26 research outputs found

    Systematic Approaches for Telemedicine and Data Coordination for COVID-19 in Baja California, Mexico

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    Conference proceedings info: ICICT 2023: 2023 The 6th International Conference on Information and Computer Technologies Raleigh, HI, United States, March 24-26, 2023 Pages 529-542We provide a model for systematic implementation of telemedicine within a large evaluation center for COVID-19 in the area of Baja California, Mexico. Our model is based on human-centric design factors and cross disciplinary collaborations for scalable data-driven enablement of smartphone, cellular, and video Teleconsul-tation technologies to link hospitals, clinics, and emergency medical services for point-of-care assessments of COVID testing, and for subsequent treatment and quar-antine decisions. A multidisciplinary team was rapidly created, in cooperation with different institutions, including: the Autonomous University of Baja California, the Ministry of Health, the Command, Communication and Computer Control Center of the Ministry of the State of Baja California (C4), Colleges of Medicine, and the College of Psychologists. Our objective is to provide information to the public and to evaluate COVID-19 in real time and to track, regional, municipal, and state-wide data in real time that informs supply chains and resource allocation with the anticipation of a surge in COVID-19 cases. RESUMEN Proporcionamos un modelo para la implementación sistemática de la telemedicina dentro de un gran centro de evaluación de COVID-19 en el área de Baja California, México. Nuestro modelo se basa en factores de diseño centrados en el ser humano y colaboraciones interdisciplinarias para la habilitación escalable basada en datos de tecnologías de teleconsulta de teléfonos inteligentes, celulares y video para vincular hospitales, clínicas y servicios médicos de emergencia para evaluaciones de COVID en el punto de atención. pruebas, y para el tratamiento posterior y decisiones de cuarentena. Rápidamente se creó un equipo multidisciplinario, en cooperación con diferentes instituciones, entre ellas: la Universidad Autónoma de Baja California, la Secretaría de Salud, el Centro de Comando, Comunicaciones y Control Informático. de la Secretaría del Estado de Baja California (C4), Facultades de Medicina y Colegio de Psicólogos. Nuestro objetivo es proporcionar información al público y evaluar COVID-19 en tiempo real y rastrear datos regionales, municipales y estatales en tiempo real que informan las cadenas de suministro y la asignación de recursos con la anticipación de un aumento de COVID-19. 19 casos.ICICT 2023: 2023 The 6th International Conference on Information and Computer Technologieshttps://doi.org/10.1007/978-981-99-3236-

    Indoor Positioning and Navigation

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    In recent years, rapid development in robotics, mobile, and communication technologies has encouraged many studies in the field of localization and navigation in indoor environments. An accurate localization system that can operate in an indoor environment has considerable practical value, because it can be built into autonomous mobile systems or a personal navigation system on a smartphone for guiding people through airports, shopping malls, museums and other public institutions, etc. Such a system would be particularly useful for blind people. Modern smartphones are equipped with numerous sensors (such as inertial sensors, cameras, and barometers) and communication modules (such as WiFi, Bluetooth, NFC, LTE/5G, and UWB capabilities), which enable the implementation of various localization algorithms, namely, visual localization, inertial navigation system, and radio localization. For the mapping of indoor environments and localization of autonomous mobile sysems, LIDAR sensors are also frequently used in addition to smartphone sensors. Visual localization and inertial navigation systems are sensitive to external disturbances; therefore, sensor fusion approaches can be used for the implementation of robust localization algorithms. These have to be optimized in order to be computationally efficient, which is essential for real-time processing and low energy consumption on a smartphone or robot

    Recent Advances in Indoor Localization Systems and Technologies

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    Despite the enormous technical progress seen in the past few years, the maturity of indoor localization technologies has not yet reached the level of GNSS solutions. The 23 selected papers in this book present the recent advances and new developments in indoor localization systems and technologies, propose novel or improved methods with increased performance, provide insight into various aspects of quality control, and also introduce some unorthodox positioning methods

    Trustworthiness in Mobile Cyber Physical Systems

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    Computing and communication capabilities are increasingly embedded in diverse objects and structures in the physical environment. They will link the ‘cyberworld’ of computing and communications with the physical world. These applications are called cyber physical systems (CPS). Obviously, the increased involvement of real-world entities leads to a greater demand for trustworthy systems. Hence, we use "system trustworthiness" here, which can guarantee continuous service in the presence of internal errors or external attacks. Mobile CPS (MCPS) is a prominent subcategory of CPS in which the physical component has no permanent location. Mobile Internet devices already provide ubiquitous platforms for building novel MCPS applications. The objective of this Special Issue is to contribute to research in modern/future trustworthy MCPS, including design, modeling, simulation, dependability, and so on. It is imperative to address the issues which are critical to their mobility, report significant advances in the underlying science, and discuss the challenges of development and implementation in various applications of MCPS

    Mobile Ad-Hoc Networks

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    Being infrastructure-less and without central administration control, wireless ad-hoc networking is playing a more and more important role in extending the coverage of traditional wireless infrastructure (cellular networks, wireless LAN, etc). This book includes state-of the-art techniques and solutions for wireless ad-hoc networks. It focuses on the following topics in ad-hoc networks: vehicular ad-hoc networks, security and caching, TCP in ad-hoc networks and emerging applications. It is targeted to provide network engineers and researchers with design guidelines for large scale wireless ad hoc networks

    An Architecture-based Approach for Change Impact Analysis of Software-intensive Systems

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    A main property of software-intensive technical systems is sustainability. Sustainable systems need to change continuously. A change to a system element can result in further changes to other system elements. If these elements originate from different domains, the change can also propagate between several domains. This book presents an architecture-based approach to change propagation analysis of software-intensive technical systems that considers heterogeneous elements from different domain

    Event-Driven Data Gathering in Pure Asynchronous Multi-Hop Underwater Acoustic Sensor Networks

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    [EN] In underwater acoustic modem design, pure asynchrony can contribute to improved wake-up coordination, thus avoiding energy-inefficient synchronization mechanisms. Nodes are designed with a pre-receptor and an acoustically adapted Radio Frequency Identification system, which wakes up the node when it receives an external tone. The facts that no synchronism protocol is necessary and that the time between waking up and packet reception is narrow make pure asynchronism highly efficient for energy saving. However, handshaking in the Medium Control Access layer must be adapted to maintain the premise of pure asynchronism. This paper explores different models to carry out this type of adaptation, comparing them via simulation in ns-3. Moreover, because energy saving is highly important to data gathering driven by underwater vehicles, where nodes can spend long periods without connection, this paper is focused on multi-hop topologies. When a vehicle appears in a 3D scenario, it is expected to gather as much information as possible in the minimum amount of time. Vehicle appearance is the event that triggers the gathering process, not only from the nearest nodes but from every node in the 3D volume. Therefore, this paper assumes, as a requirement, a topology of at least three hops. The results show that classic handshaking will perform better than tone reservation because hidden nodes annulate the positive effect of channel reservation. However, in highly dense networks, a combination model with polling will shorten the gathering time.Blanc Clavero, S. (2020). Event-Driven Data Gathering in Pure Asynchronous Multi-Hop Underwater Acoustic Sensor Networks. Sensors. 20(5):1-16. https://doi.org/10.3390/s20051407S116205Roy, A., & Sarma, N. (2018). Effects of Various Factors on Performance of MAC Protocols for Underwater Wireless Sensor Networks. Materials Today: Proceedings, 5(1), 2263-2274. doi:10.1016/j.matpr.2017.09.228Awan, K. M., Shah, P. A., Iqbal, K., Gillani, S., Ahmad, W., & Nam, Y. (2019). Underwater Wireless Sensor Networks: A Review of Recent Issues and Challenges. Wireless Communications and Mobile Computing, 2019, 1-20. doi:10.1155/2019/6470359Rudnick, D. L., Davis, R. E., Eriksen, C. C., Fratantoni, D. M., & Perry, M. J. (2004). Underwater Gliders for Ocean Research. Marine Technology Society Journal, 38(2), 73-84. doi:10.4031/002533204787522703Petritoli, E., & Leccese, F. (2018). High Accuracy Attitude and Navigation System for an Autonomous Underwater Vehicle (AUV). ACTA IMEKO, 7(2), 3. doi:10.21014/acta_imeko.v7i2.535Nam, H. (2018). Data-Gathering Protocol-Based AUV Path-Planning for Long-Duration Cooperation in Underwater Acoustic Sensor Networks. IEEE Sensors Journal, 18(21), 8902-8912. doi:10.1109/jsen.2018.2866837Sun, J., Hu, F., Jin, W., Wang, J., Wang, X., Luo, Y., … Zhang, A. (2020). Model-Aided Localization and Navigation for Underwater Gliders Using Single-Beacon Travel-Time Differences. Sensors, 20(3), 893. doi:10.3390/s20030893Wahid, A., Lee, S., Kim, D., & Lim, K.-S. (2014). MRP: A Localization-Free Multi-Layered Routing Protocol for Underwater Wireless Sensor Networks. Wireless Personal Communications, 77(4), 2997-3012. doi:10.1007/s11277-014-1690-6Sánchez, A., Blanc, S., Yuste, P., Perles, A., & Serrano, J. J. (2012). An Ultra-Low Power and Flexible Acoustic Modem Design to Develop Energy-Efficient Underwater Sensor Networks. Sensors, 12(6), 6837-6856. doi:10.3390/s120606837Li, S., Qu, W., Liu, C., Qiu, T., & Zhao, Z. (2019). Survey on high reliability wireless communication for underwater sensor networks. Journal of Network and Computer Applications, 148, 102446. doi:10.1016/j.jnca.2019.102446Jiang, S. (2018). State-of-the-Art Medium Access Control (MAC) Protocols for Underwater Acoustic Networks: A Survey Based on a MAC Reference Model. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 20(1), 96-131. doi:10.1109/comst.2017.2768802Chirdchoo, N., Soh, W., & Chua, K. C. (2008). RIPT: A Receiver-Initiated Reservation-Based Protocol for Underwater Acoustic Networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 26(9), 1744-1753. doi:10.1109/jsac.2008.081213Zenia, N. Z., Aseeri, M., Ahmed, M. R., Chowdhury, Z. I., & Shamim Kaiser, M. (2016). Energy-efficiency and reliability in MAC and routing protocols for underwater wireless sensor network: A survey. Journal of Network and Computer Applications, 71, 72-85. doi:10.1016/j.jnca.2016.06.005Khasawneh, A., Latiff, M. S. B. A., Kaiwartya, O., & Chizari, H. (2017). A reliable energy-efficient pressure-based routing protocol for underwater wireless sensor network. Wireless Networks, 24(6), 2061-2075. doi:10.1007/s11276-017-1461-xSánchez, A., Blanc, S., Yuste, P., Perles, A., & Serrano, J. J. (2015). An Acoustic Modem Featuring a Multi-Receiver and Ultra-Low Power. Circuits and Systems, 06(01), 1-12. doi:10.4236/cs.2015.6100

    An Architecture-based Approach for Change Impact Analysis of Software-intensive Systems

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    Die vorliegende Dissertation präsentiert eine automatische domänenübergreifende Wartbarkeitsanalyse basierend auf der Architektur der Systeme, in deren Entwicklung und Evolution verschiedene Domänen zusammenarbeiten müssen. Eine der integralen Eigenschaften software-intensiver technischer Systeme ist ihre Langlebigkeit. Langlebige Systeme unterliegen kontinuierlichen Anpassungen aufgrund externer Änderungen, wie Änderungen ihrer Umgebung, oder auch interner Änderungen, wie zum Beispiel Fehlerbeseitigungen. Die Eigenschaft des Systems, die angibt, welcher Aufwand erforderlich ist, um ein System gemäß eines gegebenen Änderungsszenarios zu ändern, wird als Wartbarkeit bezeichnet. Somit ist Wartbarkeit ein wichtiges Qualitätsattribut langlebiger Systeme. Eine initiale Änderung an einem Element im System kann weitere Änderungen an anderen Systemelementen zur Folge haben. Stammen die betroffenen Systemelemente aus mehreren Domänen, wie zum Beispiel aus den Domänen der Informationssysteme, Geschäftsprozesse oder automatisierten Produktionssysteme, können sich die Änderungen auch über mehrere Domänen hinweg mit Abhängigkeiten in alle Richtungen ausbreiten. Ein automatisiertes Produktionssystem kann zum Beispiel aus mechanischen und elektrischen Bauteilen, sowie Steuerungssoftware bestehen. Eine Änderung an mechanischen und/oder elektrischen Bauteilen, wie zum Beispiel Sensoren, kann zu Folgeänderungen in der entsprechenden Steuerungssoftware führen. Zudem gibt es viele unterschiedliche Möglichkeiten, wie eine Änderungsanfrage in einem System umgesetzt werden kann. Verschiedene Möglichkeiten zur Umsetzung einer Änderungsanfrage können zu verschiedenen Änderungsaufwänden, sowie unterschiedlichen Systemen bezüglich ihrer Qualitätsattribute führen. Das Abschätzen der Änderungsfolgen hat deshalb besondere Relevanz im Entscheidungsprozess. Jedoch können manuelle Änderungsabschätzungen mit hohem Zeit- und Kostenaufwand verbunden sein. Somit kann eine automatische und domänenübergreifende Änderungsausbreitungsanalyse vor der Umsetzung einer Änderungsanfrage die Vorhersage der Änderungsaufwände und den Entscheidungsfindungsprozess zu deren Umsetzung unterstützen. Eine Möglichkeit zur automatischen Änderungsausbreitungsanalyse ist ein modell-, sowie szenariobasierter Ansatz zur Wartbarkeitsabschätzung, der Systeme aus mehreren Domänen berücksichtigt. Jedoch konzentrieren sich bestehende modellbasierte und szenariobasierte Ansätze meist auf die Änderungsausbreitung in einer Domäne und vernachlässigen Änderungsaufwände der Elemente aus Domänen, die in einer gegenseitigen Abhängigkeitsbeziehung zur betrachteten Domäne stehen. Dies führt zu einer unzureichenden Abschätzung der Änderungsauswirkungen. Die vorliegende Dissertation stellt eine generische Methode für eine automatische und domänenübergreifende Änderungsausbreitungsanalyse vor. Durch die Instanziierung der generischen Methode in verschiedenen Domänen kann ein vollständiger Ansatz zur automatischen Änderungsausbreitungsanalyse in der jeweiligen Domäne erstellt werden. Somit hat die generische Methode zum Ziel, den Entwicklungsprozess einer modellbasierten Änderungsausbreitungsanalyse durch die Wiederverwendung von bestehenden Konzepten zu verbessern. Die generische Methode basiert auf dem Karlsruhe Architectural Maintainability Prediction (KAMP) Ansatz zur Änderungsausbreitungsanalyse in Informationssystemen. Weitere Beiträge dieser Dissertation können wie folgt zusammengefasst werden: i) Software-Systeme sind integrale Bestandteile der Geschäftsprozesse moderner Unternehmen. Daher beeinflussen sich Software-Systeme und Geschäftsprozesse gegenseitig während der Evolution. Angesichts komplexer gegenseitiger Beeinflussung bietet der Ansatz als eine Instanz der generischen Methode und eine Erweiterung des KAMP-Ansatzes eine automatische Änderungsausbreitungsanalyse in den sich gegenseitig beeinflussenden Domänen der Informationssysteme und der Geschäftsprozesse. ii) Basierend auf Metamodellen zur Darstellung von mechanischen und elektrischen Teilen, als auch der Steuerungssoftware im Standard IEC 61131-3 für speicherprogrammierbare Steuerungen wurde ein weiterer Ansatz (ebenfalls als eine Instanziierung der generischen Methode) für die Domänen der automatisierten Produktionssysteme entwickelt. Mit dem Ansatz ist es möglich Änderungen über Systemelemente aus mehreren Sub-Domänen von automatisierten Produktionssystemen zu verfolgen, um eine umfassende Liste von Wartbarkeitsaufwänden zu erstellen. iii) Die Änderungsauslöser können sich entweder auf Architekturmodellebene oder auf Anforderungsebene befinden. Basierend auf Modellen zur Erfassung von Anforderungen und Entwurfsentscheidungen in der Domäne der Informationssysteme, Geschäftsprozesse, sowie automatisierten Produktionssysteme wurden die bestehenden Instanzen der generischen Methode zur Berücksichtigung von Anforderungsänderungen erweitert. Somit ergänzt dieser Beitrag die bisherigen Beiträge bezüglich der domänen-spezifischen Änderungsausbreitungsanalysen. iv) Die Änderungsausbreitung in den Instanzen der Methode wird durch Änderungsausbreitungsregeln betrachtet. Hierzu wurde eine domänenspezifische Sprache zum Beschreiben der häufig benutzten Änderungsausbreitungsregeln zur besseren Lesbarkeit der Regeln sowie zur Vermeidung von technischem Code vorgestellt. v) Weiter wurde ein mehrdimensionales Kategorisierungsschema für die Änderungsauslöser in Geschäftsprozessen basierend auf den Ergebnissen einer umfassenden Literaturrecherche vorgestellt. Die Beiträge dieser Dissertation zur automatischen Änderungsausbreitungsanalyse wurden anhand von Fallstudien in der jeweiligen Domäne evaluiert. Für jede Fallstudie wurde die Genauigkeit der Ergebnisse des jeweiligen Ansatzes im Vergleich zu manuell erstellten Ergebnissen angegeben. Zudem wurde die Aufwandsersparnis durch eine automatische Änderungsausbreitungsanalyse anhand des Vergleichs zweier Metriken gezeigt: i) Die erste Metrik repräsentiert die Rate der Anzahl der tatsächlich zu ändernden Modellelemente zur Anzahl der gesamten Modellelemente. ii) Die zweite Metrik repräsentiert die Rate der Anzahl der vom Ansatz vorgeschlagenen Modellelemente zur Anzahl der gesamten Modellelemente. Für die Validierung des Ansatzes zur automatischen Änderungsausbreitungsanalyse in den Domänen der Informationssysteme und der Geschäftsprozesse wurde basierend auf den Ergebnissen der systematischen Literaturrecherche zur Ermittlung der Änderungsauslöser in Geschäftsprozessen repräsentative Änderungsauslöserklassen identifiziert. Diese repräsentativen Änderungsauslöserklassen wurden jeweils auf die Community-Fallstudien "Common Component Modeling Example (CoCoME)" und "modular Rice University Bidding System (mRUBiS)" angewendet. Für die externe Validität der Methode wurde die Domäne der automatisierten Produktionssysteme betrachtet. Hierzu wurde die Instanz der Methode zur automatischen Änderungsausbreitungsanalyse in der Domäne der automatisierten Produktionssysteme auf die Community-Fallstudie "extended Pick and Place Unit (xPPU)" angewendet. Die betrachtete Anlage beinhaltet die elektrischen und mechanischen Bauteile sowie die Steuerungssoftware im Standard IEC 61131-3 für speicherprogrammierbare Steuerungen
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