Modelado de interacciones sensibles al contexto mediante reglas en ambientes inteligentes

Abstract

La Inteligencia Ambiental (AmI) propone la creación de entornos o ambientes inteligentes que se adapten a las necesidades, gustos e intereses de la gente que vive en ellos. Su principal objetivo es crear espacios constituidos por interfaces inteligentes e intuitivas integradas en objetos cotidianos con los que el usuario interacciona de forma natural y sin esfuerzo. Estas interfaces poseen capacidad para reconocer la presencia de diferentes usuarios, y modificar su comportamiento en función de la identidad de dicho usuario, sus necesidades y las características del contexto o entorno donde se encuentren. Dentro del campo de AmI, esta tesis se centra en el modelado de las interacciones que tienen lugar en este tipo de entornos. Para ello se hace necesario el estudio de un modelo, basado en una relación unívoca Tag-Objeto, en el que los objetos puedan tener asociadas más de una característica (en un único Tag), siendo el usuario el que decida con cuál de ellas interactúa a través de su terminal, teniendo en cuenta también los recursos disponibles en él y el historial de interacciones previas. Un entorno inteligente, además de contener objetos aumentados con Tag RFID, estará ubicado en una localización específica, es decir, en una zona geográfica bien definida. Esta característica hace posible otro tipo de interacciones, aquellas basadas en la localización. Así, un entorno o espacio inteligente no solamente proporcionará servicios al usuario cuando interaccione con alguno de los objetos que tiene definidos, sino que también es capaz de ofrecer otros servicios al usuario basándose simplemente en su localización. OBCAS propone una solución para el modelado de interacciones sensibles al contexto mediante reglas en ambientes inteligentes en la que las reglas no van a estar definidas de forma independiente, sino que van a formar parte del comportamiento de un conjunto de agentes. OBCAS está compuesto por un sistema multi-agente que tendrá un componente en el lado servidor y otro en el lado móvil. Todos los agentes que componen este sistema se comunican utilizando el protocolo FIPA y utilizando en el lenguaje de contenido el modelo ontológico definido en OBCAS-Ontology (Kernel). El kernel es una ontología cuya función es la representación e integración de los diferentes modelos (ontologías) y sus relaciones, de forma que representen a todos los elementos o artefactos que participan en la hipótesis para el modelado de escenarios y el desarrollo de aplicaciones NFC ubicuas y sensibles al contexto. Este sistema puede ser utilizado en cualquier aplicación en la que se realicen interacciones sensibles al contexto, y para verificar su eficacia se ha desarrollado AGATHA, un sistema de alarmas que monitoriza el cumplimiento de un conjunto de restricciones que están asociadas a ciertos usuarios. Esta aplicación ha demostrado la rapidez con la que el sistema es capaz de reaccionar y adaptarse al contexto del usuario, evitando por ejemplo que un agresor se acerque a una víctima o que un anciano se pierda.

Ambient Intelligence (AmI) proposes the creation of smart environments able to adapt to the needs, tastes and interests of the people living in them. Its main objective is to create spaces constituted by intelligent and intuitive interfaces embedded in everyday objects with which the user interacts naturally and effortlessly. These interfaces have the capacity to recognize the presence of different users, and modify their behavior depending on the user's identity, needs and characteristics of the context or environment. Within the field of AmI, this thesis is focused on the modeling of the interactions that take place in these environments. In order to do so, it is necessary to study a model based on an univocal Tag-Object relationship, where objects can have associated more than one characteristic (to one tag), and the user decides which one to interact with through its terminal. The resources available in the terminal, and the history of previous interactions are also considered. A smart environment contains objects augmented with RFID Tag, and it is located in a specific location, i.e. a well-defined geographical area. This feature makes possible other interactions, those based on location. Hence, a space or smart environment not only provide intelligent services to the user when interacting with any of the objects that have been defined, but it is also able to provide the user with other services based simply on its location. OBCAS proposes a solution for modeling context-sensitive interactions in smart environments through rules, in which the rules will not be defined independently, but they will be part of the behavior of a set of agents. OBCAS comprises a multi-agent system that will have a component on the server side and another one on the mobile side. All agents making up the system use the FIPA protocol, and the ontological model OBCAS-Ontology (Kernel). The Kernel is an ontology whose function is the representation and integration of the different models (ontologies) and their relationships, so representing all the elements or artifacts involved in the scenario modeling and the development of ubiquitous and context-awareness NFC application. This system can be used in any application with context-aware interactions. In order to verify its efficacy has been developed AGATHA, an alarm system which monitors the performance of a set of constraints that are associated with certain users. This application has demonstrated the speed with which the system is able to react and adapt to the context of the user, e.g. preventing the approaching of an attacker to a victim.