Actual healthcare systems suffer from a high rate of rejection by the physicians who use these systems, because it is necessary that the users explicitly provide information constantly to these systems. This way, one of the biggest challenges for pervasive healthcare systems is to find a way to use context information of the environment in a simple and functional form between different computer systems. In the literature, ontologies are frequently used for the representation of context and have an important role in pervasive systems if used together with forms of persistence and retrieval of context information. To solve the mentioned problem, is under development an architecture called ClinicSpace which focuses on providing assistance to physicians in performing their daily tasks, using concepts defined in ubiquitous computing, which allows the system to to adapt constantly to the user and their needs. To make this, it is necessary that the system be capable of (i) store information of context and (ii) provide the documents frequently used by physicians, in an adapted way to the context of the tasks performed, and available anytime and anywhere (pervasiveness). This work describes the process of developing an integrated service ClinicSpace to architecture, which supports the use of context data and clinical documents in a distributed manner, and also allows the contextualized selection of clinical documents, using data from the context at the time of clinical information query. / Os sistemas de saúde atuais sofrem de uma alta taxa de rejeição por parte dos profissionais clínicos que utilizam estes sistemas, pois é necessário que os usuários forneçam informações de forma explícita e constante. Desta forma, um dos maiores desafios para sistemas de saúde pervasivos é encontrar uma forma de utilizar informações de contexto do ambiente de um modo simples e funcional entre diferentes sistemas computacionais. Na literatura, ontologias são frequentemente utilizadas para a representação de contexto e possuem um importante papel em sistemas pervasivos se utilizadas em conjunto com formas de persistência e recuperação de informações de contexto. Para resolver o problema citado, está em fase de desenvolvimento uma arquitetura chamada ClinicSpace que tem como foco fornecer ajuda aos profissionais clínicos na execução de suas tarefas diárias, através de conceitos definidos na computação ubíqua, os quais permitem ao sistema se adaptar constantemente ao usuário e as suas necessidades. Para que isto ocorra, é necessário que o sistema seja capaz de (i) armazenar informações de contexto e de (ii) apresentar os documentos frequentemente utilizados pelos profissionais clínicos, de forma adaptada ao contexto das tarefas executadas, e disponíveis a qualquer hora e em qualquer lugar (pervasividade). Este trabalho descreve o processo de desenvolvimento de um serviço integrado à arquitetura ClinicSpace, o qual fornece suporte à utilização de dados de contexto e documentos clínicos de uma forma distribuída, e também permite a seleção contextualizada de documentos clínicos, utilizando dados de contexto no momento de consulta a informações clínicas.

Ubiquitous Computing or Pervasive Computing is a new paradigm that aims to provide information and communication technology accessible anywhere, by anyone, available anytime, where computational resources should be integrated into the physical environment in a transparent manner. One of the areas of research on pervasive computing infrastructure is related to hospital settings, because of the characteristics of mobility, collaboration and interruption. In this context, the ClinicSpace project, under development at GMob / PPGI / UFSM, uses the concepts of Pervasive Computing to help physicians while performing their tasks in an hospital settings. The goal is to allow doctors to customize the execution of their tasks, which are managed by a middleware in a pervasive environment. Medical work is highly collaborative because of specialist nature of treatments: physicians from different specialties need to collaborate across time and space. Another important aspect to note is characteristic of the asynchronous communication between these professionals, for example, when changing shift. This thesis presents a Collaboration Service created to support asynchronous collaboration among professionals through the delegation of tasks that are not yet complete, integrated to architecture of the ClinicSpace project. Currently, most studies that focus the collaborative aspects in hospital settings with a base of a pervasive middleware have focused on synchronous collaboration, with several efforts to create mechanisms to help, especially in diagnostics, physically distributed teams. Unlike these approaches, this thesis focuses on the characteristics of asynchronous collaboration in hospital settings, always with central vision in the doctor and the particular way of executing their medical activity. An analysis of the applications performance was made after the modifications to the architecture of ClinicSpace project and the conclusion was that after