. Le deuxième modèle, également de type ontologique, complète le modèle précédent en termes d'expressivité pour la représentation de contextes non-triviaux et/ou liés au temps. Il s'appuie sur des relations n-aires et une représentation narrative des événements pour inférer des causalités entre événements et reconnaitre des contextes complexes non-observables à partir d'événements passés et courants. Les modèles proposés ont été mis en oeuvre et validés sur la plateforme ubiquitaire d'expérimentation du LISSI à partir de trois scenarii d'assistance cognitive et de reconnaissance de contexte / With the appearance of the paradigms of ubiquitous systems and ambient intelligence, a new domain of research is emerging with the aim of creating intelligent environments and ecosystems, that can provide multiple services that can improve quality of life, the physical and mental status and the social wellness of the users. In this thesis, we address the problem of semantic knowledge representation and reasoning, in the context of ambient intelligent systems and ubiquitous robots. We propose two semantic models that improve the cognitive functions of these systems, in terms of context recognition, and context adaptation. The first one is an ontology-based model, which is associated with a rule language to model reactive reasoning process on contextual knowledge. To take into account the dynamicity of context and insure coherent decision-making, this process guarantees two essential properties: decidability and non-monotonic reasoning. The second model is also an ontology-based model that completes the previous model in terms of expressiveness for semantic representation of non-trivial contexts with temporal dimension It is based on n-ary relations and a narrative representation of events for inferring causalities between events, and therefore to build the chronological context of a situation as from past and current events. The proposed models have been implemented on the ubiquitous experimental platform of LISSI, and validated through three scenarios for cognitive assistance and context recognition

L'objectif de nos travaux de recherche est de concevoir une architecture simple et efficace veiller à deux exigences suivantes: une grande précision (au niveau de la pièce) ; une adaptation aux plusieurs scénarios. La thèse contribue aux études pour les systèmes de localisation en intérieur en combinant des approches basées sur la caractérisation de mouvement, la communication courte portée et de l'intensité du signal. La combinaison de ces approches proposées permettent de minimiser la défaillance de chacune approche. En effet, notre système de localisation propose une combinaison des technologies qui sont actuellement équipé en terminaux mobiles, y compris la technologie de WLAN, NFC et des capteurs (accéléromètre et magnétomètre). Voici nos trois approches proposées : Premièrement, nous proposons l'approche basée sur NFC-étiquetage qui fournit un service simple et efficace pour une localisation en intérieur. En touchant une étiquette disséminées dans l'environnement intérieur, l'utilisateur peut connaître sa position réelle qui est même à celle d’étiquette. Cette approche est très pratique car la localisation se fait automatiquement en approchant le terminal mobile de l'utilisateur à l’étiquette. L'approche basée sur NFC-étiquetage, cependant, nécessite l'intervention régulière de l'utilisateur qui n'est pas prédictive et donc peut poser des problèmes sur la validité des informations. Alors, l'information de localisation n’est fiable que dans un certain intervalle de temps depuis le dernier étiquetage. La valeur de cet intervalle de temps (ex. t secondes) sera ajustée selon les scénarios de déploiement. Deuxièmement, nous améliorons la qualité de l'approche précédente en développant la deuxième approche basée sur des capteurs qui combine l'accéléromètre et le magnétomètre pour estimer la distance de déplacement de l'utilisateur. Avec l'objectif de permettre à l'utilisateur de tenir son terminal mobile commodément dans la main (multi-positions), la deuxième approche fournit un service de localisation caractérisant le degré de mouvement à l'utilisateur pour déterminer si l'utilisateur est au même endroit depuis le dernier étiquetage. Pour une longue trajectoire, cette approche permet de détecter que l'utilisateur a déjà déplacé à un autre endroit. Finalement, afin de surmonter les inconvénients de deux approches précédentes, nous proposons la troisième approche basée sur l'intensité du signal en utilisant la similarité des conditions radio entre proches voisins. Nous proposons une combinaison de la technologie NFC et WLAN pour construire la cartographie d'intensité du signal. La communication à courte portée NFC permet au système d’obtenir correctement les informations de position. Cette combinaison peut récupérer les données de l'intensité du signal radio à et les attribuer à une position connue sur la cartographie, sans exiger de phases hors ligne pour enregistrer l'intensité du signal radio. / Ubiquitous computing refers to providing a global computing service where the user access seamlessly resources. User tracking is one of the most important location-aware applications for maintaining the service even with the users' mobility.Unlike outdoor localization technologies like GPS, indoor localization systems have to encounter many problems such as interferences from external sources, low cost and low latency infrastructure requirements, and high accuracy in a limited space.Our localization approaches associate with technologies that are currently equipped in mobile devices, including NFC technology and inertial sensors and Wireless LAN. The aim of this thesis is to design simple and effective architecture ensuring two requirements: a high accuracy and an adaptation to the multiple scenarios. Therefore, our proposed system does not address to the fingerprint technique and learning machine algorithms. In this thesis, we propose three approaches as follows:- The NFC-tagging approach is an instant on-the-spot localization with almost zero-latency- A combination of accelerometer and magnetometer in the sensors-based approach permits to characterize the user's movement- The signal-strength-based approach using the similarity of radio conditions between the neighbors can update in real time the radio map for long period localization.We analyze the performance of the proposed approaches based on rigorous simulation and experimentation tests. We then implement the proposed approaches in a wireless testbed with Android smartphone. Although the implementation is not a final product, the current application can be used to evaluate the feasibility and the performance of the proposed approaches.

