Ami-deu : un cadre sémantique pour des applications adaptables dans des environnements intelligents

Cette thèse vise à étendre l’utilisation de l'Internet des objets (IdO) en facilitant le développement d’applications par des personnes non experts en développement logiciel. La thèse propose une nouvelle approche pour augmenter la sémantique des applications d’IdO et l’implication des experts du domaine dans le développement d’applications sensibles au contexte. Notre approche permet de gérer le contexte changeant de l’environnement et de générer des applications qui s’exécutent dans plusieurs environnements intelligents pour fournir des actions requises dans divers contextes. Notre approche est mise en œuvre dans un cadriciel (AmI-DEU) qui inclut les composants pour le développement d’applications IdO. AmI-DEU intègre les services d’environnement, favorise l’interaction de l’utilisateur et fournit les moyens de représenter le domaine d’application, le profil de l’utilisateur et les intentions de l’utilisateur. Le cadriciel permet la définition d’applications IoT avec une intention d’activité autodécrite qui contient les connaissances requises pour réaliser l’activité. Ensuite, le cadriciel génère Intention as a Context (IaaC), qui comprend une intention d’activité autodécrite avec des connaissances colligées à évaluer pour une meilleure adaptation dans des environnements intelligents. La sémantique de l’AmI-DEU est basée sur celle du ContextAA (Context-Aware Agents) – une plateforme pour fournir une connaissance du contexte dans plusieurs environnements. Le cadriciel effectue une compilation des connaissances par des règles et l'appariement sémantique pour produire des applications IdO autonomes capables de s’exécuter en ContextAA. AmI- DEU inclut également un outil de développement visuel pour le développement et le déploiement rapide d'applications sur ContextAA. L'interface graphique d’AmI-DEU adopte la métaphore du flux avec des aides visuelles pour simplifier le développement d'applications en permettant des définitions de règles étape par étape. Dans le cadre de l’expérimentation, AmI-DEU comprend un banc d’essai pour le développement d’applications IdO. Les résultats expérimentaux montrent une optimisation sémantique potentielle des ressources pour les applications IoT dynamiques dans les maisons intelligentes et les villes intelligentes. Notre approche favorise l'adoption de la technologie pour améliorer le bienêtre et la qualité de vie des personnes. Cette thèse se termine par des orientations de recherche que le cadriciel AmI-DEU dévoile pour réaliser des environnements intelligents omniprésents fournissant des adaptations appropriées pour soutenir les intentions des personnes.Abstract: This thesis aims at expanding the use of the Internet of Things (IoT) by facilitating the development of applications by people who are not experts in software development. The thesis proposes a new approach to augment IoT applications’ semantics and domain expert involvement in context-aware application development. Our approach enables us to manage the changing environment context and generate applications that run in multiple smart environments to provide required actions in diverse settings. Our approach is implemented in a framework (AmI-DEU) that includes the components for IoT application development. AmI- DEU integrates environment services, promotes end-user interaction, and provides the means to represent the application domain, end-user profile, and end-user intentions. The framework enables the definition of IoT applications with a self-described activity intention that contains the required knowledge to achieve the activity. Then, the framework generates Intention as a Context (IaaC), which includes a self-described activity intention with compiled knowledge to be assessed for augmented adaptations in smart environments. AmI-DEU framework semantics adopts ContextAA (Context-Aware Agents) – a platform to provide context-awareness in multiple environments. The framework performs a knowledge compilation by rules and semantic matching to produce autonomic IoT applications to run in ContextAA. AmI-DEU also includes a visual tool for quick application development and deployment to ContextAA. The AmI-DEU GUI adopts the flow metaphor with visual aids to simplify developing applications by allowing step-by-step rule definitions. As part of the experimentation, AmI-DEU includes a testbed for IoT application development. Experimental results show a potential semantic optimization for dynamic IoT applications in smart homes and smart cities. Our approach promotes technology adoption to improve people’s well-being and quality of life. This thesis concludes with research directions that the AmI-DEU framework uncovers to achieve pervasive smart environments providing suitable adaptations to support people’s intentions

Second Workshop on Modelling of Objects, Components and Agents

This report contains the proceedings of the workshop Modelling of Objects, Components, and Agents (MOCA'02), August 26-27, 2002.The workshop is organized by the 'Coloured Petri Net' Group at the University of Aarhus, Denmark and the 'Theoretical Foundations of Computer Science' Group at the University of Hamburg, Germany. The homepage of the workshop is: http://www.daimi.au.dk/CPnets/workshop02

Ubiquitous and context-aware computing modelling : study of devices integration in their environment

Dissertation presented as the partial requirement for obtaining a Master's degree in Information Management, specialization in Information Systems and Technologies ManagementIn an almost imperceptible way, ubiquitous and context-aware computing make part of our everyday lives, as the world has developed in an interconnected way between humans and technological devices. This interconnectedness raises the need to integrate humans’ interaction with the different devices they use in different social contexts and environments. In the proposed research, it is suggested the development of new scenario building based on a current ubiquitous computing model dedicated to the environment context-awareness. We will also follow previous research made on the formal structure computation model based on social paradigm theory, dedicated to embed devices into different context environments with social roles developed by Santos (2012/2015). Furthermore, several socially relevant context scenarios are to be identified and studied. Once identified, we gather and document the requirements that devices should have, according to the model, in order to achieve a correct integration in their contextual environment

Steps towards adaptive situation and context-aware access: a contribution to the extension of access control mechanisms within pervasive information systems

L'évolution des systèmes pervasives a ouvert de nouveaux horizons aux systèmes d'information classiques qui ont intégré des nouvelles technologies et des services qui assurent la transparence d'accès aux resources d'information à n'importe quand, n'importe où et n'importe comment. En même temps, cette évolution a relevé des nouveaux défis à la sécurité de données et à la modélisation du contrôle d'accès. Afin de confronter ces challenges, differents travaux de recherche se sont dirigés vers l'extension des modèles de contrôles d'accès (en particulier le modèle RBAC) afin de prendre en compte la sensibilité au contexte dans le processus de prise de décision. Mais la liaison d'une décision d'accès aux contraintes contextuelles dynamiques d'un utilisateur mobile va non seulement ajouter plus de complexité au processus de prise de décision mais pourra aussi augmenter les possibilités de refus d'accès. Sachant que l'accessibilité est un élément clé dans les systèmes pervasifs et prenant en compte l'importance d'assurer l'accéssibilité en situations du temps réel, nombreux travaux de recherche ont proposé d'appliquer des mécanismes flexibles de contrôle d'accès avec des solutions parfois extrêmes qui depassent les frontières de sécurité telle que l'option de "Bris-de-Glace". Dans cette thèse, nous introduisons une solution modérée qui se positionne entre la rigidité des modèles de contrôle d'accès et la flexibilité qui expose des risques appliquées pendant des situations du temps réel. Notre contribution comprend deux volets : au niveau de conception, nous proposons PS-RBAC - un modèle RBAC sensible au contexte et à la situation. Le modèle réalise des attributions des permissions adaptatives et de solution de rechange à base de prise de décision basée sur la similarité face à une situation importanteÀ la phase d'exécution, nous introduisons PSQRS - un système de réécriture des requêtes sensible au contexte et à la situation et qui confronte les refus d'accès en reformulant la requête XACML de l'utilisateur et en lui proposant une liste des resources alternatives similaires qu'il peut accéder. L'objectif est de fournir un niveau de sécurité adaptative qui répond aux besoins de l'utilisateur tout en prenant en compte son rôle, ses contraintes contextuelles (localisation, réseau, dispositif, etc.) et sa situation. Notre proposition a été validé dans trois domaines d'application qui sont riches des contextes pervasifs et des scénarii du temps réel: (i) les Équipes Mobiles Gériatriques, (ii) les systèmes avioniques et (iii) les systèmes de vidéo surveillance.The evolution of pervasive computing has opened new horizons to classical information systems by integrating new technologies and services that enable seamless access to information sources at anytime, anyhow and anywhere. Meanwhile this evolution has opened new threats to information security and new challenges to access control modeling. In order to meet these challenges, many research works went towards extending traditional access control models (especially the RBAC model) in order to add context awareness within the decision-making process. Meanwhile, tying access decisions to the dynamic contextual constraints of mobile users would not only add more complexity to decision-making but could also increase the possibilities of access denial. Knowing that accessibility is a key feature for pervasive systems and taking into account the importance of providing access within real-time situations, many research works have proposed applying flexible access control mechanisms with sometimes extreme solutions that depass security boundaries such as the Break-Glass option. In this thesis, we introduce a moderate solution that stands between the rigidity of access control models and the riskful flexibility applied during real-time situations. Our contribution is twofold: on the design phase, we propose PS-RBAC - a Pervasive Situation-aware RBAC model that realizes adaptive permission assignments and alternative-based decision-making based on similarity when facing an important situation. On the implementation phase, we introduce PSQRS - a Pervasive Situation-aware Query Rewriting System architecture that confronts access denials by reformulating the user's XACML access request and proposing to him a list of alternative similar solutions that he can access. The objective is to provide a level of adaptive security that would meet the user needs while taking into consideration his role, contextual constraints (location, network, device, etc.) and his situation. Our proposal has been validated in three application domains that are rich in pervasive contexts and real-time scenarios: (i) Mobile Geriatric Teams, (ii) Avionic Systems and (iii) Video Surveillance Systems

An aesthetics of touch: investigating the language of design relating to form

How well can designers communicate qualities of touch? This paper presents evidence that they have some capability to do so, much of which appears to have been learned, but at present make limited use of such language. Interviews with graduate designer-makers suggest that they are aware of and value the importance of touch and materiality in their work, but lack a vocabulary to fully relate to their detailed explanations of other aspects such as their intent or selection of materials. We believe that more attention should be paid to the verbal dialogue that happens in the design process, particularly as other researchers show that even making-based learning also has a strong verbal element to it. However, verbal language alone does not appear to be adequate for a comprehensive language of touch. Graduate designers-makers’ descriptive practices combined non-verbal manipulation within verbal accounts. We thus argue that haptic vocabularies do not simply describe material qualities, but rather are situated competences that physically demonstrate the presence of haptic qualities. Such competencies are more important than groups of verbal vocabularies in isolation. Design support for developing and extending haptic competences must take this wide range of considerations into account to comprehensively improve designers’ capabilities

Delegation, Arbitration and High-Level Service Discovery as Key Elements of a Software Infrastructure for Pervasive Computing

The dream of pervasive computing is slowly becoming a reality. A number of projects around the world are constantly contributing ideas and solutions that are bound to change the way we interact with our environments and with one another. An essential component of the future is a software infrastructure that is capable of supporting interactions on scales ranging from a single physical space to intercontinental collaborations. Such infrastructure must help applications adapt to very diverse environments and must protect people's privacy and respect their personal preferences. In this paper we indicate a number of limitations present in the software infrastructures proposed so far (including our previous work). We then describe the framework for building an infrastructure that satisfies the abovementioned criteria. This framework hinges on the concepts of delegation, arbitration and high-level service discovery. Components of our own implementation of such an infrastructure are presented