ユビキタス情報環境における情報資源の状態情報の流通制御方式

Tohoku University白鳥則

Um Sistema para Monitoramento de Metadados para Aplicações Ubíquas

Aplicações ubíquas utilizam diversos provedores de serviço e informações de contexto para realização das suas tarefas e operam em um ambiente dinâmico e heterogêneo. Nesse cenário, é essencial monitorar os metadados relacionados a Qualidade de Serviço (QoS) e Qualidade de Contexto (QoC) para se garantir que a aplicação está usando serviços e informações de contexto com níveis de QoS e QoC que satisfaçam seus requisitos. Nesse trabalho é apresentado o QoMonitor, um sistema de monitoramento que realiza aferição e monitoramento de metadados de QoS e QoC, opera de forma síncrona e assíncrona, e adota uma ontologia para representação dos conceitos de forma não ambígua. O QoMonitor foi integrado com o OpenCOPI, uma plataforma que facilita o desenvolvimento e execução de aplicações ubíquas. Este trabalho também ilustra o uso do monitor em uma aplicação ubíqua para monitoramento de poços de petróleo. Os resultados da avaliação de desempenho mostraram que o uso do QoMonitor pelo OpenCOPI não gerou um impacto considerável e possibilitou ao OpenCOPI trabalhar com valores reais de QoS e QoC

Courtier en qualité de contexte pour les applications mobiles

Résumé Plusieurs travaux de recherche ont mis en évidence la nécessité de la prise en charge de la qualité des informations de contexte pour les applications mobiles sensibles aux contextes. Différentes architectures permettant la gestion de la qualité du contexte (QdC) ont étudié proposées. Bien que ces solutions identifient les métriques de QdC les plus pertinentes, proposent des méthodes de quantification pour ces métriques, ou encore expliquent comment exploiter les données sur la QdC, peu abordent l'interface entre les sources d'information de contexte et leurs destinataires. En eet, lorsque deux sources sont disponibles pour la mème information de contexte, il est utile de disposer d'un mécanisme permettant de déterminer la source offrant la QdC adéquate. Dans ce mémoire, nous proposons une modélisation de la qualité de contexte ainsi que la spécification et l'implémentation d'une architecture offrant un mécanisme de sélection d'un fournisseur de contexte garantissant le respect des besoins en qualité de contexte des consommateurs. Nos principaux objectifs sont la minimisation de la charge des fournisseurs et consommateurs et la minimisation de la signalisation. Notre solution se caractérise par la mise en place d'un système de courtage entre les fournisseurs d'information de contexte et leurs consommateurs. Le courtier, entité centrale, prend en charge la gestion de la qualité de contexte. Le consommateur se réfère au courtier afin de se voir attribuer un fournisseur répondant à ses besoins. Il peut alors envoyer ses requêtes de contexte. Notre modèle de qualité de contexte suppose une formulation simple de celle-ci par les consommateurs et fournisseurs. Au final, la spécification de notre architecture suppose le respect de nos deux premiers objectifs. De plus, les tests menés sur notre implémentation du courtier en qualité de contexte confirme que nous les avons atteint. An de mesurer notre contribution à la recherche nous avons comparé nos travaux à ceux d'autres chercheurs et constaté une amélioration des possibilitées de mise à l'échelle offert par notre architecture.----------Abstract Research has already highlighted the need to support quality of context information in context-aware mobile applications. Various architectures enabling the management of quality of context (QoC) has been proposed. Although these solutions identify the most relevant metrics of QoC, oer methods of quantication for these metrics, or explain how to use data on QoC, only a few consider the interface between the sources of context and their recipients. Actually, when two sources are available for the same context information, it becomes useful to have a mechanism to determine the source oering suitable QoC. In this thesis, we propose a model of quality of context, the specication and implementation of an architecture providing a mechanism for selecting a context provider which ensure that the quality of context oered by the provider complies the consumer needs. Our main objectives are the minimization of the providers and consumers workload, and the minimization of the overhead. Our solution is to set up a brokerage system between context information providers and their consumers. The broker, central element, supports the management of the quality of context. The consumer refers to the broker to be assigned a provider that meets its needs. It can then send context queries. Our model of quality of context oer a simple formulation, which is benecial to the reduction of consumers and suppliers workload. Finally, the specication of our architecture predicate the respect of our rst two objectives. Moreover, experiments conducted on our implementation of the quality of context broker conrms that we have achieved our objectives. To measure our contribution to the research we have compared our work with other research and found that our architecture oer better opportunities for scaling