the introduction of a caching mechanism for the tasks, changes in the architecture remained a performance in the execution of applications in pervasive environment, similar than what they had before the modifications. / A Computação Ubíqua (Ubiquitous Computing) ou Pervasiva (Pervasive Computing) é um novo paradigma computacional que objetiva prover tecnologia de informação e comunicação em qualquer lugar, acessível por qualquer pessoa, disponível o tempo todo, onde os recursos computacionais devem estar integrados ao ambiente físico de forma transparente. Uma das áreas de pesquisa sobre infraestrutura computacional pervasiva está relacionada a ambientes clínicos, devido às características de mobilidade, interrupção e colaboração. Dentro deste contexto, o projeto ClinicSpace, em desenvolvimento no GMob / PPGI / UFSM, utiliza os conceitos de Computação Pervasiva para auxiliar os médicos na execução de suas tarefas em um ambiente hospitalar. O objetivo é permitir aos médicos a personalização da execução de suas tarefas, que são gerenciadas por uma infraestrutura computacional em um ambiente pervasivo. O trabalho clínico é altamente colaborativo devido à natureza especialista do tratamento: médicos de diferentes especialidades precisam colaborar através do tempo e espaço. Outro aspecto importante a ser observado é a característica assíncrona da comunicação entre esses profissionais, como por exemplo, em uma troca de turno. Este trabalho apresenta o Serviço de Colaboração criado para dar suporte à colaboração assíncrona entre os profissionais da área da saúde através da delegação de tarefas que ainda não foram concluídas, de forma integrada à arquitetura do projeto ClinicSpace. Atualmente, a maioria dos trabalhos que abordam os aspectos colaborativos de ambientes clínicos com suporte de uma infraestrutura computacional pervasiva tem o foco na colaboração síncrona, com vários esforços para a criação de mecanismos para auxiliar, principalmente, os diagnósticos em equipes fisicamente distribuídas. Diferente destas abordagens, este trabalho observa as características assíncronas da colaboração em ambientes hospitalares, sempre com a visão central no clínico e sua forma particular de executar a atividade médica. Foi feita uma análise de desempenho das aplicações após as modificações realizadas na arquitetura do projeto ClinicSpace e a conclusão foi que, após a introdução de um mecanismo de cache para as tarefas, as alterações na arquitetura mantiveram um desempenho na execução das aplicações no ambiente pervasivo, semelhante ao que se tinha antes das modificações.

QUEIROZ FILHO, Carlos Alberto Batista de. Um mecanismo de tratamento de excessões sensível ao contexo para sistemas ubíquos orientados a tarefas. 2012. 95 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-08T16:21:00Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_cabqueirozfilho.pdf: 1970524 bytes, checksum: 4c0037e9a7ae7b752cee99522d45b0b2 (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-08T16:24:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_cabqueirozfilho.pdf: 1970524 bytes, checksum: 4c0037e9a7ae7b752cee99522d45b0b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-08T16:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_cabqueirozfilho.pdf: 1970524 bytes, checksum: 4c0037e9a7ae7b752cee99522d45b0b2 (MD5) Previous issue date: 2012 / The main purpose of ubiquitous computing is to provide information and features needed to help people in their daily tasks, proactively and transparently, at any time and anywhere. The development of ubiquitous systems involves a set of challenging requirements, including: context awareness, which allows systems to adapt their behavior to respond appropriately in the face of environmental changes, and dependability, which is related to the ability of systems provide a service which offer strong indications that are reliable. Regarding the attributes of dependability, neglecting them can bring grievances from small to severe risks to the physical integrity of the users. Exception handling is a major fault tolerance techniques used in software development to achieve greater levels of dependability. This technique, even though it is widely used in traditional software development, it is still not widely used in the development of ubiquitous systems. This is due to challenging requirements and characteristics of this type of system, among which we highlight the sensitivity to the context and distribution, which can make the necessary possibilities of handling exceptions in a system as a whole is greater than the sum of possibilities for exception handling of the parts that compose it. Therefore, this dissertation aims to propose a mechanism for exception handling context-sensitive ubiquitous systems for task-oriented. The proposed mechanism is available through a framework called foreheads, which allows the reuse mechanism. By using this framework, system functionality can be implemented on an abstraction task, which responds appropriately to changes in context, detecting and treating exceptional situations. To validate the proposed mechanism