A Framework for Turn-Based Local Multiplayer Games

Mobile devices are present in people’s everyday lives and have gone from being a tool used purely to communicate. Currently they are also used as a means to entertain, by listening to music, watching videos or playing games. When it comes to games, these can be played alone (single player games) or with other people (multiplayer games), from strangers to family and friends. Local multiplayer games are a popular choice because they connect groups of physically close people to play and allow them to interact. However, there are some concerns to address. Local multiplayer games connect de vices but that alone isn’t enough to ensure correct game play. These games need to distribute the game state between the devices and solve the issues that ensue from that. These involve matching players, managing game state (making sure players get the cur rent state in a reasonable time frame, in order for the next moves to be performed), dealing with player inflow and outflow, among other problems. To reliably handle the aforementioned issues, in this thesis we propose Peppermint, a framework and runtime system to program local multiplayer games on the mobile edge. It was developed on top of Basil GardenBed, a data storage and dissemination system for the mobile edge developed at NOVA LINCS, that provides communication between devices. On the other hand, the challenges stemming from the games’ execution will be addressed by our framework, which are validated by the development and evaluation of one game according to a set of functional metrics. The results obtained during testing of our framework, mostly in a simulated setting, show that the framework is able to create and store matches, letting players join, leave and play in them. It will also discard the generated data when the match ends, so that the network doesn’t end up being cluttered with data that isn’t being accessed anymore. These characteristics constitute a framework has a set of core features that can be expanded in future work.Os dispositivos móveis estão presentes no dia-a-dia das pessoas e deixaram de ser apenas utilizados para comunicar. Presentemente são também usados como meio de entreteni mento, ao permitirem ouvir música, ver vídeos ou jogar jogos. Em relação a jogos, estes podem ser apenas para um jogador, ou podem ser jogados por várias pessoas (jogos mul tijogador), desde desconhecidos a família e amigos. Os jogos multijogador locais são uma escolha popular porque permitem que grupos de pessoas próximas fisicamente se juntem e interajam. No entanto, existem problemas a resolver. Os jogos multijogador locais conectam dis positivos mas apenas isso não é suficiente para garantir a sua correcção. Os jogos necessi tam de distribuir o seu estado entre os dispositivos e resolver as questões que decorrem disso. Estas envolvem agrupar jogadores, gerir o estado do jogo (ao garantir que os joga dores recebem o estado mais recente atempadamente, para que os próximos movimentos possam ser efectuados), lidar com o fluxo de jogadores, entre outros problemas. Para resolver os problemas mencionados, nesta tese apresentamos Peppermint, uma infraestrutura e sistema de execução para implementar jogos multijogador locais em dispositivos ligados a uma rede na mobile edge. Foi desenvolvido sobre o sistemaBasil GardenBed, um sistema de armazenamento e disseminação de dados na mobile edge de senvolvido no NOVA LINCS, que fornece comunicação entre dispositivos. Por outro lado, os desafios resultantes da execução dos jogos são endereçados pela nossa infraestrutura, validados pelo desenvolvimento e avaliação de um jogo de acordo com um conjunto de métricas relativas ao seu funcionamento. Os resultados, predominantemente obtidos em ambiente simulado, mostram que a infraestrutura permite criar e armazenar partidas, deixando outros jogadores entrar, sair e jogar. Também elimina os dados criados quando estas terminam, para que a rede não fique preenchida com dados que já não serão acedidos. Tudo isto forma uma infraestrutura com um conjunto de características básicas que podem ser expandidas em trabalho futuro

