Share and reuse of context metadata resulting from interactions between users and heterogeneous web-based learning environments

L'intérêt pour l'observation, l'instrumentation et l'évaluation des systèmes éducatifs en ligne est devenu de plus en plus important ces dernières années au sein de la communauté des Environnements Informatique pour l'Apprentissage Humain (EIAH). La conception et le développement d'environnements d'apprentissage en ligne adaptatifs (AdWLE - Adaptive Web-based Learning Environments) représentent une préoccupation majeure aujourd'hui, et visent divers objectifs tels que l'aide au processus de réingénierie, la compréhension du comportement des utilisateurs, ou le soutient à la création de systèmes tutoriels intelligents. Ces systèmes gèrent leur processus d'adaptation sur la base d'informations détaillées reflétant le contexte dans lequel les étudiants évoluent pendant l'apprentissage : les ressour-ces consultées, les clics de souris, les messages postés dans les logiciels de messagerie instantanée ou les forums de discussion, les réponses aux questionnaires, etc. Les travaux présentés dans ce document sont destinés à surmonter certaines lacunes des systèmes actuels en fournissant un cadre dédié à la collecte, au partage et à la réutilisation du contexte représenté selon deux niveaux d'abstraction : le contexte brut (résultant des interactions directes entre utilisateurs et applications) et le contexte inféré (calculé à partir des données du contexte brut). Ce cadre de travail qui respecte la vie privée des usagers est fondé sur un standard ouvert dédié à la gestion des systèmes, réseaux et applications. Le contexte spécifique aux outils hétérogènes constituant les EIAHs est représenté par une structure unifiée et extensible, et stocké dans un référentiel central. Pour faciliter l'accès à ce référentiel, nous avons introduit une couche intermédiaire composée d'un ensemble d'outils. Certains d'entre eux permettent aux utilisateurs et applications de définir, collecter, partager et rechercher les données de contexte qui les intéressent, tandis que d'autres sont dédiés à la conception, au calcul et à la délivrance des données de contexte inférées. Pour valider notre approche, une mise en œuvre du cadre de travail proposé intègre des données contextuelles issues de trois systèmes différents : deux plates-formes d'apprentissage Moodle (celle de l'Université Paul Sabatier de Toulouse, et une autre déployée dans le cadre du projet CONTINT financé par l'Agence Nationale de la Recherche) et une instanciation locale du moteur de recherche de la fondation Ariadne. A partir des contextes collectés, des indicateurs pertinents ont été calculés pour chacun de ces environnements. En outre, deux applications qui exploitent cet ensemble de données ont été développées : un système de recommandation personnalisé d'objets pédagogiques ainsi qu'une application de visualisation fondée sur les technologies tactiles pour faciliter la navigation au sein de ces données de contexte.An interest for the observation, instrumentation, and evaluation of online educational systems has become more and more important within the Technology Enhanced Learning community in the last few years. Conception and development of Adaptive Web-based Learning Environments (AdWLE) in order to facilitate the process of re-engineering, to help understand users' behavior, or to support the creation of Intelligent Tutoring Systems represent a major concern today. These systems handle their adaptation process on the basis of detailed information reflecting the context in which students evolve while learning: consulted resources, mouse clicks, chat messages, forum discussions, visited URLs, quizzes selections, and so on. The works presented in this document are intended to overcome some issues of the actual systems by providing a privacy-enabled framework dedicated to the collect, share and reuse of context represented at two abstraction levels: raw context (resulting from direct interactions between users and applications) and inferred context (calculated on the basis of raw context). The framework is based on an open standard dedicated to system, network and application management, where the context specific to heterogeneous tools is represented as a unified and extensible structure and stored into a central repository. To facilitate access to this context repository, we introduced a middleware layer composed of a set of tools. Some of them allow users and applications to define, collect, share and search for the context data they are interested in, while others are dedicated to the design, calculation and delivery of inferred context. To validate our approach, an implementation of the suggested framework manages context data provided by three systems: two Moodle servers (one running at the Paul Sabatier University of Toulouse, and the other one hosting the CONTINT project funded by the French National Research Agency) and a local instantiation of the Ariadne Finder. Based on the collected context, relevant indicators have been calculated for each one of these environments. Furthermore, two applications which reuse the encapsulated context have been developed on top of the framework: a personalized system for recommending learning objects to students, and a visualization application which uses multi-touch technologies to facilitate the navigation among collected context entities

Service-oriented architecture for device lifecycle support in industrial automation

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Especialidade: Robótica e Manufactura IntegradaThis thesis addresses the device lifecycle support thematic in the scope of service oriented industrial automation domain. This domain is known for its plethora of heterogeneous equipment encompassing distinct functions, form factors, network interfaces, or I/O specifications supported by dissimilar software and hardware platforms. There is then an evident and crescent need to take every device into account and improve the agility performance during setup, control, management, monitoring and diagnosis phases. Service-oriented Architecture (SOA) paradigm is currently a widely endorsed approach for both business and enterprise systems integration. SOA concepts and technology are continuously spreading along the layers of the enterprise organization envisioning a unified interoperability solution. SOA promotes discoverability, loose coupling, abstraction, autonomy and composition of services relying on open web standards – features that can provide an important contribution to the industrial automation domain. The present work seized industrial automation device level requirements, constraints and needs to determine how and where can SOA be employed to solve some of the existent difficulties. Supported by these outcomes, a reference architecture shaped by distributed, adaptive and composable modules is proposed. This architecture will assist and ease the role of systems integrators during reengineering-related interventions throughout system lifecycle. In a converging direction, the present work also proposes a serviceoriented device model to support previous architecture vision and goals by including embedded added-value in terms of service-oriented peer-to-peer discovery and identification, configuration, management, as well as agile customization of device resources. In this context, the implementation and validation work proved not simply the feasibility and fitness of the proposed solution to two distinct test-benches but also its relevance to the expanding domain of SOA applications to support device lifecycle in the industrial automation domain