La gestion des suites chirurgicales joue un rôle central pour permettre aux hôpitaux d’offrir l’accès aux soins à des coûts raisonnables. L'informatisation et l'automatisation sont des évolutions conventionnelles pour améliorer l’efficacité. Toutefois, un soutien inadapté ne peut améliorer l'activité de gestion et peut nuire à son action. Notre hypothèse est que des fonctionnalités interactives, utilisables, flexibles et adaptée aux spécificités des activités locales peuvent créer un environnement de travail dans lequel le personnel médical est capable de réagir à des événements inattendus et de s’approprier la technologie. Nos contributions comprennent en une analyse de l'activité de l'équipe chirurgicale, basée sur des entretiens, observations, une revue de la littérature et une analogie avec l'aviation civile. Nous avons participé à la construction d'un modèle mathématique du flux chirurgical et d'une visualisation de ce modèle. Nous avons identifié les exigences et principes de conception nécessaires au développement, à l'intégration et à l'appropriation d'un outil pour soutenir la gestion du flux chirurgical. Nous avons conçu des interactions multi-utilisateurs sur une grande surface et développé un prototype de tableau blanc électronique, OnBoard, qui démontre l'intégration des spécifications et des défis techniques. OnBoard appartient à un système cyber-physique comprenant des capteurs dans les salles d'opération. Enfin, nous avons déployé et évalué OnBoard dans une suite chirurgicale. L'expérience de OnBoard suggère que la conception des interactions est primordiale pour offrir un environnement collaboratif efficace au personnel médical. / Surgical suite management plays a key role in the endeavor of hospitals: patients’ health at sustainable cost. Computerization and automation of processes are conventional solutions to support resource management and efficiency. However, unsuitable support might not improve the management activity, and can even be detrimental to it. Our hypothesis is that usable and flexible interactivity tuned to local particularities can create a working environment in which the medical staff can cope with unexpected surgery events and appropriate the technology. Our contributions comprise an analysis of the activity of the surgical team, based on interviews, observations, review of the literature and an analogy with civil aviation. We participated in the construction of a mathematical model of the surgical workflow and a visualization of the mathematical model. We conducted an experimentation to identify bottlenecks of workflow inefficiencies and delays. We identified scenarios, requirements and design principles necessary to the development, integration and acceptation of a tool to support surgical workflow activities. We designed multi-users interactions on a large surface and made a prototype of electronic whiteboard, OnBoard, for the surgical suite which demonstrates the integration of the specifications and technical challenges. OnBoard belongs to a larger cyber physical system including activity sensors in every operating room of the surgical suite. Finally, we deployed the prototype in a surgical suite and evaluated it. The OnBoard experience suggests that the design of interactions is paramount to provide the medical staff an efficient collaborative environment.