was implemented a prototype system of parking control ubiquitous as a proof of concept, which focuses on demonstration of how the tasks are implemented that make up this system and how they are defined exceptions contextual and their handlers. / O principal propósito da Computação Ubíqua é o fornecimento de informações e funcionalidades necessárias para ajudar as pessoas em suas tarefas cotidianas, de maneira proativa e transparente, a qualquer instante e em qualquer lugar. O desenvolvimento de sistemas ubíquos envolve um conjunto de requisitos desafiadores, dentre eles: sensibilidade ao contexto, que permite que os sistemas adaptem o seu comportamento para responder de forma apropriada diante de mudanças do ambiente; e dependabilidade, que está relacionado à capacidade dos sistemas de prestarem um serviço os quais ofereçam fortes indícios de que são confiáveis. Em relação aos atributos de dependabilidade, negligenciá-los pode trazer desde pequenas insatisfações até graves riscos à integridade física dos usuários. O tratamento de exceções é uma das principais técnicas de tolerância a faltas empregadas no desenvolvimento de software para atingir maiores níveis de dependabilidade. Essa técnica, apesar de já ser amplamente utilizada no desenvolvimento de software tradicional, ainda é pouco empregada no desenvolvimento de sistemas ubíquos. Isso ocorre em virtude das características e requisitos desafiadores desse tipo de sistema, dentre os quais se destacam a sensibilidade ao contexto e a distribuição, a qual pode fazer com que as possibilidades necessárias de tratamento de exceções de um sistema como um todo seja maior do que a soma das possibilidades de tratamento de exceções das partes que o compõe. Portanto, essa dissertação tem como objetivo propor um mecanismo de tratamento de exceções sensível ao contexto para sistemas ubíquos orientados a tarefas. O mecanismo proposto é disponibilizado através de um framework, denominado FRonTES, que permite a reutilização do mecanismo. Através da utilização desse framework, funcionalidades do sistema podem ser implementadas sob uma abstração de tarefa, que responde de maneira adequada a mudanças de contexto, detectando e tratando situações excepcionais. Para a validação do mecanismo proposto foi implementado um protótipo de sistema de controle de estacionamento ubíquo como uma prova de conceito, que foca na demonstração de como são implementadas as tarefas que compõem esse sistema e como são definidas as exceções contextuais e seus tratadores.

ROCHA, Lincoln Souza. AdaptiveRME e aspectCompose: um middleware adaptativo e um processo de composição orientado a aspecto para o desenvolvimento de software móvel e ubíquo. 2007. 102 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2007. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-11T18:16:05Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_lsrocha.pdf: 2405680 bytes, checksum: 7063a81265f0d1a3757c5dff48a28581 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-18T16:10:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_lsrocha.pdf: 2405680 bytes, checksum: 7063a81265f0d1a3757c5dff48a28581 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-18T16:10:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_lsrocha.pdf: 2405680 bytes, checksum: 7063a81265f0d1a3757c5dff48a28581 (MD5) Previous issue date: 2007 / Ubiquitous computing is an extensive computational paradigm, which can provide solutions to regular citizens or can be useful to handle complex medical environment data, for example. This paradigm proposes a new human-computer interaction approach based on the proactivity of computers that makes users’ life easier. However, this approach demands a high level of collaboration and communication among the computational elements that compose the mobile and ubiquitous environments. One of the main challenges is related to the way of conceiving software systems capable of dealing with the high variation of resources and services, along with guaranteeing the interoperability among the diversity of computational elements that compose these environments. Therefore, this work proposes an adaptive middleware for móbile and ubiquitous environments that intends to solve heterogeneity and dynamicity problems. This dissertation also proposes a software composition process to reduce coupling between the proposed middleware and applications. The middleware uses dynamic adaptation and support for context-aware software development mechanisms, and the composition process uses Aspect-Oriented Programming (AOP) techniques. A case study is developed to evaluate the adaptive middleware’s functionalities and demonstrate the composing process. Furthermore, a performance analysis is presented to measure the proposed middleware’s impact in a wireless network. / A computação ubíqua é um paradigma computacional de grande abrangência, com aplicabilidades tanto para o cotidiano de um cidadão comum quanto para o tratamento de informações complexas em ambientes hospitalares. Este paradigma propõe uma nova forma de interação homem-computador baseada na proatividade dos computadores para facilitar a vida dos usuários. Entretanto, tal forma de interação demanda um alto grau de colaboração e comunicação entre os elementos computacionais que compõem os ambientes móveis e ubíquos. Um dos principais desafios está relacionado a maneira de como conceber sistemas de software capazes de lidar com a alta variação de recursos e serviços, além de garantir a interoperabilidade entre os diversos elementos computacionais que compõem estes ambientes. Este trabalho propõe, então, um middleware adaptativo para ambientes móveis e ubíquos com o objetivo de solucionar problemas de heterogeneidade e dinamicidade. Para diminuir o acoplamento entre o middleware proposto e as aplicações que o utilizam, esta dissertação também propõe um processo de composição de software. O middleware utiliza mecanismos de adaptação dinâmica e suporte ao desenvolvimento de software sensível ao contexto, e o processo de composição faz uso de técnicas de Programação Orientada a Aspectos (POA). Um estudo de caso é desenvolvido para avaliar a funcionalidade do middleware adaptativo e demonstrar a utilização do processo de composição. Além disso, uma análise de desempenho é apresentada para medir o impacto provocado pelo uso do middleware proposto em um ambiente de rede sem fio.

[pt] A computação ubíqua prevê a integração de sistemas computacionais ao nosso dia-a-dia para prover informações e funcionalidades em qualquer momento e lugar. Sistemas desse tipo englobam diferentes tipos de sensores e dispositivos móveis interconectados através de uma combinação de várias tecnologias de rede sem fio. Uma tendência particular nessa área é explorar o paradigma dos Ambientes Inteligentes (AmI), o qual visa à integração de tecnologias inovativas para criar ambientes mediados por computador que, através de serviços específicos, auxiliam os usuários em suas atividades com mínima intervenção. Em sistemas de AmI, mecanismos de inferência são fundamentais para disparar ações ou adaptações de acordo com situações que podem ser significativas e relevantes para aplicações. Muitos sistemas adotam uma abordagem centralizada para seus mecanismos de inferência. Em AmI, entretanto, essas operações podem ter que avaliar dados de contexto coletados de fontes distribuídas e armazenados em diferentes dispositivos, uma vez que geralmente nem todo dado de contexto está prontamente disponível para os serviços de inferência. O objetivo desta tese é propor uma abordagem descentralizada para executar inferência de contexto baseada em regras. Para isso, definimos um modelo de contexto assumindo que os dados de contexto são distribuídos em dois lados, o lado do usuário, representado pelos usuários e seus dispositivos móveis, e o lado do ambiente, representado pela infrastrutura computacional fixa e os serviços do ambiente. Formalizamos a operação de inferência cooperativa - na qual duas entidades cooperam para executar a inferência descentralizada baseada em regras - e definimos um processo completo para realizar esta operação. Finalmente, para mostrar que essa abordagem é possível, projetamos, implementamos e avaliamos o protótipo de um serviço de middleware que executa inferência baseada no processo de inferência cooperativa. / [en] Ubiquitous computing features the seamless integration of computer systems into the everyday lives of users to provide information and functionalities anytime and anywhere. Such systems encompass different kinds of sensors and mobile devices interconnected through a combination of several wireless network technologies. A particular trend in this area is exploring the Ambient Intelligence (AmI) paradigm, which aims at the integration of innovative technologies to create computer-mediated environments that support user activities through specific services, with minimal user intervention. In AmI systems, reasoning is fundamental for triggering actions or adaptations according to specific situations that may be meaningful and relevant to some applications. Most middleware systems adopt a centralized approach for their reasoning mechanisms. In AmI environments, however, these reasoning operations may need to evaluate context data collected from distributed sources and stored in different devices, as usually not all context data is readily available to the reasoners within a ubiquitous system. The goal of this thesis is to propose a decentralized reasoning approach for performing rule-based reasoning about context data targeting AmI systems. For this sake, we defined a context model assuming that in AmI environments context data is distributed over two sides, the user side, represented by the users and their mobile devices, and the ambient side, represented by the fixed computational infrastructure and ambient services. We formalized the cooperative reasoning operation - in which two entities cooperate to perform decentralized rule-based reasoning - and defined a complete process to perform this operation. Finally, to show the feasibility of this approach, we designed, implemented and evaluated a middleware service supporting decentralized reasoning based cooperative reasoning process.

Aplicações ubíquas e pervasivas são cientes do contexto dos recursos utilizados no que diz respeito à disponibilidade e qualidade. Esta classe de aplicações pode se beneficiar de mecanismos para descobrir recursos que atendam aos requisitos não-funcionais desejados, e mecanismos para monitorar a qualidade destes recursos. Neste trabalho é proposta uma arquitetura para dois serviços que deveriam ser incluídos na infra-estrutura de suporte a ser utilizada pelas aplicações mencionadas: um Serviço de Contexto, que provê acesso a informações de contexto, e um Serviço de Descoberta, que permite a descoberta dinâmica de recursos, levando em conta restrições de contexto a serem satisfeitas. Estes serviços se apóiam em Agentes de Recursos, que efetivamente monitoram os recursos e sensores. Uma implementação de referência foi desenvolvida, oferecendo os serviços mencionados na forma de Serviços Web e implementando os Agentes de Recursos empregando um padrão de projeto simples. Para avaliar os serviços estes foram utilizados como infra-estrutura para o desenvolvimento de um sistema tolerante a falhas e uma aplicação de assistência domiciliar remota (tele-saúde). O desempenho dos serviços também foi avaliado. / Ubiquitous and pervasive applications are aware of the context of the used resources, regarding their availability and quality. This class of application can benefit from mechanisms to discover resources that meet their non-functional requirements and mechanisms to monitor the quality of those resources. We proposed architecture for two services that should be included in the supporting infrastructure used by the mentioned applications: a Context Service that provides access to context information; and a Discovery Service, which allows the dynamic discovery of resources, considering context constraints to be satisfied. These services rely on Resource Agents, which monitor the actual resources and sensors. A reference implementation was developed, providing the mentioned services as Web Services and implementing the Resource Agents using a simple design pattern. To evaluate these services were employed them as the infrastructure to design a fault tolerant system and a remote assisted living application. The performance of the services was also evaluated.

This thesis investigates the design of sociable technologies and is divided into three main parts described below. In the first part, we introduce sociable technologies. We review our the definition of technology and propose categories of technologies according to the motivation underlying their design: improvement of control, improvement of communication or improvement of cooperation. Sociable technologies are then presented as an extension of techniques to improve cooperation. The design of sociable technologies are then discussed leading to the observation that acquisition of social common sense is a key challenge for designing sociable technologies. Finally, polite technologies are presented as an approach for acquiring social common sense. In the second part, we focus on the premises for the design of sociable technologies. A key aspect of social common sense is the ability to act appropriately in social situations. Associating appropriate behaviour with social situations is presented as a key method for implementing polite technologies. Reinforcement learning is proposed as a method for learning such associations and variation of this algorithm are experimentally evaluated. Learning the association between situation and behaviour relies on the strong assumption that mutual understanding of social situations can be achieved between technologies and people during interaction. We argue that in order to design sociable technologies, we must change the model of communication used by our technologies. We propose to replace the well-known code model of communication, with the ostensive-inferential model proposed by Sperber and Wilson. Hypotheses raised by this approach are evaluated in an experiment conducted in a smart environment, where, subjects by group of two or three are asked to collaborate with a smart environment in order to teach it how to behave in an automated meeting. A novel experimental methodology is presented: The Sorceress of Oz. The results collected from this experiment validate our hypothesis and provide insightful information for the design. We conclude by presenting, what we believe are, the premises for the design of sociable technologies. The final part of the thesis concerns an infrastructure for the design of sociable technologies. This infrastructure provides the support for three fundamental components. First, it provides the support for an inferential model of context. This inferential model of context is presented; a software architecture is proposed and evaluated in an experiment conducted in a smart-environment. Second, it provides the support for reasoning by analogy and introduces the concept of eigensituations. The advantage of this representation are discussed and evaluated in an experiment. Finally, it provides the support for ostensive-inferential communication and introduces the concept of ostensive interface. / This thesis investigates the design of sociable technologies and is divided into three main parts described below. In the first part, we introduce sociable technologies. We review our the definition of technology and propose categories of technologies according to the motivation underlying their design: improvement of control, improvement of communication or improvement of cooperation. Sociable technologies are then presented as an extension of techniques to improve cooperation. The design of sociable technologies are then discussed leading to the observation that acquisition of social common sense is a key challenge for designing sociable technologies. Finally, polite technologies are presented as an approach for acquiring social common sense. In the second part, we focus on the premises for the design of sociable technologies. A key aspect of social common sense is the ability to act appropriately in social situations. Associating appropriate behaviour with social situations is presented as a key method for implementing polite technologies. Reinforcement learning is proposed as a method for learning such associations and variation of this algorithm are experimentally evaluated. Learning the association between situation and behaviour relies on the strong assumption that mutual understanding of social situations can be achieved between technologies and people during interaction. We argue that in order to design sociable technologies, we must change the model of communication used by our technologies. We propose to replace the well-known code model of communication, with the ostensive-inferential model proposed by Sperber and Wilson. Hypotheses raised by this approach are evaluated in an experiment conducted in a smart environment, where, subjects by group of two or three are asked to collaborate with a smart environment in order to teach it how to behave in an automated meeting. A novel experimental methodology is presented: The Sorceress of Oz. The results collected from this experiment validate our hypothesis and provide insightful information for the design. We conclude by presenting, what we believe are, the premises for the design of sociable technologies. The final part of the thesis concerns an infrastructure for the design of sociable technologies. This infrastructure provides the support for three fundamental components. First, it provides the support for an inferential model of context. This inferential model of context is presented; a software architecture is proposed and evaluated in an experiment conducted in a smart-environment. Second, it provides the support for reasoning by analogy and introduces the concept of eigensituations. The advantage of this representation are discussed and evaluated in an experiment. Finally, it provides the support for ostensive-inferential communication and introduces the concept of ostensive interface.

Simplifier notre interaction avec les entités informatiques interconnectées de notre environnement et faciliter l'exploitation des informations générées par celles-ci est l'objectif des environnements et applications ubiquitaires. Le comportement des applications ubiquitaires dépend de l'état et de la disponibilité des entités (logicielles ou dispositifs) qui compose l'environnement ubiquitaire dans lequel ils évoluent, ainsi que des préférences et localisation des utilisateurs. Développer et exécuter des applications ubiquitaires est un véritable défi que notre approche essaie de relever au travers de l'environnement d'exécution ApAM. Considérant que l'environnement d'exécution est imprévisible, nous partons du principe qu'une application ubiquitaire doit disposer d'une grande flexibilité dans le choix de ses composants et que cette composition doit être automatique. Nous proposons une description abstraite et implicite de la composition (où les composants et les liens entre eux ne sont pas décrits explicitement), ce qui permet de construire l'application incrémentalement pendant la phase d'exécution. La plate-forme d'exécution ApAM implémente ces mécanismes de composition incrémentale et s'en sert pour conférer aux applications ubiquitaires la capacité de « résister » et de s'adapter aux changements imprévisibles de l'environnement d'exécution. Cette propriété dite de résilience est au cœur de notre approche car elle permet aux programmeurs de développer « simplement » des applications « résilientes » sans avoir à décrire les diverses adaptations à réaliser, et même sans connaitre toutes les perturbations de l'environnement auquel elles seront soumises. Notre proposition offre le moyen de développer et d'exécuter des applications ayant un haut niveau de résilience vis-à-vis des évolutions de leur contexte d'exécution, grâce à des mécanismes automatiques capables de construire et de modifier à l'exécution l'architecture logicielle des applications ubiquitaire. Les mécanismes fournis sont génériques mais peuvent être étendus et spécialisés pour s'adapter plus finement à certaines applications ou à des domaines métiers spécifiques. / The goal of ubiquitous environments and applications is to simplify our interaction with interconnected software and hardware entities, and to allow the exploitation of the information that they gather and generate. The behavior of ubiquitous applications depends on the state and the availability of the software and hardware entities that compose the ubiquitous environment in which they are constantly evolving, as well as, the preferences and locations of users. Developing and executing ubiquitous applications is a difficult challenge that our approach attempts to address with the creation of the ApAM execution environment. Knowing that the execution environment is unpredictable, we believe that ubiquitous applications require a large amount of flexibility in choosing the components that compose the application, and that the composition should be automated. We propose an abstract and implicit description of the composition, where components and bindings are not explicitly described. This allows to incrementally building an application at runtime. The ApAM execution platform implements the mechanisms to achieve incremental composition and uses them to provide ubiquitous applications with the resilience and adaptability necessary to face unpredictable changes that originate in the execution environment. Resilience is a core property of our approach because it allows developers to easily build applications without the need to either describe nor predict the multiple adaptations required to support environmental disturbances which the applications will encounter. Our proposal offers the means of developing and executing applications with a high level of resilience in regards to their continuously evolving context. This is possible thanks to the mechanisms described in this dissertation that allow building and changing, at runtime, ubiquitous applications. These mechanisms are generic but can be extended or specialized in order to solve domain or application-specific issues.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:03:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6547.pdf: 18207568 bytes, checksum: 3178104b1f9800bdbe79b401c9aeaf51 (MD5) Previous issue date: 2014-10-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / Interactive multimedia applications can turn contents into a much more interesting presentation for users, promote more effective transmission of information, hold the user s attention and eventually promote more satisfaction. However, it is observed that the spread of such applications is very timid. Multimedia content, in general, has been summarized to video and hypermedia documents based on images and text. There are few effective initiatives interactivity with content that benefit from media synchronization. The environment of the Interactive Digital TV offers good potential for exploitation of sync media, however we observe numerous obstacles arising from the conservatism of the industry. The few options available to viewers often end up being ignored. Some reasons may explain the low adoption of interactive multimedia applications: (i) the production of such content is complex - existing authoring tools contribute little to simplify this process, keeping away unskilled designers and developers who choose to use content that can be captured in a simple way (usually video); (ii) the presentation of interactive multimedia content may require specific environments or applications not very widespread or require specialized development; (iii) the content consumption should occur on multiple platforms, making it expensive to develop specific applications for each; (iv) there is a lack of applications widely known to the general public that are really attractive and innovative and that stimulate interactivity. It is believed that this scenario can be changed and interactive multimedia applications can contribute to user satisfaction. It has been hypothesized that attractive interactive multimedia applications can be built with automatic or semiautomatic incorporation, to a leading media, of other media related to it. Related media may be the result of human authorship, with facilitators support, capturing context information, mining the collective interaction in presentation sessions with multiple viewers or combinations of these sources. Based on several published articles, authored or co-authored by the author of this thesis and related to projects managed by him, this text presents efforts and results that contribute to the validation of the hypothesis. These are works that address aspects of multimedia authoring, dissemination of multimedia applications on multiple platforms and media synchronization, all inherent to innovative applications with strong potential to captivate users and serve as catalysts for new applications. / Aplicações multimídia interativas podem tornar conteúdos muito mais interessantes para os usuários, promover transmissão de informação mais efetiva, prender a atenção do usuário e eventualmente promover maior satisfação. Entretanto, observa-se que a disseminação desse tipo de aplicação é muito tímida. Conteúdo multimídia, de maneira geral, tem se resumido a vídeo e documentos hipermídia baseados em imagem e texto. São poucas as iniciativas de interatividade efetiva com o conteúdo que se beneficiam da sincronização de mídias. O ambiente da TV Digital Interativa apresenta bom potencial para exploração do sincronismo de mídia, entretanto observam-se inúmeros obstáculos decorrentes do conservadorismo do setor. As poucas opções disponíveis aos telespectadores acabam sendo muitas vezes ignoradas. Algumas razões podem explicar a baixa adoção de aplicações multimídia interativas:( i) a produção desse tipo de conteúdo é complexa - as ferramentas de autoria pouco contribuem para simplificar esse processo, em geral afastando designers e desenvolvedores não especializados, que optam por utilizar conteúdos capturados de maneira simples (geralmente vídeo); (ii) a apresentação de conteúdo multimídia interativo pode requerer ambientes ou aplicações específicas não muito disseminadas ou que necessitam desenvolvimento especializado; (iii) é desejável que o consumo de conteúdo ocorra em múltiplas plataformas, tornando custoso o desenvolvimento específico para cada uma; (iv) não se conhecem aplicações que sejam inovadoras e que realmente estimulam a interatividade. Acredita-se que esse cenário pode ser mudado e que aplicações multimídia interativas possam contribuir com a satisfação do usuário. Tem-se como hipótese que aplicações multimídia interativas e potencialmente atrativas podem ser construídas com a incorporação automática ou semiautomática, a uma mídia principal, de outras mídias a ela relacionadas. As mídias relacionadas podem ser resultado de autoria humana, com apoios facilitadores, da captura de informações de contexto, de mineração da interação coletiva em sessões de apresentação com multiespectadores ou combinações dessas fontes. Fundamentando-se em artigos publicados, com autoria ou coautoria do autor desta tese e relacionados a projetos por ele gerenciados, apresenta-se neste texto os esforços realizados e os resultados que contribuem para a validação da hipótese. São trabalhos que abordam aspectos de autoria multimídia, da difusão de aplicações multimídia em múltiplas plataformas e da sincronização de mídias, todos inerentes a aplicações inovadoras com potencial de cativar usuários e servirem como catalisadores de novas aplicações.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2156.pdf: 2821263 bytes, checksum: 004a12abe43c74b0fbe111ec7dd91b40 (MD5) Previous issue date: 2008-05-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / This dissertation presents an approach to the software development in the Ubiquitous Computing, which instantiates the Rational Unified Process (RUP), based on Ontologies, Semantic Web Services, and Software Agents. Ontologies are employed to improve the description of the use context, enabling the applications to be context-aware. Semantic Web Services are used as software components distributed over the Internet, and are composed to perform complex tasks. Software Agents manages the applications using the Ontologies and the Semantic Web Services. A framework, called UBICK, was built to facilitate the design and the implementation of ubiquitous applications, based on components reuse. A case study illustrates the use of this approach in order to develop an Electronic Reflexive Portfolio in the medical education domain. / Esta dissertação apresenta uma abordagem para orientar o desenvolvimento de software na Computação Ubíqua que instancia o Rational Unified Process (RUP), com base em Ontologias, Serviços Web Semânticos, Agentes de Software. Ontologias são empregadas para facilitar o desenvolvimento de aplicações sensíveis a contexto. Serviços Web Semânticos são utilizados como componentes de software distribuídos pela Internet e são compostos para realizar tarefas complexas. Agentes de Software gerenciam as aplicações, facilitando o uso das Ontologias e dos Serviços Web Semânticos. Um framework, denominado UBICK, foi construído a fim de estruturar o projeto e implementação das aplicações ubíquas, baseado no reuso de componentes. Como estudo de caso, apresenta-se o uso da abordagem proposta no desenvolvimento de um Portfólio Reflexivo Eletrônico para o domínio de ensino na medicina.