Supporting localized activities in ubiquitous computing environments

The design of pervasive and ubiquitous computing systems must be centered on users' activity in order to bring computing systems closer to people. Adopting an activity-centered approach to the design of pervasive and ubiquitous computing systems leads us to seek to understand: a) how humans naturally accomplish an activity; and b) how computing artifacts from both the environmental and personal domains may contribute to the accomplishment of an activity. This work particularly focuses on localized activities, i.e., activities having a strong association with a specific physical environment. This work investigates how ubiquitous computing environments can publish and offer user-centered activity support to users with heterogeneous personal environments, by exploring mechanisms allowing for the integration between local and personal environments

Activity-centered ubiquitous computing support to localized activities

This paper presents ActivitySpot, a ubiquitous computing framework for supporting localized activities, i.e., activities strongly associated to a specific physical environment, performed by occasional visitors. The ActivitySpot framework implements an activity-centered approach to ubiquitous computing, by defining a conceptual model inspired by Activity Theory and implementing a software infrastructure derived from this conceptual model. ActivitySpot has been evaluated by experiments run at different public spaces and results demonstrate the framework’s suitability to the targeted type of environment.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - SFRH/BD/13299/2003. Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) - POS_Conhecimento

ActivitySpot: engaging, activity-centered experiences for occasional visitors

This paper presents the concepts, implementation details, and evaluation objectives of ActivitySpot, an infrastructure and toolkit aiming at supporting localized activities performed by occasional visitors. We are particularly interested in enabling a user experience that is activity-centered and that makes the most of the available ubiquitous computing resources for carrying out a localized activity, while not imposing to visitors any specific technological requirement. We adopted an activity-centered approach to the design of the conceptual framework supporting our work and we aim to evaluate how adequate is this approach to enable an engaging user experience for occasional visitors.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)

User-centered support to localized activities in ubiquitous computing environments

The design of pervasive and ubiquitous computing systems must be centered on users’ activity in order to bring computing systems closer to people. The adoption of an activity-centered approach to the design of pervasive and ubiquitous computing systems should consider: a) how humans naturally accomplish an activity; and b) how computing artifacts from both the local and personal domains should contribute to the accomplishment of an activity. This work particularly focuses on localized activities performed by occasional visitors, i.e., activities having a strong association with a specific physical environment, which may be visited by people who are not accustomed to it. We are investigating how ubiquitous computing environments can provide user-centered support to localized activities, by exploring activity specification models and mechanisms allowing for the integration between local and personal environments

Integrating local services and applications into external user home environments

Users moving between different ubiquitous computing environments should be able to take a full profit of the resources existent there, if their home environment (e.g. a mobile portal) could seamlessly integrate with local infrastructure. Pursuing such goal, this paper focuses on the aspects of integrating local applications and services into an external user home environment, with particular emphasis on the interoperability and performance issues. Based on the concept of Value ADded Environment (VADE), as an administrative and physical domain, where the locally available facilities can be combined with external user home environments, the paper presents a middleware solution supporting the integration of local services and applications available in VADE environments into an external portal

Display-centred applications in ubiquitous computing

Public displays can play an important enabling role in ubiquitous computing environments. This paper describes an on-going work for a multipurpose, multi-display infrastructure, designed to address the requirements of display-centred applications in ubiquitous computing environments. The system provides an infrastructure in which situated displays can act as portals to the physical space, allowing ubicomp applications to support their association with the physical world by providing them with display services and situationspecific user input and context information

Visitor: um sistema de informação dependente da localização

Os sistemas de informação com carácter de mobilidade oferecem novas possibilidades aos utilizadores, nomeadamente em relação aos serviços de que estes podem usufruir. Este tipo de modelo de sistemas de informação possui características que resultam em questões que não eram comuns nos sistemas de informação tradicionais. As fontes de informação são heterogéneas, dispersas, desconhecidas e associadas a localizações físicas. O próprio carácter de mobilidade acarreta consigo as questões que lhe são inerentes, como a localização e inconstância da conectividade. Este artigo descreve um sistema de informação dependente da localização, apresentando as soluções desenvolvidas para lidar com as questões próprias a este tipo de ambiente

