Exploiting proximity collaboration in mobile context-awareness

Resumo

Os dispositivos móbiles están a converterse nunha parte cada vez máis importante das nosas vidas. Do omnipresente smartphone aos novos wearables, a cantidade de dispositivos intelixentes equipados con sensores aumentou considerablemente durante os últimos anos. Ao mesmo tempo, medrou o número de usuarios atraídos polas súas posibilidades. Ademais, espérase un crecemento aínda maior debido ao desenvolvemento de áreas de investigación coma os fogares e as cidades intelixentes (smart homes, smart cities) e a Internet das Cousas (IoT nas súas siglas en inglés), nas que os dispositivos móbiles xogan un papel fundamental. Os dispositivos móbiles caracterízanse principalmente pola súa sensibilidade ao contexto e a súa capacidade de adaptación [1, 2]. Ao estar provistos dunha gran cantidade de sensores, poden detectar o que está a acontecer na súa contorna e actuar en consecuen- cia. Deste xeito, poden mellorar a experiencia dos usuarios e ampliar a súa capacidade operativa a diferentes escenarios. A súa capacidade de computación cada vez maior permite que os dispositivos móbiles poidan detectar situacións diversas e axustarse a elas de forma autónoma. Non obstante, as súas respostas a cambios de contexto melloran cando non se basean exclusivamente na información recollida polos seus sensores, senón tamén na aprendizaxe a partir de experiencias previas e na información compartida por outros dispositivos. A primeira estratexia é especialmente útil cando se trata de capturar preferencias de usuarios e patróns de actividade [3–5] pero non resulta eficaz cando o dispositivo se atopa en circunstancias fóra da rutina habitual. A segunda estratexia supón deseñar esquemas de comunicación fiables con fontes de información relevantes e de confianza para evitar que os dispositivos reciban unha sobrecarga de información dubidosa. A información detectada polos dispositivos móbiles ten dous fins principais. En primeiro lugar, como se menciona no parágrafo anterior, a información é empregada polos propios dispositivos para monitorizar a súa contorna e poder adaptar o seu comportamento de forma adecuada. En segundo lugar, pode utilizarse para alimentar plataformas de detección participativa orientadas a obter información sobre áreas extensas ou a reunir datos específicos sobre un determinado problema. A obtención de datos xerados polo usuario é a base de esquemas participativos (participatory [6] e crowdsensing [7]) que se valen de contribucións individuais para formar coñecemento colectivo. En consecuencia, son unha alternativa barata a despregar infraestruturas fixas cando se trata de cubrir áreas extensas. O intercambio de información con dispositivos veciños asegura a recepción de datos obtidos en proximidade, por dispositivos con acceso ao mesmo contexto. Así, a colabo- ración en proximidade mellora o coñecemento do contexto e a adaptación a este [1, 2]. Ademais, é con aqueles máis próximos cos que os usuarios están máis dispostos a compartir información de contexto [8, 9]. Os dispositivos poden estar non só en prox- imidade física senón tamén en proximidade social. A posibilidade de inferir relacións de confianza a partir de información procedente das redes sociais [10] permite engadir un extra de fiabilidade ás comunicacións entre dispositivos próximos que teñan propietarios conectados nas redes sociais. A colaboración de proximidade tamén ten potencial para reforzar os esquemas de detección participativa. Dado que os dispositivos próximos son os máis indicados para avaliar a calidade da información de contexto xerada polo usuario, as conexións de proximidade xorden como unha solución viable para reducir as contribucións de baixa calidade [11] ou redundantes [12]. Con todo, debido á diversidade de sistemas de detección participativa, cómpre deseñar diferentes esquemas de colaboración de proximidade, que se adapten a diferentes necesidades. Consideramos dúas estratexias principais de colaboración. Dependendo de se se trata de detectar eventos esporádicos ou de seguimento periódico, as plataformas participativas poden beneficiarse de filtrar información en orixe ou de proporcionar aos destinatarios información adicional para que poidan avaliar a información por si mesmos. Esta tese sostén que a colaboración directa e distribuída entre dispositivos en prox- imidade tanto física coma social reforza a súa sensibilidade ao contexto e posterior adaptación, mellora a calidade da información de contexto xerada polos usuarios e aumenta a confianza na detección participativa. En consecuencia, este traballo explora as posibilidades que ofrecen as estratexias de colaboración entre dispositivos próximos, tanto física coma socialmente, no eido da sensibilidade ao contexto. A proximidade física refírese á situación de dous dispositivos que se atopan no mesmo espazo. Nesta categorías, os dispositivos poden estar na mesma área local ou área extensa. Na primera, os dispositivos poden atoparse mutuamente mediante unha tecnoloxía de comunicación de curto alcance, coma Bluetooth ou WiFi. Deste xeito, a colaboración local está restrinxida a dispositivos nun mesmo edificio, rúa ou evento social. Na segunda, as aplicacións presentan un alcance xeográfico máis amplo, abranguen distritos ou cidades enteiras e están orientadas á monitorización de recursos no ámbito das cidades intelixen- tes. Pola súa banda, a proximidade social mide a relación entre os usuarios dos dispositivos baseándose nas conexións e interaccións entre eles nas redes sociais. Neste traballo, estudamos a colaboración a tres niveis diferentes de proximidade: áreas locais, para aplicacións limitadas á proximidade física máis inmediata; áreas extensas, onde os datos son recollidos localmente para ser distribuídos mediante sistemas partici- pativos; e proximidade social, onde se ponderan os lazos sociais entre os usuarios no intercambio de información de contexto. Identificamos aplicacións concretas que se ben- eficiarían da colaboración en cada un dos niveis de proximidade definidos e deseñamos estratexias de comunicación para elas. Centramos a nosa atención en dispositivos portátiles que poden ser carrexados polos usuarios, están equipados con sensores e son quen de comunicarse con outros mediante unha tecnoloxía de comunicación de curto alcance. Todas as nosas propostas están validadas con información realista, ben xerada con ferramentas recoñecidas, ben recollida por nós mesmos.