Consciência de contexto - Context awareness

Não deve ser confundido com contextos de consciência .
Veja também: Contextualismo e Teoria da Mente

A consciência do contexto refere-se, nas tecnologias de informação e comunicação , à capacidade de levar em conta a situação das entidades , que podem ser usuários ou dispositivos, mas não se limitam a eles. A localização é apenas o elemento mais óbvio dessa situação . Definido estritamente para dispositivos móveis , o reconhecimento de contexto generaliza o reconhecimento de localização . Enquanto a localização pode determinar como certos processos em torno de um dispositivo contribuidor operam, o contexto pode ser aplicado de forma mais flexível com usuários móveis, especialmente com usuários de telefones inteligentes . A percepção do contexto originou-se como um termo da computação ubíqua ou da chamada computação pervasiva, que buscava lidar com a vinculação de mudanças no ambiente com sistemas de computador, que de outra forma são estáticos. O termo também foi aplicado à teoria de negócios em relação ao design de aplicativos contextuais e questões de gerenciamento de processos de negócios .

Qualidades de contexto

Várias categorizações de contexto foram propostas no passado. Dey e Abowd (1999) distinguem entre os tipos de contexto localização , identidade , atividade e tempo . Kaltz et al. (2005) identificou as categorias usuário e função , processo e tarefa , local , hora e dispositivo para cobrir uma ampla variedade de cenários móveis e da web. Eles enfatizam ainda para essas modalidades clássicas que qualquer categorização ótima depende muito do domínio do aplicativo e do caso de uso. Outras modalidades mais avançadas podem ser aplicadas quando não apenas entidades únicas são tratadas, mas também agrupamentos de entidades que trabalham em uma coerência de contexto, como, por exemplo, equipes de trabalho ou também portadores individuais com uma multiplicidade de dispositivos.

Algum entendimento clássico do contexto nos processos de negócios é derivado da definição de aplicativos AAA com as três categorias a seguir:

  • Autenticação, ou seja, confirmação da identidade declarada
  • Autorização, ou seja, permissão para acúmulo ou acesso à localização, função, dados
  • Contabilidade, ou seja, a relação com o contexto do pedido e com as contas de trabalho aplicado, licença concedida e mercadorias entregues,

estes três termos incluem adicionalmente a localização e a hora conforme declarado.

Ciência da Computação

Na ciência da computação, consciência de contexto se refere à ideia de que os computadores podem sentir e reagir com base em seu ambiente. Os dispositivos podem ter informações sobre as circunstâncias em que são capazes de operar e, com base em regras, ou um estímulo inteligente, reagem de acordo. O termo consciência de contexto na computação ubíqua foi introduzido por Schilit (1994). Os dispositivos sensíveis ao contexto também podem tentar fazer suposições sobre a situação atual do usuário. Dey (2001) define contexto como “qualquer informação que possa ser usada para caracterizar a situação de uma entidade”.

Embora a comunidade da ciência da computação inicialmente percebesse o contexto como uma questão de localização do usuário, como Dey discute, nos últimos anos essa noção foi considerada não apenas como um estado, mas como parte de um processo no qual os usuários estão envolvidos; assim, modelos sofisticados e de contexto geral têm sido propostos (ver pesquisa), para apoiar aplicativos sensíveis ao contexto que os utilizam para (a) adaptar interfaces, (b) ajustar o conjunto de dados relevantes para o aplicativo, (c) aumentar a precisão de recuperação de informação, (d) descobrir serviços, (e) tornar a interação do usuário implícita, ou (f) construir ambientes inteligentes. Por exemplo: um telefone móvel sensível ao contexto pode saber que está atualmente na sala de reuniões e que o usuário se sentou. O telefone pode concluir que o usuário está em uma reunião e rejeitar todas as chamadas sem importância.

Sistemas cientes do contexto estão preocupados com a aquisição de contexto (por exemplo, usando sensores para perceber uma situação), a abstração e compreensão do contexto (por exemplo, combinar um estímulo sensorial percebido a um contexto) e comportamento de aplicação com base no contexto reconhecido (por exemplo, acionamento ações baseadas no contexto). Como a atividade e a localização do usuário são cruciais para muitas aplicações, a percepção do contexto tem se concentrado mais profundamente nos campos de pesquisa de percepção da localização e reconhecimento de atividades .

