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Colaboração Móvel em Tempo Real:Desafios e Oportunidades
Markus EndlerPUC-Rio
Worshop Futuro da Internet - CPqD15 e 16 de abril 2009
Roteiro
Motivação e Definição Categorias de Colaboração Móvel em Tempo
Real Oportunidades e Desafios O Projeto Mobilis Conclusões
Nova realidade – aspectostecnológicos
Celulares e smart phones estão cada vez maispresentes em nosso dia-a-dia;
Grande aumento de capacidade deprocessamento, armazenamento e interface comusuário (e.g. Finger Touch Interface);
Ubiquidade de conectividade sem fio; Interfaces para várias tecnologias wireless (WiFi,
GPRS/EDGE, WiMAX) Capacidade de executar handover vertical
Novos tipos de sensores embutidos: GPS, acelerômetro, bússola, câmera, etc.
Nova realidade – aspectoscomportamentais
Crescente necessidade de colaboração ecomunicação em tempo real na vida profissional epessoal;
Explosão das redes sociais para compartilhamentode opiniões, fotos, chat e presença.
Necessidade de coordenação de equipes móveis Monitoramento e compartilhamento de informações
de localização (e.g. logística, localização do parente) Usuário quer entretenimento, informação e
comunicação na palma da mão, a qualquer momentoe lugar (e.g. jogos, mensagens instantâneas comamigos, troca de experiências e informações, etc. )
© Markus Endler
Colaboração Móvel em Tempo Real ?
Fonte: www.conferencebike.com
Colaboração Móvel em Tempo RealPode ser: Comunicação instantânea por texto, audio (voz) ou vídeo Compartilhamento, consulta e co-edição colaborativa de
informações georeferenciadas Visualização on-line da localização de amigos/colegas em
mapas Compartilhamento instantâneo de informações, fotos,
vídeo-clips, músicas, etc. Redes Sociais para usuários Móveis
Resumindo...Comunicação, compartilhamento e coordenação instantânea
em um grupo (fechado ou aberto) de usuários móveis,enriquecida com informações contextuais
Categorias
• Colaboração entre usuários de dispositivosmóveis
• Veículos cooperantes• Robôs móveis (veículos não-tripulados)
cooperantes
Usuários de dispositivos móveis
Áreas de aplicação:• Redes sociais: usuários móveis compartilham localização,
atividade, disponibildade para interação ( awareness)• Monitoramento do bem estar de idosos à distância, por
médicos, enfermeiras, parentes• Coleta colaborativa de dados sobre doenças, criminalidade,
problemas urbanos, etc.• Mobilização espontânea de massas (Smart Mobs)• Coordenação de gerenciamento de força tarefa (e.g.
contenção de desastre ambiental, catástrofes naturais)• Jogos on-line muit-usuário e baseados em localização• Logística com recursos e demandas móveis (e.g.
monitoramento de frota de caminhões para entrega e buscade mercadorias)
“Locative Media”É mídia digital relacionada a lugares físicos e catalizadora
de interações sociais: por exemplo, registrarocorrências, educar outros cidadãos, organizarmanifestações coletivas, etc…
Exemplo: Oakland Crimespotting
http://oakland.crimespotting.org/
Twitter “Rede social” de mensagens instantâneas com >6
milhões de adeptos Compartilhamento público do que se está fazendo ou
pensando no momento através de mensagens curtas Na grande maioria mensagens banais Personalidades, Políticos (Barack Obama, Dalai Lama)
e Artistas permitem que curiosos acompanhem detalhesdo dia-a-dia
Outros usos mais sérios: Nos EUA, médicos narraram complicada sirurgia para divulgar
nova técnica Durante ataques terroristas em Mumbai (Índia) população local
divulgou em tempo real fotos da cidade para mostrar os danos Moradores de Blumenau se mobilizam durante as enchentes,
para pedir e distribuir melhor donativos
Gowalla Jogo para o iPhone que combina
visita de lugares no mundo real(geocasting) com a coleção deitens virtuais e compartilhamentode rotas com outros membros darede social. Usuário coleciona souveniers virtuais Usuário pode criar roteiros virtuais e
desafiar outros jogadores a percorrIe-los.
Principal objetivo: estimularinterações no mundo realinduzidas por interações no jogo.
Usuários de dispositivos móveisAlguns desafios: Garantir privacidade e confidencialidade de informações pessoais Interfaces HC que permitam operação simples de vários serviços
colaborativos Minimizar atrasos na transmissão de dados através de redes
wireless heterogêneas Protocolos de comunicação escaláveis e com eficiência energética Na ausência de informação sobre usuário, identificar precisamente
se é problema da infra-estrutuda de comunicação/posicionamento,ou ação voluntária do usuário remoto
Flexibilidade: uso integrado de vários serviços colaborativos,Messaging, conferência, mapas, LBS públicos, co-edição, etc.
Consultas espaciais (relativas ou absolutas) e serviços “push” paranotificação confiável
Veículos CooperantesPara comunicação e coordenação entre motoristasO veículo (carro, caminhão) fornece informações ao
motorista, emite alertas, ou autonomicamente regula o seufuncionamento (p.ex. redução de velocidade)
Áreas de aplicação:• Segurança no trânsito (distância segura, aviso instantânea
de ocorrências, problemas na estrada, etc.)• Fornecimento de informações e avaliação colaborativa
sobre pontos de interêsse nas proximidades (preços decombustível, lanchonetes recomendadas, etc.)
• Reserva de, e encaminhamento para, uma vaga deestacionamento
• Alerta de um veículo para outro específico• Atualização contínua das bases de dados sobre condições
de trânsito em cidades
Veículos Cooperantes
Veículos Cooperantes
Veículo é ao mesmo tempo terminal de interação como usuário, nó da rede móvel, e consumidor efornecedor de informações coletivas (e.g. situaçãodo trafego)
Desafios:• Confiabilidade dos serviços mesmo em regiões
com baixa densidade de “veículos participantes”• Projeto de protocolos Vehicle-to-Vehicle (V2V) e
Vehicle-to-Infrastructure (V2I) eficientes econfiávies
• Serviços de localização adequados ao perfil demobilidade dos veículos
• Escalabilidade na comunicação
Robôs Móveis ColaborativosÁreas de aplicação:• Segurança civil e militar (monitoramento de fronteitas, desertos/florestas)• Monitoramento do meio ambiente• Plantas industriais• Prospecção de jazidas para mineração• Agro-pecuária: monitoramento da saúde dos rebanhos no pasto• Socorro a vítimas de catástrofes e ações de resgate (sensores de ruído,
térmicos, etc.)
Principais benefícos:• Torna a coleta de dados/ monitoramento mais confiável, seguro e mais
barato• Possibilita o acesso a lugares (regiões) inóspitas ou de difícill acesso
para seres humanos (Floresta Amazônica, regiões vulcânicas, alto mar,etc.)
• Robôs podem ser mais robustos e funcionarem de forma autônoma
Robôs Móveis ColaborativosUso para Veículos Aéreos Não-tripulados (Unmanned Aerial
Vehicles (UAV)Exemplo: aeronave “espiã” HERTI criada para
monitoramento militar, coleta de dados ambientais econtrole de espaço aéreo.
Robôs Móveis Colaborativos OFRO: Robô para monitoramento de segurança (usado
na Copa do Mundo no Estádio Olímpico de Berlim)
Robôs Móveis Colaborativos
Principais desafios:• Estratégias para a locomoção coordenada e otimizada os
robôs, e.g. para garantir a cobertura completa de umaárea, ou a redundância das medições
• Pré-processamento, armazenamento e transmissãoeficientes de alto volume de dados sensoriais
• Inferência/Detecção de situações de interêsse a partir dedados coletados de forma distribuída
• Protocolos de coordenação que sejam tolerantes a falhas• Monitoramento mútuo contínuo do estado de operação
entre os robôs• Manutenção/atualização do software executando nos
robôs
O Projeto MobilisPrincipais Objetivos: Pesquisar novos serviços colaborativos de tempo real
com ciência e compartilhamento de contexto elocalização
Desenvolver uma plataforma de middleware para acomposição flexível de tais serviços, com foco em: Descoberta, e gerência de contatos, uso dos sensores
embutidos em dispostivos, ciência de contexto, adaptação eimplantação dinâmica, de serviços
Usar este middleware para dois estudos de caso: Grupos de turistas compartilhando informações e coordenando
as suas atividades Coordenação de ações de equipes de resgate
Cenário: Grupo de Turistas visitando uma cidade Como não sabem a lingua
nativa, sentem-se inseguros equerem ter ciência dalocalização, dos caminhos e dasatividades dos demais turistasdo grupo.
Ocasionalmente, querem visitarlugares “descobertos” erecomendados por outrosmembros.
Querem copartilhar suas fotos evideos com o grupo, e tambémcom parentes no país de origem
Precisam ser informadosimediatamente de qualquermudança de planos (p.ex.Onibus para o hotel retornarámais cedo)
Alguns turistas querem seseparar temporariamente dogrupo com o guia, paraexplorar por conta própria aregião, mas querem mantercontato com os demais.
Decisões de Projeto A principal forma de interação deve ser através de
mapas Para visualizar a posição dos demais membros do grupo Como interface para selecionar elementos, fazer buscas
espaciais, criar e compartilhar informações multimídia
Uso de um protocolo padrão para comunicação emtempo real e compartilhamento de presença (XMPP)
Uso de Pub/Sub para o compartilhamento de eventoslocais e remotos (em qualquer membro do grupo)
Flexibilidade e extensibilidade: Aplicações devem sercompostas de serviços de colaboração modulares
Sistema deve ser capaz de se adaptar dinamicamente
© Markus Endler
Mobilis Client Architecture
© Markus Endler
XMPP Pub/Sub P2P Sys.Context Location
Plataforma Android
Component Mngt AdaptationMngt DeploymentMngt
MapS
Discovery
FlagS
ChatS
GroupsSAlertS
MediaS
Mob
ilis
Serv
ices
Core
Se
rvic
es
Co-Edition ???
GUI Framework
AdaptationPolicies
Criação, avaliação e compartilhamento detrilhas/rotas
Usa e estende serviços MapS, FlagS e GroupS
Um Protótipo usando Mobilis
ConclusãoGrande parcela de tráfego da internet será gerado a partir
de terminais móveis…… para aplicações de colaboração móvel em tempo real.
Isso vai demandar protocolos e serviços distribuídos demiddleware com:
Alta confiabililidade e eficiência energética Alta escalabilidade (no número de nós e no volume de
dados transmitidos) Levando em conta heterogeneidade de dispositivos,
plataformas e típo de tráfego Mecanismos de confidencialidade e segurança flexíveis e
configuráveis© Markus Endler
Obrigado! Perguntas?
Email: [email protected]: www.inf.puc-rio.br/~endler
www.lac.inf.puc-rio.br