Coopération asynchrone colocalisée dans l'habitat intelligent en santé

Le Québec vit un vieillissement marqué de sa population et doit faire face aux problèmes que cela engendre. Cette situation soulève des enjeux sociaux et économiques liés à la santé comme l'augmentation des problèmes chroniques de santé en fin de vie, le maintien de la qualité des soins à la population et plus généralement le financement du domaine de la santé. Le Centre de recherche sur les habitats intelligents (CRHI) de l'Université de Sherbrooke cherche à développer une solution technologique socialement acceptable à ces enjeux. Les travaux qui y sont faits visent à favoriser l'autonomie de personnes atteintes de troubles cognitifs afin de leur permettre de demeurer à domicile le plus longtemps possible. Cette recherche doctorale porte spécifiquement sur l'utilisation des technologies de l'habitat intelligent pour soutenir le travail coopératif entre les professionnels de la santé, les intervenants sociaux et les proches aidants. On y aborde la problématique du travail "même lieu/temps différents" dans l'équipe hétérogène sous l'angle du travail coopératif assisté par ordinateur (TCAO). Un collecticiel asynchrone distribué dans l'habitat intelligent a été développé à titre de preuve de concept. Des activités de communication, de coordination et de production des intervenants ont été scénarisées afin de démontrer le fonctionnement du prototype. Le collecticiel C4C intègre notamment des outils de travail éprouvés comme le système de mesure de l'autonomie fonctionnelle (SMAF) qui est utilisé pour déterminer et suivre le niveau de service à offrir à une personne en perte d'autonomie. Notre recherche a permis d'élaborer : - une infrastructure distribuée de services sous l'approche par réseau de pairs pour un habitat intelligent ; - un modèle de gestion de l'information dans une perspective historique et spatiale intérieure tridimensionnelle ; - un modèle de gestion de la coopération en mode "pousser de l'information" basé sur le contexte de travail. Ensemble, ces contributions structurent et définissent le mode de travail dans l'équipe de soins et de maintien à domicile. En facilitant la coopération dans l'habitat intelligent, notre recherche vise la continuité accrue des soins pour permettre à plus de personnes souffrant de limitations cognitives ou physiques de vivre à la maison dans leur communauté