Em computação ubíqua, existe a ideia de tornar o computador onipresente, \"invisível\", de modo a aproximar computadores e humanos. Com o avanço das tecnologias de hardware e de software, torna-se interessante investigar possibilidades inovadoras de interação com os computadores. Neste trabalho, exploramos novas formas de interação inspiradas nos atos de desenhar, agarrar e gesticular. Para testá-las, desenvolvemos novos algoritmos baseados em câmeras RGBD para detecção, classificação e rastreamento de objetos, o que permite a concepção de uma instalação interativa que utilize equipamentos portáteis e de baixo custo. Para avaliar as formas de interação propostas, desenvolvemos a Superfície Mágica, um sistema que transforma uma superfície comum (como uma parede ou uma mesa) num espaço interativo multi-toque. A Superfície Mágica identifica toques de dedos de mãos, de canetas coloridas e de um apagador, oferecendo também suporte a uma varinha mágica para interação 3D. A Superfície Mágica suporta a execução de aplicativos, permitindo que uma superfície comum se transforme numa área interativa para desenho, num explorador de mapas, num simulador 3D para navegação em ambientes virtuais, entre outras possibilidades. As áreas de aplicação do sistema vão desde a educação até a arte interativa e o entretenimento. A instalação do protótipo envolve: um sensor Microsoft Kinect, um projetor de vídeo e um computador pessoal. / Ubiquitous computing is a concept where computing is thought to be omnipresent, effectively \"invisible\", so that humans and computers are brought together in a seamless way. The progress of hardware and software technologies make it compelling to investigate innovative possibilities of interaction with computers. In this work, we explore novel ways of interaction that are inspired by the acts of drawing, grasping and gesturing. In order to test them, we have developed new RGBD camera-based algorithms for object detection, classification and tracking. This allows the conception of an interactive installation that uses portable and low cost equipment. In order to evaluate the proposed ways of interaction, we have developed the Magic Surface, a system that transforms a regular surface (such as a wall or a tabletop) into a multitouch interactive space. The Magic Surface detects touch of hand fingers, colored pens and eraser. It also supports the usage of a magic wand for 3D interaction. The Magic Surface can run applications, allowing the transformation of a regular surface into an interactive drawing area, a map explorer, a 3D simulator for navigation in virtual environments, among other possibilities. Areas of application range from education to interactive art and entertainment. The setup of our prototype includes: a Microsoft Kinect sensor, a video projector and a personal computer.

Descreve-se o contexto da chamada computação ubíqua com relação à banalização da computação e sua presença no ambiente urbano e nos produtos industriais de consumo de massa. Descreve-se e analisa-se a principal característica deste contexto, a complexidade. Como primeira tentativa de se lidar com o projeto para a complexidade, recupera-se a abordagem de projeto denominada Metadesign, descendente da abordagem formalista da Escola de Design de Ulm. Desenvolve-se uma atualização deste método delimitando-se quatro características principais: níveis de abstração, projeto procedimental, propriedades emergentes e topologia. Critica-se essa primeira tentativa do Metadesign, e propõe-se uma opção, a denominada Arquitetura Livre, que questiona os procedimentos estabelecidos de projeto justamente onde eles se aproximam do formalismo identificado no Metadesign. A Arquitetura Livre baseia-se em apropriações do Pósestruturalismo, da Fenomenologia, Ecologia de Mídias e do Software Livre, procurando uma abordagem de projeto não-determinista e não-instrumental a respeito da complexidade. / We describe the context of ubiquitous computing as related to the computers popularization and its presence in the urban environment and in industrial products of mass consumption. We describe and analyze the main feature of this context: its complexity. As a first attempt at dealing with the design of complexity, we recall a design approach known as Metadesign, which derived from the formalist approach of the Ulm School of Design. We propose an update of this method regarding four main characteristics: levels of abstraction, procedural design, emergent properties and topology. We criticize this first attempt based on Metadesign, and we propose an option, what we call Arquitetura Livre, which questions established design procedures exactly on what they have in common with the formalism identified in Metadesign. Arquitetura Livre is based on appropriations from Post-structuralism, Phenomenology, Media Ecology and Free Software, seeking a design approach that is non-deterministic and non-instrumental with regard to complexity.

A methodology to estimate the state of a moving marine vehicle, defined by its position, velocity and heading, from an unmanned surface vehicle (USV), also in motion, using a stereo vision-based system, is presented in this work, in support of following a target vehicle using an USV. / Includes bibliography. / Dissertation (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2015 / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection