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.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2623.pdf: 2743696 bytes, checksum: cc0c40ac7065c499f2cd408b70711f1d (MD5) Previous issue date: 2009-07-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / This thesis presents an approach to Development based on Model-Driven Architecture, of Ubiquitous Applications Domain Software Product Lines. The approach uses Model-Driven Architecture to facilitate the modeling reuse of the same application in different architectures of the Ubiquitous Computing. With focus in the problem domain, the Software Product Lines core is developed and it is reused in the products construction. One of the assets that composed the Software Product Lines is the Ubiquitous Computing Framework, developed to attend the non functional requirements of Ubiquitous Computing. The CASE tool, called MVCASE, makes automatic part of the activities in the proposed approach. / Essa dissertação apresenta uma Abordagem para Desenvolvimento baseado em Model-Driven Architecture, de Linha de Produto de Software orientada a domínios de Aplicações Ubíquas. A abordagem utiliza a Model-Driven Architecture para melhor atender as diversidades de arquiteturas da Computação Ubíqua e facilitar o reuso. Com foco no domínio do problema, desenvolve-se o Core Asset, núcleo da Linha de Produto de Software, que é reutilizado na construção dos produtos derivados da linha. Um dos artefatos do Core Asset é Ubiquitous Computing Framework construído para atender os requisitos não funcionais da Computação Ubíqua. Uma ferramenta CASE, denominada MVCASE, automatiza grande parte do processo da Model-Driven Architecture, desde a modelagem até a geração parcial de código.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-23T18:25:13Z No. of bitstreams: 1 DissIMF.pdf: 12997797 bytes, checksum: 61ca28804fe846c5e4f1f3d97a366017 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:23:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissIMF.pdf: 12997797 bytes, checksum: 61ca28804fe846c5e4f1f3d97a366017 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:23:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissIMF.pdf: 12997797 bytes, checksum: 61ca28804fe846c5e4f1f3d97a366017 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T14:23:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissIMF.pdf: 12997797 bytes, checksum: 61ca28804fe846c5e4f1f3d97a366017 (MD5) Previous issue date: 2015-11-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The popularization of mobile devices capable of communicating via wireless network technologies allows us to consider different scenarios in which these devices may autonomously interact with each other. The envisioned communications would occur in a P2P fashion, as each device could simultaneously provide and consume services. A mechanism for dynamically discovering nearby devices and the available services would be necessary. Although a few existing applications already provide the direct interaction among devices they are purpose-specific and rely on pre-configured information for identifying other devices. A service-oriented architecture (SOA), based on HTTP requests and the REST or SOAP protocols, is commonly used in this type of communication. However, automatically finding available known services is still challenging. Service discovery is usually based exclusively on service name, which is not very flexible. This work proposes a new model for the direct interaction between computing devices. In an attempt to facilitate service discovery and selection we propose a content centric model in which interactions are defined according to an object’s type and the action to be applied to it. The proposed approach can workatop of existing discovery protocols, based on extensible metadata fields and on existing service data. Our proposal is evaluated according to i) the viability of direct communication between nearby devices, even when carried by users or associated to vehicles; ii) the proposed service discovery and matching using the content centric approach; iii) the effectiveness of a middleware to support the development of generic applications for direct device communication. Simulation results show our proposed model is viable. A preliminary implementation of the middleware was also evaluated and the results show that spontaneous, opportunistic, service-based interactions among devices can be achieved for different types of services. / A popularização de dispositivos móveis dotados de capacidade de comunicação sem fio possibilita a criação de ambientes onde estes dispositivos interagem diretamente entre si. Essas comunicações ocorrem no modelo P2P, de forma que cada dispositivo pode implementar simultaneamente papéis de cliente e de servidor. Contudo, para que ocorram interações di- retas entre dispositivos através de aplicações, é preciso que estes dispositivos implementem algum mecanismo de descoberta. Atualmente, a maioria das aplicações que se comunicam diretamente utilizam informações pré-configuradas para identificação de dispositivos e serviços. Uma forma utilizada para interação entre dispositivos é através da oferta e consumo de serviços utilizando a arquitetura orientada a serviços (SOA), baseada em requisições HTTP utilizando os padrões REST ou SOAP. Um problema recorrente para consumidores de serviços é a identificação de serviços disponíveis. A identificação utilizada em protoco- los de descoberta existentes baseia-se apenas no nome do serviço, salvo em comunicações pré-configuradas, o que não apresenta flexibilidade para descobrir novos serviços. De forma a facilitar a troca de informações entre dispositivos, este trabalho propõe um modelo em que interações diretas entre dispositivos sejam centradas no conteúdo envolvido na interação e nas ações que se deseja realizar sobre eles. Para tanto, uma identificação de serviço pode ser baseada em metadados que são adicionados às descrições de serviços existentes, ou em informações obtidas com protocolos de descoberta de serviço existentes. Para avaliar o modelo proposto, esse trabalho apresenta um estudo sobre i) a viabilidade de interações diretas entre dispositivos, considerando suas mobilidades; ii) o uso de um modelo de interação centrado em conteúdo e ação; iii) o desenvolvimento de um Middleware para simplificar o desenvolvimento de aplicações que usem o modelo de serviço proposto. Os resultados de simulação obtidos mostram que o modelo é viável. Além disso, uma versão preliminar do Middleware proposto foi avaliada e mostra que a interação direta entre dispositivos pode ocorrer de forma oportunística e espontânea.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The researches about gestural interfaces have been grown significantly. In particular, after the development of sensors that can accurately capture bodily movements. Consequently, several fields arise for the application of these technologies. Among them stands the 3D modeling industry, which is characterized by having robust software. However, these software often lack a facilitator human-computer interface. This happens since the interaction is usually enabled by 2 degrees of freedom mouse. Due to these limitations, common tasks such as rotate the scene viewpoint or move an object are hardly assimilated by users. This discomfort with the usual and complex 3D modeling software interface is one of the reasons that lead to quit its use. In this context, Natural User Interfaces stand out by exploring the natural human gestures in a better way, in order to promote a more intuitive interface. This work presents a system that allows the user to perform 3D modeling using poses and hand gestures, providing an interface with 3 degrees of freedom. An evaluation was conducted with 10 people, to validate the strategy and application proposed. In this evaluation the participants reported that the system has potential to become an innovative interface, despite its limitations. Overall, the hand tracking approach to 3D modeling seems to be promising and deserves further investigation. / As pesquisas na área de interfaces gestuais vêm crescendo significativamente. Em especial, após o desenvolvimento de sensores que podem capturar movimentos corporais com precisão. Como consequência, surgem diversos campos para a aplicação destas tecnologias. Dentre eles, destaca-se o setor de modelagem 3D, o qual é marcado por possuir programas robustos. Entretanto, estes são muitas vezes ausentes de uma interface homem-computador facilitadora. Isto porque a interação, normalmente, é viabilizada pelo mouse com 2 graus de liberdade. Devido a estas limitações, tarefas frequentes como rotacionar o ponto de vista da cena e transladar um objeto são assimiladas pelo usuário com dificuldade. Este desconforto perante a usual e complexa interface dos programas para modelagem 3D é um dos fatores que culminam na desistência de seu uso. Neste contexto, Natural User Interfaces se destacam, por melhor explorar os gestos naturais humanos, a fim de promover uma interface mais intuitiva. Neste trabalho é apresentado um sistema que permite ao usuário realizar a modelagem 3D por meio de poses e gestos com as mãos provendo uma interface com 3 graus de liberdade. Uma avaliação foi conduzida com 10 pessoas, a fim de validar a estratégia e a aplicação proposta. Nesta avaliação os participantes reportaram que o sistema tem potencial para se tornar uma interface inovadora, a despeito de suas limitações. Em geral, a abordagem de rastreamento das mãos para modelagem 3D parece ser promissora e merece uma investigação mais aprofundada. / Mestre em Ciências