Computacao ubiqua, pervasiva e movel sem fio
- 1. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua 1 Tendências em computação pervasiva e ubíqua e,... qual é o meu lugar?!...
- 2. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Contextualização A convergência das tecnologias de rádio, dos microprocessadores e dos dispositivos electrónicos digitais de uso pessoal, tornou possível a cooperação entre dispositivos com certo poder de processamento computacional, tanto móveis quanto estacionários, por forma a oferecer ao utilizador acesso instantâneo a novos serviços de forma transparente. Essa característica levou ao surgimento do conceito de ubiquidade na computação.
- 3. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua A idéia básica da computação ubíqua é que a computação move-se para fora das estações de trabalho e computadores pessoais (PCs) e torna-se embarcado no ambiente de forma invisível para o utilizador. Em um cenário com computação ubíqua, temos: · Múltiplos dispositivos heterogêneos que acedam a informação; · A aplicação segue o utilizador em movimento; · Os dispositivos interagem entre si; · Algumas tarefas são executadas de forma autônoma; · O ambiente troca informações com o dispositivo e vice‐versa. · A aplicação responde a mudanças no ambiente.
- 4. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Computação móvel A computação móvel baseia-se no facto de o computador tornar-se num dispositivo sempre presente que expande a capacidade de um utilizador usar os serviços que um computador oferece, independentemente de sua localização. Limitações da Computação móvel O dispositivo não possui a capacidade de obter de forma flexível informações sobre o contexto em que a computação ocorre e adaptá-la adequadamente.
- 5. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Computação Pervasiva Pervasive significa tanto ou quanto “impregnante”. O conceito de computação pervasiva descreve que os dispositivos computacionais estão agregados (embarcados) ao ambiente de forma imperceptível para o utilizador. Dessa forma, se induz que o sistema computacional tem a capacidade de obter informações e dados relativos ao ambiente no qual ele está inserido.. i. É importante que o sistema consiga configurar e alterar aplicações de acordo com o ambiente que ele faz parte no momento. ii. Também é necessário que o dispositivo consiga identificar outros dispositivos, para que seja possível estabelecer uma interação entre eles. Estas são capacidades fundamentais para que os dispositivos ajam de maneira inteligente em todos os locais.
- 6. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Princípios da Computação Pervasiva a). Descentralização Não existe apenas um servidor central, mas que todos os dispositivos se comunicam entre si e sincronizam informações específicas de cada um, criando assim um ambiente “inteligente”, onde todos os equipamentos trabalham e cooperam entre si. As aplicações são responsáveis pela construção e troca das informações, porém é necessário que os servidores sejam robustos e ao mesmo tempo flexíveis, para gerir um grande número de diferentes dispositivos sincronizados.
- 7. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua b). Diversidade Refere-se a dispositivos específicos para a realização de tarefas específicas, da forma mais rápida e fácil possível. Assim, podem existir vários dispositivos que realizem determinada tarefa, mas alguns são mais específicos do que outros, dependendo do tipo de tarefa. Hoje em dia, a diversidade de dispositivos é enorme e poucos deles têm capacidades únicas, visto que a integração de várias capacidades em um mesmo dispositivo é a tendência do mercado no momento atual. Um aspecto interessante do princípio da diversidade é que os sistemas computacionais devem ser capazes de gerir as diferentes capacidades dos mais diversos equipamentos, escolhendo automaticamente aquele que melhor se adequa à determinada situação.
- 8. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua c) . Conectividade Múltiplos dispositivos encontram-se de certa forma ligados uns aos outros. Não há limites: eles trocam informações entre si através de infravermelho, via plugs, rede sem fio, etc., sendo necessária, para isso, a padronização da comunicação entre os dispositivos. “para que se atinja a conectividade e interoperabilidade desejada é preciso basear as aplicações em padrões comuns, levando ao desafio da especificação de padrões abertos” ARAÚJO, (2003). Os dispositivos e as aplicações se movimentam juntamente com o utilizador, de forma conectada e sem interrupções. Essa conexão se dá entre diversas redes heterogêneas, como as redes sem fio de longa distância e redes de média e curta distância.
- 9. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua d. Invisibilidade O computador torna-se fundamental nas atividades cotidianas, mas dilui-se no mundo físico, tornando-se onipresente e imperceptível. A tecnologia não deve exigir mais que atenção periférica dos usuários. e). Simplicidade Qualquer computador de qualquer forma deve ser uma ferramenta simples e facilmente acessível na vida diária Quanto mais presente uma tecnologia estiver, menos perceptível ela deve ser. Do ponto de vista de usabilidade, os dispositivos pervasivos devem desempenhar bem as tarefas para as quais foram projectados, ou seja: atingir a simplicidade no uso. As palavras-chave aqui são: disponibilidade, conveniência e facilidade de uso. O acesso à informação e gestõo devem ser desempenhados sem gastar tempo significativo para aprender como usar a tecnologia.