An infrastructure for context-dependent RDF data replication on mobile devices

Der im Rahmen dieser Arbeit vorgestellte Ansatz beschreibt die Erstellung einer technischen Infrastruktur, die selektiv RDF-Daten in Abhängigkeit der Informationsbedürfnisse und den unterschiedlichen Kontexten mobiler Nutzer auf ein mobiles Endgerät repliziert und diese somit in intelligenter Art und Weise unterstützt. Eine Zusammenführung kontextspezifischer Konzepte und semantischer Technologien stellt einen wesentlichen Bestandteil zur Verbesserung der mobilen Informationssuche dar und erhöht gleichzeitig die Präzision mobiler Informationsgewinnungsprozesse. Trotz des vorhandenen Potentials einer proaktiven, kontextabhängigen Replizierung von RDF-Daten, gestaltet sich die Verarbeitung auf mobilen Endgeräten schwierig. Die Gründe dafür liegen in den technischen und netzwerkspezifischen Beschränkungen, in der fehlenden Verarbeitungs- und Verwaltungsfunktionalität von ontologiebasierten Beschreibungsverfahren sowie in der Unzulänglichkeit bestehender Replikationsansätze, sich an verändernde Informationsbedürfnisse sowie an unterschiedliche technische, umgebungsspezifische und infrastrukturbezogene Eigenheiten anzupassen. Verstärkt wird diese Problematik durch das Fehlen ausdrucksstarker Beschreibungsverfahren zur Repräsentation kontextspezifischer Daten. Existierende Ansätze leiden dementsprechend unter der Verwendung proprietärer Datenformate, dem Einsatz serverabhängiger Applikationsinfrastrukturen sowie dem Unvermögen, kontextspezifische Daten auszutauschen. Dies äußert sich in Studien, welche die Berücksichtigung der Informationsbedürfnisse mobiler Nutzer als unzureichend einstuft und einen Großteil der benötigten Informationen als kontextrelevant auszeichnet. Obgleich Fortschritte bei der Adaption von semantischen Technologien und Beschreibungsverfahren zur kontextabhängigen Verarbeitung zu erkennen sind, bleibt eine auf semantische Technologien basierende, proaktive Replizierung von RDF-Daten auf mobile Endgeräte ein offenes Forschungsfeld. Die vorliegende Arbeit diskutiert Möglichkeiten zur Erweiterung der mobilen, kontextspezifischen Datenverarbeitung durch semantische Technologien und beinhaltet eine vergleichende Studie zur Leistungsfähigkeit aktueller mobiler RDF-Frameworks. Kernpunkt ist die formale Beschreibung eines abstrakten Modells zur effizienten Akquise, Repräsentation, Verwaltung und Verarbeitung von Kontextinformationen unter Berücksichtigung der technischen Gegebenheiten mobiler Informationssysteme. Ergänzt wird es durch die formale Spezifikation eines nebenläufigen, transaktionsbasierten Verarbeitungsmodells, welches Vollständigkeits- und Konsistenzbedingungen auf Daten- und Prozessebene berücksichtigt. Der praktische Nutzen des vorliegenden Ansatzes wird anhand typischer Informationsbedürfnisse eines Wissensarbeiters demonstriert. Der Ansatz reduziert Abhängigkeiten zu externen Systemen und ermöglicht Nutzern, unabhängig von zeitlichen, örtlichen und netzwerkspezifischen Gegebenheiten, auf die für sie relevanten Daten zuzugreifen und diese zu verarbeiten. Durch die lokale Verarbeitung kontextbezogener Daten wird sowohl die Privatssphäre des Nutzers gewahrt als auch sicherheitsrelevanten Aspekten Rechnung getragen.This work describes an infrastructure for the selective RDF data replication to mobile devices while considering current and future information needs of mobile users and the different contexts they are operating in. It presents a novel approach in synthesizing context-aware computing concepts with semantic technologies and distributed transaction management concepts for intelligently assisting mobile users while enhancing mobile information seeking behavior and increasing the precision of mobile information retrieval processes. Despite the huge potential of a proactive, context-dependent replication of RDF data, such data can not be efficiently processed on mobile devices due to (i) technical limitations and network-related constraints, (ii) missing processing and management capabilities of ontology-based description frameworks, (iii) the inability of traditional data replication strategies to adapt to changing user information needs and to consider technical, environmental, and infrastructural restrictions of mobile operating systems, and (iv) the dynamic and emergent nature of context, which requires flexible and extensible description frameworks that allow for elaborating on the semantics of contextual constellations as well as on the relationships that exist between them. As a consequence, existing approaches suffer from the deployment of proprietary data formats, server-dependent application infrastructures, and the inability to share and exchange contextual information across system borders. Moreover, results of recently conducted studies reveal that mobile users find their information needs inadequately addressed, where a large share can be attributed as context or context-relevant. Although progress has been made in applying semantic technologies, concepts, and languages to the domain of context-aware computing, a synthesis of those fields for the proactive provision of RDF data replicas on mobile devices remains an open research issue. This work discusses possible fields where context-aware computing can be enhanced using technologies, languages, and concepts from the Semantic Web and contains a comparative study about the performance of current mobile RDF frameworks in replication-specific tasks. The main contribution of this thesis is a formal description of an abstract model that allows for an efficient acquisition, representation, management, and processing of contextual information while taking into account the peculiarities and operating environments of mobile information systems. It is complemented by a formal specification of a concurrently operating transaction-based processing model that considers completeness and consistency requirements on data and process level. We demonstrate the practicability of the presented approach trough a prototypical implementation of context and data providers that satisfy typical information needs of a mobile knowledge worker. As a consequence, dependencies to external systems are reduced and users are equipped with relevant information that adheres to their information needs anywhere and at any time, independent of any network-related constraints. Since context-relevant data are processed directly on a mobile device, security and privacy issues are preserved