An activity-centered ubiquitous computing framework for supporting occasional human activities in public places

Tese de doutoramento em Tecnologias e Sistemas de Informação (ramo de conhecimento em Sistemas de Computação e Comunicações)A major challenge to ubiquitous computing system designers is the provision of walk-up-and-use solutions for supporting activities performed by occasional visitors to a particular place. When arriving for the first time to a particular place, occasional visitors have little or no idea about what the local environment is providing to support their activity. Furthermore, this support has to be self-explainable and quickly learnable, as occasional visitors are not prepared to interact with an unknown system and do not have time to spend understanding and learning how to use new tools. Ubiquitous computing environments promise to transparently support people in their daily activities by leveraging computing resources existent in the physical environment. Ubiquitous computing can greatly enhance the experience of occasional visitors to public spaces, by offering effective and transparent means for achieving their activities. Moreover, ubiquitous computing interaction artefacts are becoming increasingly cheap, thus allowing for widespread availability throughout public spaces. However, there is still much to do to achieve the vision of a computing system that requires little or no attention at all, so that humans can use the computer unconsciously. Ideally, people should perform an activity requiring computing tools as they perform any other activity, by focusing on the activity itself, and using the computing tool as naturally as other tools. There is thus the need to center the design and development of ubiquitous systems in the human activity, in order to bring computing closer to people and to transparently support activities that take place in the physical world. This work thus follows an activity-centered approach to ubiquitous computing and contributes with ActivitySpot, an activity-centered conceptual and software framework targeted at providing ubiquitous computing support for occasional visitors to public spaces. The conceptual framework aims at modelling human activity and user interaction with the ubiquitous computing system. Undertaking an activity-centered approach to ubiquitous computing system design requires an understanding of how humans think about and carry out their activities. Therefore, this research is grounded on previous work on human activity analysis, namely Activity Theory, a conceptual framework for analyzing human activity developed during the twentieth century. The software framework includes a ubiquitous computing infrastructure for providing the actual support to occasional visitors, tools for deploying ubiquitous computing solutions by non-computer-expert public space administrators, and a software library for developing the support to new activities. Both the conceptual and software framework have been evaluated by a series of end-user studies which showed that ActivitySpot is effective for walk-up-and-use systems, making user interaction with a ubiquitous computing system almost as natural as interacting with other everyday tools. The majority of users clearly reported that ActivitySpot fostered learnability and usability. The choice of using elementary, everyday interaction means with a simple stimulus-response interaction model was also fundamental in the success with end-users. Moreover, the ActivitySpot software framework enables rapid development of the support for new activities and actions, by means of a software library for developers, as well as it eases the deployment and configuration of that support, by means of a graphical user interface authoring tool for public space managers.Um dos maiores desafios para quem desenha sistemas de computação ubíqua é o fornecimento de soluções que favoreçam a interacção espontânea, sem treino prévio, sobretudo as destinadas a suportar actividades realizadas por visitantes ocasionais de um determinado lugar. Quando chegam pela primeira vez a um determinado lugar, os visitantes sabem pouco ou nada sobre o que é disponibilizado para facilitar a sua visita. Além disso, o suporte fornecido tem de ter características que permitam uma aprendizagem rápida da sua utilização, visto que os visitantes ocasionais não estão preparados para interagir com um sistema desconhecido e não têm tempo para aprender a usar novas ferramentas. A computação ubíqua promete ajudar, de modo transparente, as pessoas nas suas actividades diárias, tirando partido dos recursos de computação existentes no ambiente físico. A computação ubíqua pode deveras melhorar a experiência dos visitantes ocasionais de espaços públicos, oferecendo-lhes meios transparentes e eficazes para levarem a cabo as suas actividades. Além disso, os artefactos de computação ubíqua estão a tornar-se cada vez mais acessíveis, havendo pois condições para uma disponibilidade alargada na generalidade dos espaços públicos. No entanto, há ainda muito a fazer para concretizar a visão de um sistema de computação que requeira pouca ou nenhuma atenção por parte dos utilizadores. Idealmente, as pessoas deveriam executar uma actividade que requeira ferramentas de computação com a mesma facilidade com que executam outras actividades, focando-se na própria actividade e utilizando as ferramentas de computação tão naturalmente como utilizam outras ferramentas. Há pois a necessidade de centrar o desenho e o desenvolvimento de sistemas ubíquos na actividade humana, de modo a aproximar a computação das pessoas e a suportar de maneira transparente as actividades que têm lugar no mundo físico. Este trabalho segue, portanto, uma abordagem centrada na actividade e contribui com o ActivitySpot, uma plataforma conceptual e de software, centrada na actividade, destinada a fornecer suporte de computação ubíqua para visitantes ocasionais de espaços públicos. A plataforma conceptual pretende modelar a actividade humana e a interacção com o sistema de computação ubíqua. A opção pela abordagem centrada na actividade requer o entendimento sobre como os humanos pensam e executam as suas actividades. É, pois, por isso que esta investigação é baseada em trabalho prévio na área de análise de actividades humanas, nomeadamente na Teoria da Actividade, um modelo conceptual de análise da actividade humana, desenvolvido durante o século XX. A plataforma de software inclui uma infra-estrutura de computação ubíqua destinada a suportar as actividades de visitantes ocasionais, ferramentas para a instalação de soluções de computação ubíqua por parte de administradores de espaços públicos que não dominem necessariamente ferramentas computacionais, e uma biblioteca de software para o desenvolvimento do suporte a novas actividades. Ambas as plataformas foram avaliadas por uma série de estudos com utilizadores. Estes estudos demonstraram que o ActivitySpot é eficaz em situações de utilização espontânea de sistemas que não tenham sido objecto de treino prévio, tornando a interacção com um sistema de computação ubíqua tão natural como a interacção com outras ferramentas do dia-a-dia. A maioria dos utilizadores relatou claramente que o ActivitySpot fomentou a fácil aprendizagem e utilização. A opção pela utilização de meios de interacção elementares e de uso diário e de um modelo de interacção simples, baseado no conceito de estímulo-resposta, foi igualmente fundamental no sucesso obtido com a utilização do sistema. Além disso, verificou-se que a plataforma ActivitySpot permite o rápido desenvolvimento de suporte a novas actividades e acções, através da biblioteca de software, assim como facilita a instalação e configuração do suporte às actividades, por meio de uma ferramenta gráfica de edição destinada a gestores de espaços públicos.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT

Desenho de aplicações baseadas na localização: desafios à realização do assistente móvel pessoal

Este trabalho estuda o desenho de aplicações baseadas na localização, ou seja aplicações que forneçam informação associada ao ambiente físico do utilizador ou que permitam a interacção com entidades físicas do ambiente do utilizador. Com vista à compreensão do desenho de aplicações baseadas na localização, é utilizado o conceito de Assistente Móvel Pessoal (AMP) como um modelo para uma aplicação ideal. Um AMP deveria ser capaz de satisfazer qualquer tipo de necessidade de informação associada ao ambiente físico do utilizador, desde que haja recursos disponíveis para tal. Um AMP deveria igualmente ser capaz de: reflectir as preferências, hábitos e outro tipo de informação que identifique ou contextualize o utilizador; agir autonomamente tendo em vista os objectivos do utilizador, sem a necessidade do utilizador desencadear as acções; acrescentar valor aos recursos de informação, enriquecendo a experiência de utilização. O principal objectivo deste trabalho é o de produzir um referencial para o desenho de aplicações baseadas na localização, colocando a ênfase nas questões essenciais à realização do conceito de AMP. A partir dos requisitos de um AMP, são identificadas as dimensões fundamentais de desenho de aplicações baseadas na localização: âmbito funcional, valor acrescentado, pro-actividade e adaptabilidade. Com base nestas dimensões de desenho, é analisado um conjunto representativo dos actuais sistemas baseados na localização. Constata-se principalmente desta análise a existência de uma contradição entre a dimensão âmbito funcional e as restantes dimensões. Os sistemas que se caracterizam por possuir um âmbito funcional mais alargado não são capazes de fornecer elevados níveis nas dimensões pro-actividade, valor acrescentado e adaptabilidade. Tal contradição deve-se à existência de obstáculos tecnológicos, nomeadamente a dificuldade de integrar dinamicamente numa aplicação funcionalidades complexas, e a falta de clareza quanto às normas para a representação e transmissão de informação de contexto e de perfil do utilizador. O trabalho termina com a exploração, através da implementação de um protótipo, do potencial das tecnologias baseadas em Web Services para ultrapassar os obstáculos relacionados com a combinação de um âmbito funcional alargado com elevados níveis de valor acrescentado e adaptabilidade. A análise do protótipo permite obter uma maior compreensão sobre a razão pela qual as tecnologias disponíveis ainda não são adequadas à realização do conceito de AMP.This work studies the design of location-based applications, i.e. applications providing information bound to the user’s physical environment or allowing the interaction with physical entities in the user’s environment. Aiming to understand the design of location-based applications, we use the concept of Personal Mobile Assistant (PMA) as a model for the ideal application. A PMA should thus be able to satisfy any kind of information need associated to the user’s physical environment, as long as the necessary information resources are available. Such PMA should also be able to: reflect the user’s preferences, habits and other kind of information that identifies or contextualizes her/him; act autonomously towards the user’s goals, without the need to be directly triggered by the user; add value to the information resources, enriching the user experience. The main goal of this work is to produce a referential for the design of location-based applications, placing the emphasis on the key issues involved in the realization of the PMA concept. Four fundamental design dimensions of location-based applications are identified from the requirements of a PMA: functional scope, added value, pro-activity and adaptability. Based on these design dimensions, we analyze a representative collection of the current location-based systems. We mainly realize, from this analysis, the existence of a contradiction between the dimension functional scope and the remaining dimensions. The systems that have a wider functional scope are not able to provide high levels of pro-activity, added value or adaptability. Such tradeoff is due to the existence of technological obstacles, namely the difficulty of dynamically integrating complex functionalities in an application, and also the lack of clarity about the standards that support the representation and transmission of user contextual and profile information. The work ends with the exploration, through the implementation of a prototype, of the potential that the technologies based on Web Services may have to overtake the obstacles related with the combination of a wide functional scope with high levels of added value and adaptability. The analysis of the prototype allows us to gain a better understanding of why the available technologies are still inadequate to the realization of the PMA concept

Utilização do UDDI no suporte à descoberta de serviços baseados na localização

Este artigo explora a utilização do registo UDDI como plataforma de suporte à descoberta de serviços baseados na localização. O registo UDDI é essencialmente vocacionado para o registo e pesquisa de serviços eminentemente globais e apresenta diversas limitações quanto ao suporte à descoberta baseada na localização, nomeadamente a falta de normas para a associação dos serviços a localizações de dimensão reduzida e a inadequação do processamento das pesquisas aos requisitos da descoberta assente em modelos de proximidade baseados na distância ou no âmbito dos serviços. Este artigo apresenta uma solução proposta com o objectivo de aproveitar as vantagens dos Web Services e do registo UDDI em termos de interoperabilidade. Com a solução proposta, o uso destas tecnologias é beneficiado por uma arquitectura mais adequada à descoberta de serviços baseados na localização