A percepção do contexto é considerada uma tecnologia capacitadora para sistemas de computação ubíquos. O reconhecimento de contexto é usado para projetar interfaces de usuário inovadoras e geralmente é usado como parte da computação onipresente e vestível . Também está começando a ser sentido na internet com o advento dos motores de busca híbridos. Schmidt, Beigl & Gellersen definem os fatores humanos e o ambiente físico como dois aspectos importantes relacionados à ciência da computação. Mais recentemente, muito trabalho também foi feito para facilitar a distribuição de informações de contexto ; Bellavista, Corradi, Fanelli & Foschini pesquisam as várias soluções de middleware que foram projetadas para implementar de forma transparente o gerenciamento de contexto e provisionamento no sistema móvel. Grifoni, D'Ulizia & Ferri forneceram uma revisão de vários sistemas de serviços baseados em localização cientes do contexto usando big data, analisando as escolhas metodológicas e práticas que seus desenvolvedores fizeram durante as principais fases do processo de percepção do contexto (ou seja, aquisição de contexto, representação de contexto e raciocínio e adaptação de contexto). Perera, Zaslavsky, Christen, & Georgakopoulos realizaram uma pesquisa abrangente sobre a computação sensível ao contexto da perspectiva da Internet das Coisas, revisando mais de 50 projetos importantes na área. Além disso, Perera também pesquisou um grande número de produtos industriais no mercado de IoT existente a partir de uma perspectiva de computação ciente de contexto. A pesquisa tem como objetivo servir como uma diretriz e uma estrutura conceitual para o desenvolvimento de produtos com base no contexto e pesquisa no paradigma da IoT. A avaliação foi feita com base no referencial teórico desenvolvido por Dey e Abowd (1999) há mais de uma década. A combinação da Internet com tecnologias emergentes transforma os objetos do cotidiano em objetos inteligentes que podem entender e reagir aos seus contextos.

O contexto relacionado aos fatores humanos é estruturado em três categorias: informações sobre o usuário (conhecimento dos hábitos, estado emocional, condições biofisiológicas), o ambiente social do usuário (co-localização de outros, interação social, dinâmica de grupo) e as tarefas do usuário (espontâneas atividade, tarefas engajadas, objetivos gerais). Da mesma forma, o contexto relacionado ao ambiente físico é estruturado em três categorias: localização (posição absoluta, posição relativa, colocalização ), infraestrutura (recursos circundantes para computação, comunicação, desempenho de tarefa) e condições físicas (ruído, luz, pressão, ar qualidade).

Contexto relacional: definições dinâmicas e não centradas no usuário

Considerando que as primeiras definições de contexto tendiam a se concentrar nos usuários, ou dispositivos com interface direta com os usuários, a definição frequentemente citada de Dey (" qualquer informação que possa ser usada para caracterizar a situação de uma entidade ") poderia ser tomada sem essa restrição. O contexto centrado no usuário, como pode ser usado no design de interfaces homem-computador , também pode implicar em uma separação excessivamente clara e parcialmente arbitrária entre "conteúdo" (qualquer coisa que seja explicitamente digitada pelos usuários, ou saída para eles), e contexto, que é implícito e usado para fins de adaptação . Uma visão mais dinâmica e descentrada, defendida por Dourish, vê o contexto como basicamente relacional . Isso foi originalmente congruente com a mudança da computação de desktop para a computação ubíqua , mas também se encaixa em uma compreensão mais ampla da inteligência do ambiente, onde as distinções entre contexto e conteúdo se tornam relativas e dinâmicas. Nesta visão, quaisquer fontes de informação (como sensores IoT ) podem ser contexto para alguns usos e aplicativos, também podem ser fontes de conteúdo primário para outros e vice-versa. O que importa é o conjunto de relações que os unem, entre si e com o seu meio. Considerando que as primeiras descrições do contexto centrado em um único usuário podem se ajustar aos modelos clássicos de entidade-atributo-valor , modelos de informação baseados em gráficos mais versáteis, como os propostos com NGSI-LD , são mais bem adaptados para capturar a visão mais relacional do contexto que é relevante para a Internet das Coisas , Sistemas Ciber-Físicos e Gêmeos Digitais . Nessa acepção mais ampla, o contexto não é apenas representado como um conjunto de atributos anexados a uma entidade, mas também é capturado por um gráfico que envolve essa entidade com outras. Consciência de contexto é a capacidade de contabilizar essas informações transversais de diferentes fontes.

Aplicativos em consciência situacional ou social

A consciência do contexto foi aplicada à área de trabalho cooperativo suportado por computador (CSCW) para ajudar os indivíduos a trabalhar e colaborar de forma mais eficiente uns com os outros. Desde o início da década de 1990, os pesquisadores desenvolveram um grande número de sistemas de software e hardware que podem coletar informações contextuais (por exemplo, localização, feeds de vídeo, mensagens de status de ausência) dos usuários. Essas informações são então compartilhadas abertamente com outros usuários, melhorando assim sua consciência situacional e permitindo-lhes identificar oportunidades naturais para interagir uns com os outros. Nos primórdios da computação com reconhecimento de contexto, muitos dos sistemas desenvolvidos para essa finalidade foram projetados especificamente para ajudar empresas ou equipes de trabalho geograficamente separadas a colaborar em documentos compartilhados ou artefatos de trabalho. Mais recentemente, entretanto, tem havido um crescente corpo de trabalho que demonstra como essa técnica também pode ser aplicada a grupos de amigos ou familiares para ajudar a mantê-los informados sobre as atividades uns dos outros.

Até o momento, os sistemas que usam consciência de contexto para melhorar a consciência situacional podem ser caracterizados por:

  • o (s) contexto (s) que eles coletam de cada usuário, e
  • o método pelo qual eles transmitem essas informações a outros usuários

O contexto mais comum para obter e compartilhar com o propósito de melhorar o conhecimento da situação é a localização do usuário. Em um protótipo inicial, o sistema Active Badge, por exemplo, cada usuário tinha um crachá de identificação exclusivo que podia ser rastreado por meio de uma série de sensores infravermelhos. Conforme os usuários caminhavam por um edifício, sua localização era constantemente monitorada por um servidor centralizado. Outros usuários podem então visualizar essas informações (em forma de texto ou em um mapa, como foi feito em um trabalho posterior) para determinar se um usuário está em seu escritório, permitindo-lhes determinar o melhor momento para parar para uma conversa não planejada . A localização também foi compartilhada no PeopleTones, Serendipity e nos Sistemas de Suporte de Interação de Grupo para ajudar os usuários a determinar quando estão perto de amigos, usuários com interesses pessoais em comum e colegas de equipe, respectivamente. Em comparação com o Active Badge, que exibe apenas informações de localização, esses sistemas são mais proativos e alertam os usuários quando eles estão próximos um do outro. Isso permite que o usuário saiba quando uma oportunidade potencial de interação está disponível, aumentando assim suas chances de aproveitá-la.

Outro contexto popular para compartilhar é a atividade de trabalho do usuário, geralmente por meio do compartilhamento de vídeo. No sistema Community Bar, os pesquisadores desenvolveram um aplicativo de desktop que fazia capturas de tela periódicas da tela do usuário. Essa informação foi então compartilhada com os colegas de trabalho do usuário para que eles pudessem saber em quais documentos / artefatos seus colegas de equipe estavam trabalhando e forneceu um quadro de referência comum para que os usuários pudessem falar sobre esses artefatos como se estivessem colocados. No Montage, os usuários têm a capacidade de ativar remotamente a webcam no computador de outro usuário por um breve período de tempo. Esse recurso de "olhar" para outro usuário permite que os usuários vejam se estão ocupados ou preocupados, o que, por sua vez, os ajuda a determinar melhor o momento mais oportuno para iniciar uma conversa.

Um terceiro tipo de contexto a ser compartilhado para melhorar ou aumentar a consciência situacional é o áudio do usuário. No sistema Thunderwire, os pesquisadores desenvolveram um espaço de mídia apenas de áudio que permitia aos amigos compartilhar áudio bruto dos microfones de seus dispositivos móveis. Esse sistema, que em essência era uma chamada de conferência perpétua, permitia aos usuários ouvir o áudio de outros usuários para determinar se e quando eles estavam participando de uma conversa. Os sistemas WatchMe e ListenIn também dependem muito do áudio para determinar se e quando um usuário foi potencialmente interruptível. Ao contrário do Thunderwire, no entanto, esses sistemas contam com algoritmos de aprendizado de máquina para analisar o áudio do usuário e determinar se o usuário está falando. Isso permite que o sistema forneça a outros usuários o mesmo contexto (ou seja, se o usuário está ou não em uma conversa) sem ter que compartilhar o áudio real, tornando-o mais centrado na privacidade.

Um quarto tipo de contexto comumente compartilhado é a atividade geral do usuário. Nos sistemas Hubbub e Conchat, os pesquisadores desenvolveram uma série de aplicativos de mensagens instantâneas que monitoravam quando o usuário estava ativo ou ocioso usando software ou sensores ambientais, respectivamente. Essas informações podem ser fornecidas a outros usuários para que saibam se e quando seus amigos estão disponíveis para responder às suas mensagens. No sistema Digital Family Portrait, os pesquisadores desenvolveram um porta-retratos digital que fornece visualizações qualitativas das atividades diárias de um usuário (ou seja, um pai / avô idoso). Essa visualização é então fornecida aos filhos adultos do usuário para que eles possam "verificar" seus pais sem ter que incomodá-los explicitamente, permitindo-lhes "envelhecer".