- 10. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Computação Pervasiva “o computador tem a capacidade de obter informações do ambiente no qual ele está embarcado e utilizá-lo para dinamicamente construir modelos computacionais, ou seja, controlar, configurar e ajustar a aplicação para melhor atender as necessidades do dispositivo ou usuário. O ambiente também pode e deve ser capaz de detectar outros dispositivos que venham fazer parte dele. Desta interação surge a capacidade de computadores agirem de forma ‘inteligente’ no ambiente no qual nos movemos, um ambiente povoado por sensores e serviços computacionais”. ARAÚJO, (2003)
- 11. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua A computação ubíqua – Ubiquitous Ubiquitous significa “em toda a parte” ou “para ser encontrado em todo lugar”. Computação Móvel = Processamento + Mobilidade + Comunicação sem Fio. A computação ubíqua beneficia-se dos avanços da computação móvel e da computação pervasiva.
- 12. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Computação ubíqua – Ubiquitous Termo apresentado por Mark Weiser em “The Computer for the 21st Century” No futuro o utilizador estará mais centrado na tarefa do que com a ferramenta utilizada. A tecnologia estará enraizada implicitamente no contexto, ficando difícil decifrar os limites entre ela e o utilizador. Fonte: Instituto de Informática - UFRGS
- 13. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua A computação ubíqua – Ubiquitous Portanto, na computação ubíqua temos o computador inserido (embarcado) no ambiente de maneira invisível ao utilizador, acompanhando‐o em seu deslocamento. Surge da necessidade de se integrar mobilidade com a funcionalidade da computação pervasiva, ou seja, qualquer dispositivo computacional, enquanto em movimento conosco, pode construir, dinamicamente, modelos computacionais dos ambientes nos quais nos movemos e configurar seus serviços dependendo da necessidade. Grau de embarcamento - grau de inteligência dos computadores embutidos em um ambiente pervasivo, para detectar, explorar e construir dinamicamente modelos computacionais de seus ambientes.
- 14. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua A computação ubíqua – Ubiquitous Relação entre Computação Ubíqua, Pervasiva e Móvel Marc Weiser, da Xerox PARC, tido como o pai da computação ubíqua, afirmou que no futuro os computadores estariam presentes nos mais triviais objectos: etiquetas de roupas, chávenas de café, interruptores de luz, canetas, etc, de forma invisível para o utilizador.
- 15. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Características da computação ubíqua – Ubiquitous Mark acreditava que isso tudo levaria a humanidade a era da “Tecnologia Calma”, na qual a tecnologia, em vez de nos preocupar, iria nos ajudar a focar em somente aquilo que é realmente importante para nós. Foi na base disso que foi descrito um conjunto de princípios para a Computação Ubíqua: Como menciodado anteriormente, a computação ubíqua beneficia- se dos avanços da computação móvel e da computação pervasiva. Neste contexto, os postulados da computação pervasiva também a caracterizam. Porém, há que citar igualmente as seguintes características: Pró-actividade O sistema deve ser capaz de se antecipar a intenção do usuário.
- 16. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Sensibilidade ao Contexto: O sistema deve possuir mecanismos que permitam a aquisição de informações do meio. Estas informações são o cerne para todo o processamento do ambiente ubíquo. => Interfaces Naturais Como acontece na comunicação natural entre pessoas, os recursos de comunicação como gestos, voz até olhares, devem ser utilizados na interação entre homem e a máquina. Os princípios acima citados devem ser seguidos, para que se atinja a interação entre homem e máquina, ou seja, utilizar os dispositivos computacionais ou qualquer outro objecto com capacidades computacionais para interagir de forma visível ou invisível com o utilizador, ajudando-o na realização de suas tarefas do dia-a-dia, pois esse é o grande objetivo da Computação Ubíqua.
- 17. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Assim: • O propósito de um computador é de ajudar alguém a fazer algo. • O melhor computador é um servo quieto e invisível. • Quanto mais você consegue fazer usando a intuição, mais esperto você é. O computador deve estender a sua habilidade inconsciente. • A tecnologia deve criar conforto, ser calma. Sensibilidade ao contexto Contexto - conjunto de relações onde alguma coisa ocorre, a informação que pode ser utilizado para caracterizar a situação de uma entidade. Sensibilidade a contexto se refere à capacidade dos software se adaptarem à situação onde eles se encontram. Essa capacidade trás ao utilizador um estilo de interação que facilita bastante a comunicação do homem com a máquina, já que o programa pode se adaptar à sua necessidade.
- 18. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Existem várias formas de se utilizar sensibilidade a contexto, podendo estas agirem conjuntamente ou separadamente. Entre elas podemos citar algumas: · Sensibilidade a localização (se adaptar de acordo com coordenadas espaciais). · Sensibilidade ao ambiente computacional (saber em que dispositivo físico ou sistema operativo está sendo executado). · Sensibilidade temporal (se adaptar a situações de horários e datas). · Sensibilidade ao utilizador (como saber as preferências do agente). · Sensibilidade ao ambiente físico (como condições de iluminação e barulho).
- 19. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Computação Vestível Computadores vestíveis são aqueles que são usados no corpo do utilizador. Esse tópico é intensamente pesquisado, usando diversas áreas de estudo como interação humano computador, miniaturização, inteligência artificial, computação móvel e sistemas embarcados. Já existem diversas aplicações do conceito como relógios inteligentes, óculos com sistemas embarcados, capacetes de captação de ondas cerebrais entre outros. Mas essas aplicações ainda são pouco utilizadas pelo factor estético e de conforto, os aparelhos ainda são muito grandes e incomodam os utilizadores. Com o avanço de técnicas de miniaturização e da nanotecnologia estes dispositivos serão implantados no corpo das pessoas de forma muito mais confortável.
- 20. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Tecnologias de Desenvolvimento Como se pode depreender, as aplicações ubíquas devem lidar com uma série de diferentes características de hardware dos dispositivos e também mudanças de ambientes. Tendo em conta os grandes desafios que ainda se colocam, como: 1. Comunicação sem fio (Desconexão, Banda reduzida, Variabilidade de banda, Redes incompatíveis, Riscos de segurança) 2. Mobilidade (Migração de endereço, Informação dependente de local, Migração de localidade)
- 21. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua 3. Portabilidade (Baixo consumo de energia, Integridade dos dados, Pequeno espaço de armazenamento, Interface HC (Humano-Computador) reduzida, As aplicações para dispositivos ubíquos devem ser projectadas sem perder de vista tais limitações. Os Sistemas Operativos, por sua vez, devem ser projectados tendo em vista as características do dispositivo e o objectivo do uso. A computação ubíqua traz novos requisitos para as infra-estruturas de serviço, ou middlewares, tais como: ... além de frameworks que atendam às necessidades específicas. i. Descoberta de serviços, ii. Adaptação de conteúdo,
- 22. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Porém, muitos dos Sistemas Operativos existentes hoje, foram desenvolvidos para satisfazerem às necessidades específicas da computação ubíqua. São exemplos: O Google Android, Windows CE, Windows for Smart Cards, Palm OS, EPOC, QNX, GEOS, e muitos outros. Todos eles rodam em dispositivos com relativa pouca memória e a maioria são projectados para executarem em diferentes plataformas de processadores. Os dispositivos ubíquos combinam os princípios da computação obíqua apresentados anteriormente: eles são fortemente descentralizados, diversificados, conectados e simples de usar. Dispositivos
- 23. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Desafios da Computação Ubíqua Como qualquer outra tecnologia emergente, existem aspectos bons e menos bons. Com a computação ubíqua também é assim. Já se vislumbram alguns aspectos que se tornam um grande desafio: Segurança Devido a alta conectividade dos dispositivos, sistemas de proteção e firewalls deverão ser implantados de forma embedded (embarcada) a fim de proteger os usuários e o próprio hardware de acessos não autorizados, roubo de conteúdo ou mesmo vandalismos.
- 24. Sansão Albino Timbane TE – Tendências em Computação Pervasiva e Ubíqua Complexidade A automatização dos sistemas e dispositivos poderia tornar os sistemas complexos demais para os utilizadores, sobrecarregando- o com excesso de informações e funcionalidades. A solução do problema de excesso de informações expostas aos utilizadores deverá ser tratada, onde inclusive existe uma área de pesquisa denominada calm computing. Privacidade Com a proliferação de sensores e o desenvolvimento de modelos de contexto, as bases de dados de diversas empresas e órgãos governamentais passarão a armazenar grandes quantidades de informações sobre os utilizadores, inclusive de caráter íntimo. A questão está em como garantir a privacidade destes. A solução poderá passar pela área jurídica e legislativa.