PlayMaps - Representation of 3D cartography data in Augmented Reality (AR) games

A presente dissertação tem como tema a representação de dados cartográficos 3D em ambientes de Realidade Aumentada (RA) aplicados a tecnologias móveis. No turismo, a escolha de um lugar para visitar pode ser um processo árduo e exaustivo que na maioria das vezes traz contratempos imprevistos. Dada a abundância de informações sobre um local, ou mesmo a falta dela em muitas circunstâncias, é simples para um possível turista ficar desorientado e fazer o julgamento incorreto de não visitá-lo. Em muitos casos, as pessoas até desconhecem o potencial das regiões. Muitos representantes têm lutado para encontrar maneiras de atrair mais turistas para suas cidades, muitas vezes se perguntando: "Como posso promover minha cidade para o mundo de uma maneira mais eficaz?". Obviamente, essa divulgação precisa ser feita de forma segura e acessível. Assim, esta dissertação pretende criar um jogo para adolescentes, entre os 10 e os 15 anos, baseado em Realidade Aumentada (RA), que seja capaz de digitalizar um mapa em papel e permitir ao utilizador interagir com o mesmo. A app terá de proporcionar a componente educativa do território e também um nível adequado de interação com o utilizador. Este aplicativo será fácil de usar e compatível com qualquer sistema operacional móvel. Como tal, foi pensado para que qualquer pessoa com um smartphone possa utilizar esta tecnologia. Além disso, este aplicativo será flexível, adaptável e genérico. Cartografias diferentes exigirão modelos geográficos diferentes ou mesmo metodologias de jogo diferentes. Portanto, este aplicativo terá a capacidade de importar diferentes informações geográficas e criar um jogo específico para essa cartografia. Dois estudos anteriores foram realizados nesta área, nomeadamente para potenciar a experiência de visitas à Galeria da Biodiversidade e ao Jardim Botânico como forma de jogo. O primeiro estudo utiliza o método "case study", utilizando uma abordagem quantitativa e qualitativa para entender como a experiência lúdica proporcionada pela tecnologia de realidade aumentada pode contribuir para a entrega de informações que esses espaços pretendem transmitir aos visitantes {soares2021flo}. O segundo estudo procurou explorar formas de conectar ambientes internos e externos por meio de Realidade Aumentada (RA) {teixeira2021serious}. Esses tipos de abordagens de como disseminar informações são fundamentais para que o usuário tenha uma compreensão adequada do que a região tem a oferecer. Esses recursos serão aplicados ao mapeamento de territórios conhecidos a fim de investigar formas de promover o turismo melhorando e inovando a forma como as pessoas aprendem e exploram novas cidades e outros espaços. Embora esta dissertação seja apenas um caso de estudo, com esta implementação, a solução proposta pode funcionar como base para o desenvolvimento de uma ferramenta universal para qualquer instituição e/ou cidade que se queira promover.The present dissertation has, as its theme, the representation of 3D cartography data in Augmented Reality (AR) environments applied to mobile technologies. In tourism, choosing a place to visit can be a hard and exhaustive process which most times brings unforeseen setbacks. Given the abundance of information about a location, or even the lack thereof in many circumstances, it's simple for a possible tourist to become disoriented and make the incorrect judgement of not visiting it. In many cases, people even are unaware of the regions' potential. Many city officials and space marketers have struggled to find ways to attract more tourists to their cities, often asking themselves, "How can I promote my city to the world in a more effective way?". Obviously, this advertisement needs to be done in a safe and affordable way. Therefore, this dissertation aims to create a game for teens, between 10 and 15 years old, based on Augmented Reality (AR), which is capable to digitise a paper map and allowing the user to interact with it. The app will have to provide the educational component of the territory and also an appropriate level of interaction with the user. This app will be easy to use, user-friendly and compatible with any mobile operating system. As such, it is designed that anyone with a smart phone can use this technology. Furthermore, this app will be flexible, adaptable and generic. Different cartographies will require different geographical models or even different game methodologies. Therefore, this application will have the ability to import different geographic information, and create a specific game to that cartography. Two previous studies were carried out in this area, namely to enhance the experience of visits to Galeria da Biodiversidade and Jardim Botânico as a form of a game. The first study employs the case study method, using a quantitative and qualitative approach to comprehend how the entertaining experience given by augmented reality technology may contribute in the delivery of the information these spaces intend to transmit to visitors {soares2021flo}. The second study sought to explore ways to connect indoor and outdoor environments through Augmented Reality (AR) {teixeira2021serious}. These types of approaches on how to disseminate information are fundamental for the user to have an appropriate grasp of what the region has to offer. These functionalities will be applied to cartography of know territories in order to investigate ways to promote tourism by improving and innovating the way people learn and explore new cities and other spaces. Although this dissertation is only a case study, with this implementation, the proposed solution can become a stepping stone to the development of a universal tool for any institution and/or city that intends to promote itself

Mobile Games for Learning:A Pattern-Based Approach

The core concern of this thesis is the design of mobile games for learning. The conditions and requirements that are vital in order to make mobile games suitable and effective for learning environments are investigated. The base for exploration is the pattern approach as an established form of templates that provide solutions for recurrent problems. Building on this acknowledged form of exchanging and re-using knowledge, patterns for game design are used to classify the many gameplay rules and mechanisms in existence. This research draws upon pattern descriptions to analyze learning game concepts and to abstract possible relationships between gameplay patterns and learning outcomes. The linkages that surface are the starting bases for a series of game design concepts and their implementations are subsequently evaluated with regard to learning outcomes. The findings and resulting knowledge from this research is made accessible by way of implications and recommendations for future design decisions

D3.3 Serious Gaming Approach to support Usability of IOT oriented User CoCreation

no abstrac

Internet Predictions

More than a dozen leading experts give their opinions on where the Internet is headed and where it will be in the next decade in terms of technology, policy, and applications. They cover topics ranging from the Internet of Things to climate change to the digital storage of the future. A summary of the articles is available in the Web extras section

Highly intensive data dissemination in complex networks

This paper presents a study on data dissemination in unstructured Peer-to-Peer (P2P) network overlays. The absence of a structure in unstructured overlays eases the network management, at the cost of non-optimal mechanisms to spread messages in the network. Thus, dissemination schemes must be employed that allow covering a large portion of the network with a high probability (e.g.~gossip based approaches). We identify principal metrics, provide a theoretical model and perform the assessment evaluation using a high performance simulator that is based on a parallel and distributed architecture. A main point of this study is that our simulation model considers implementation technical details, such as the use of caching and Time To Live (TTL) in message dissemination, that are usually neglected in simulations, due to the additional overhead they cause. Outcomes confirm that these technical details have an important influence on the performance of dissemination schemes and that the studied schemes are quite effective to spread information in P2P overlay networks, whatever their topology. Moreover, the practical usage of such dissemination mechanisms requires a fine tuning of many parameters, the choice between different network topologies and the assessment of behaviors such as free riding. All this can be done only using efficient simulation tools to support both the network design phase and, in some cases, at runtime

Rethinking the role of ICTs - Digital transformation and Culture enjoyment continuity

This document will analyse recent trends and evolution of the use of ICTs in the field of cultural heritage from a different standpoint, the service provision in the age of digital transition and pandemic. The initial focus is on the usual approach in the field of goods, proper design to elicit a positive feeling by potential customers. Recently a new type of good has been identified, service. Services grown up incredibly in the pandemic, goods delivery, food delivery, and more. So, thinking at services like a good we must design them to better the appreciation by customers as since the early XX century the people did with objects and merchandise. Appling the same approach to digital services a design phase is required together with all the different components that will provide a positive feedback from the user, this means to deal with interaction design, user centred approach, usability guidelines and the overall concept of positive user experience. Recent trends and reborn technologies like the path from edutainment to serious games and gamification, the new approach to immersive interactive technologies in a nonintrusive format. Last but relevant the need to take the momentum to ensure the culture enjoyment continuity in case of crisis

Data Storage and Dissemination in Pervasive Edge Computing Environments

Nowadays, smart mobile devices generate huge amounts of data in all sorts of gatherings. Much of that data has localized and ephemeral interest, but can be of great use if shared among co-located devices. However, mobile devices often experience poor connectivity, leading to availability issues if application storage and logic are fully delegated to a remote cloud infrastructure. In turn, the edge computing paradigm pushes computations and storage beyond the data center, closer to end-user devices where data is generated and consumed. Hence, enabling the execution of certain components of edge-enabled systems directly and cooperatively on edge devices. This thesis focuses on the design and evaluation of resilient and efficient data storage and dissemination solutions for pervasive edge computing environments, operating with or without access to the network infrastructure. In line with this dichotomy, our goal can be divided into two specific scenarios. The first one is related to the absence of network infrastructure and the provision of a transient data storage and dissemination system for networks of co-located mobile devices. The second one relates with the existence of network infrastructure access and the corresponding edge computing capabilities. First, the thesis presents time-aware reactive storage (TARS), a reactive data storage and dissemination model with intrinsic time-awareness, that exploits synergies between the storage substrate and the publish/subscribe paradigm, and allows queries within a specific time scope. Next, it describes in more detail: i) Thyme, a data storage and dis- semination system for wireless edge environments, implementing TARS; ii) Parsley, a flexible and resilient group-based distributed hash table with preemptive peer relocation and a dynamic data sharding mechanism; and iii) Thyme GardenBed, a framework for data storage and dissemination across multi-region edge networks, that makes use of both device-to-device and edge interactions. The developed solutions present low overheads, while providing adequate response times for interactive usage and low energy consumption, proving to be practical in a variety of situations. They also display good load balancing and fault tolerance properties.Resumo Hoje em dia, os dispositivos móveis inteligentes geram grandes quantidades de dados em todos os tipos de aglomerações de pessoas. Muitos desses dados têm interesse loca- lizado e efêmero, mas podem ser de grande utilidade se partilhados entre dispositivos co-localizados. No entanto, os dispositivos móveis muitas vezes experienciam fraca co- nectividade, levando a problemas de disponibilidade se o armazenamento e a lógica das aplicações forem totalmente delegados numa infraestrutura remota na nuvem. Por sua vez, o paradigma de computação na periferia da rede leva as computações e o armazena- mento para além dos centros de dados, para mais perto dos dispositivos dos utilizadores finais onde os dados são gerados e consumidos. Assim, permitindo a execução de certos componentes de sistemas direta e cooperativamente em dispositivos na periferia da rede. Esta tese foca-se no desenho e avaliação de soluções resilientes e eficientes para arma- zenamento e disseminação de dados em ambientes pervasivos de computação na periferia da rede, operando com ou sem acesso à infraestrutura de rede. Em linha com esta dico- tomia, o nosso objetivo pode ser dividido em dois cenários específicos. O primeiro está relacionado com a ausência de infraestrutura de rede e o fornecimento de um sistema efêmero de armazenamento e disseminação de dados para redes de dispositivos móveis co-localizados. O segundo diz respeito à existência de acesso à infraestrutura de rede e aos recursos de computação na periferia da rede correspondentes. Primeiramente, a tese apresenta armazenamento reativo ciente do tempo (ARCT), um modelo reativo de armazenamento e disseminação de dados com percepção intrínseca do tempo, que explora sinergias entre o substrato de armazenamento e o paradigma pu- blicação/subscrição, e permite consultas num escopo de tempo específico. De seguida, descreve em mais detalhe: i) Thyme, um sistema de armazenamento e disseminação de dados para ambientes sem fios na periferia da rede, que implementa ARCT; ii) Pars- ley, uma tabela de dispersão distribuída flexível e resiliente baseada em grupos, com realocação preventiva de nós e um mecanismo de particionamento dinâmico de dados; e iii) Thyme GardenBed, um sistema para armazenamento e disseminação de dados em redes multi-regionais na periferia da rede, que faz uso de interações entre dispositivos e com a periferia da rede. As soluções desenvolvidas apresentam baixos custos, proporcionando tempos de res- posta adequados para uso interativo e baixo consumo de energia, demonstrando serem práticas nas mais diversas situações. Estas soluções também exibem boas propriedades de balanceamento de carga e tolerância a faltas