Embora esses sistemas demonstrem como a consciência de contexto pode ser usada para apoiar a consciência situacional e social, a eficácia de longo prazo desses sistemas ainda não foi totalmente compreendida. Muitos dos sistemas descritos acima foram avaliados apenas em um nível conceitual, ou para demonstrar que o sistema é tecnicamente viável. Consequentemente, embora os resultados iniciais desses estudos sugiram que a consciência do contexto pode apoiar as tarefas de consciência situacional, são necessários mais dados longitudinais.

Aplicação na área de saúde

Os agentes móveis sensíveis ao contexto são os hosts mais adequados para a implementação de quaisquer aplicativos sensíveis ao contexto. As comunicações modernas e integradas de voz e dados equipam os funcionários do hospital com smartphones para se comunicarem vocalmente uns com os outros, mas de preferência para pesquisar a próxima tarefa a ser executada e capturar o próximo relatório a ser anotado.

No entanto, todas as tentativas de apoiar a equipe com tais abordagens são dificultadas até a falha de aceitação com a necessidade de consultar um novo evento para identidades de pacientes, listas de pedidos e cronogramas de trabalho. Portanto, uma solução bem adequada tem que se livrar dessa interação manual com uma tela minúscula e, portanto, servir ao usuário com

  • identificação automatizada do paciente real e do ambiente local na abordagem,
  • registro automatizado dos eventos com entrada e saída do paciente real,
  • apresentação automatizada dos pedidos ou serviço devido na localização atual e com
  • documentação suportada para fornecer tais qualidades para EHR .

Aplicações na produção industrial

Os agentes móveis sensíveis ao contexto são um host adequado para a implementação de aplicativos sensíveis ao contexto mais recentes em relação ao novo paradigma com a indústria 4.0 . As comunicações modernas integradas (voz e) de dados equipam a equipe da oficina ou da linha de produção com telefones inteligentes para comunicar dados com controle de produção para feedback, onde os dados se originam da detecção e identificação de componentes e peças para serem integrados em gerenciamento de produção flexível para produtos sob demanda.

No entanto, todas as tentativas de apoiar a equipe com tais abordagens são dificultadas por programações de produção fixas, a menos que as informações para a demanda do cliente e a configuração do produto possam ser combinadas com o fornecimento de peças. Portanto, uma solução bem adequada deve se livrar da interação ausente do plano de produção e da ocorrência da linha de produção de informações e materiais relevantes por meio de

  • identificação automatizada de peças realmente disponíveis entregues do estoque ou fora dos suprimentos de reserva,
  • apresentação automatizada dos requisitos de integração para configuração sob demanda,
  • detecção e relatórios automatizados da configuração realmente montada

O principal requisito é implementar uma solução livre de interação manual do trabalhador com o manuseio de informações. Caso contrário, a taxa de erro aumentará com o aumento dos requisitos de informação.

Além disso, nenhuma das soluções de localização convencionais RFID, WLAN ou RTLS que anunciam a localização mais precisa atendem à qualidade exigida, já que determinar uma localização em atitude convencional em busca de coordenadas absolutas falha técnica ou economicamente. Outras abordagens baseadas na localização difusa prometem melhor retorno sobre o investimento.

Aplicativos em jogos generalizados

Um jogo generalizado está aproveitando os contextos humanos detectados para adaptar os comportamentos do sistema de jogo. Ao combinar elementos reais e virtuais e permitir que os usuários interajam fisicamente com o ambiente ao seu redor durante o jogo, as pessoas podem se envolver totalmente e obter uma melhor experiência de jogo. Por exemplo, um jogo abrangente que usa os contextos da atividade humana e localização em casas inteligentes é relatado por um agente autônomo .

Aplicativos em dispositivos móveis de multimídia

Museus e sítios arqueológicos às vezes fornecem dispositivos móveis multimídia como uma alternativa ao guia de áudio convencional (consulte, por exemplo, o Tate Modern em Londres. Um dispositivo sensível ao contexto usará a localização, as atuais interações do usuário e o gráfico de objetos conectados para adaptar dinamicamente as informações apresentadas para o usuário. Em alguns casos, isso é combinado com a navegação em tempo real pelo site para orientar o usuário para artefatos ou exposições que possam ser de seu interesse, com base nas interações anteriores do usuário.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos