Laboratory for Advanced Collaboration

L A C

LAC+10 Retrospectiva de 10 anos do LAC

Markus Endler

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Gênese

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Gênese (2002-03)

Negociações para criar uma filial da Frauenhofer Gesellschaft (FhG) na PUC-Rio

–  Idéia: ser um laboratório de pesquisa aplicada interdisciplinar sobre Realidade Virtual, Engenharia de Software e Mobilidade

–  Visita à FhG FIRST (Berlim), em abril 2002

Profs Lucena e Gattass negociam com a PUC e FPLF espaço físico (duas salas FPLF), em junho 2002

LAC é criado como alternativa ao fracasso nas negociacões com a FhG (2o semestre 2002)

Contrato da FhG para desenvolver sistema de Gestão de Conhecimento (com Milestone) e tropicalizacão do Aula-net (2002/03)

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Primeira Fase

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Fase da Pesquisa com pouca verba (2003-2007) •  Em 2003, concepção de um middleware para coleta e

processamento de informações de contexto, e de inferência de localização usando 802.11 fingerprinting

•  Em Março/2004, Vagner Sacramento finaliza os primeiros componentes da Mobile Collaboration Architecture - MoCA

•  Inspirado no produto Ekahau, em Ago/2005 Fernando Ney conclui o desenvolvimento do Location Inference Service (LIS) baseado em Análise de Cenas do sinal 802.11

•  MoCA passa a ser a plataforma fundamental para várias pesquisas de middleware e de aplicações cientes da localização

•  Apoio financeiro apenas para viagens a conferências (Projeto Universal 2003-2005)

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Personalities

MoCA: Middleware para provisão de contexto

Client Cm+ECI M

UDS CIS CS

which CIS?

context

Appl ?

Req/Peply Req/reply

evento

Pub/Sub

LIS

COPS

Serviços Básicos

Server

Cm+ECI

Server Server

Cm+ECI

Proxy

Adaptações específicas da aplicação

Aplicação

SRM

Pub/Sub

Plataforma de middleware para aplicações móveis com serviço de provisão de contexto, inferência de localização simbólica, proxy para adaptação de conteúdo, comunicação Pub/Sub, serviço para controle de privacidade

http://www.lac.inf.puc-rio.br/moca

M: Monitor Cm: Communication API EPI: Event-Processing Interface UDS: Ubiquitous Discovery Service LIS: Location Inference Service CIS: Context Information Service CS: configuration Service SRM: Symbolic Region Manager COPS: Context-oriented Privacy Service

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Fase 1: Pesquisa com pouca verba (2003-2007) •  Surgem vários trabalhos baseados na MoCA:

–  Flocks: um Framework para comunicação baseada em localizacão - Kleder Gonçalves, 2005

–  Matchmaking baseado em Interêsses baseados em localização - Rodrigo Machado, 2005

–  Descoberta e Selecão de Recursos em Grades móveis - Luciana Lima, 2007

–  Event Communication Interface (ECI): uma API para comunicação assíncrona - Gustavo Baptista, 2006

–  Monitores para as plataformas (WinXP/WinCE/Linux/Symbian) – Gustavo Baptista e Luiz Valente

–  CoPS: serviço de controle de privacidade sobre dados de contexto - Vagner Sacramento, 2006

–  Proxy Framework: adaptação de conteúdo baseado em contexto - Hana Rubinsztejn, 2007

–  Gerenciamento Dinâmico de domínos e interêsses de contexto – Ricardo da Rocha, 2008

–  Personalities MoCA/ORB, MoCA/MAX, MoCA/WS: APIs de acesso aos core services por CORBA, Framework de Agentes Jade, e Web Services

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Impacto Primeira publicação na Conferência Middleware 2004

Demo do sistema no Salão de Ferramentas do SBRC 2006

Principal Publicação: IEEE Distributed Systems Online 2006 (> 115 citações)

A partir daí, MoCA passa a ser conhecida e usada como SW base para outros sistemas móveis e ubíquos, em vários grupos de pesquisa.

Exemplos: –  MoGrid: a middleware for mobile Grids (LNCC/RJ) – PhD thesis

–  Context-aware Exeption Handling for Ubiquitous environments (LES/PUC-Rio) - M.Sc. thesis

–  ContextTV: a context-aware middleware for interactive digital TV on mobile devices (UF Pernambuco) – M.Sc. thesis

–  Integration of JSP with MoCA as a web service (UF Viçosa/MG)

–  MAG/MoCA: Interface for Grid access through handheld devices (UF Maranhão, 2008)

–  Location-based Semantic Web Policies – Project Protune: Daniel Olmedilla/W. Nejdl (L3S, 2008)

–  Context-aware pervasive games (IME/USP, 2012) - PhD thesis

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Segunda Fase

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Fase das Cooperações (2005-2009) LAC é convidado para vários projetos:

•  Active Classroom (2005-07) com SERG, MWlab e Microsoft Research, Redmond

–  Apoiar M-learning, e interação em espaços ativos

–  Middleware e aplicativos (exemplo: compartilhamento e co-edição de apresentações)

–  Usar informacão de contexto para otimizar a interação móvel

•  Mobilis (2007-09) com TU Dresden e UFMG

–  Desenvolver um Framework para Colaboração ciente da localização para usuários móveis

–  Arquitetura orientada a Serviços

•  Integrade (2007-09) com IME/USP, UFG e UFMA

–  Middleware p/ grades móveis (redes espontâneas)

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Principais Resultados Active Classroom Interactive Presenter for Handhelds (iPH) - Marcelo Malcher (2007)

•  Objetivo: compartilhar transparências e anotações (com ink) em handhelds e explorar detecção de co-localização

•  Papéis: Master, Contributor, Viewer

Características do iPH:

•  Uso da MoCA

•  Adaptacão do middleware ConferenceXP (Microsoft) para .Net Compact Framework2.0

www.lac-rio.com/iph

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Principas Resultados Projeto Mobilis No projeto Mobilis, deu-se maior ênfase em:

–  middleware e frameworks para os clientes móveis (baseados na plataforma Android)

–  Suporte para comunicacão assíncrona entre clientes móveis

–  Deployment, composição e carregamento de componentes a partir de uma biblioteca de componentes

–  aplicações mobile baseadas em mapas e permitindo o compartilhamento de informacões sobre a posição de clientes em tempo real

–  Composição de serviços de colaboracão mobile

UF Maranhão UFMG

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Arquitetura  Mobilis    

•  Shared  Data  Manager  (SDM)  –  Comunicação  assíncrona  local  e  remota  

•  Context  Management  Service  –  Framework  deployment  dinâmico  de  Context  

Providers    

•  Kaluana    –  Component  Manager:  Descoberta,  

deployment  and  binding  entre  componentes  

–  AdaptaHon  Manager:  trata  da  troca  e  instalacão  de  componentes  da  aplicação  de  acordo  com  o  contexto  atual  

•  MD-­‐DECI  Broker    –  Comunicação  Pub/Sub  remota  baseada  em  

brokers  –  Uso  do  SIP,  tratamento  de  desconexões  curtas  e  

travessia  Firewall/NAT  

Juliana Aquino e Marcelo Malcher

Lincoln David Silva

Gustavo Baptista

Hubert Fonseca & Alan Valeriano

www.lac-rio.com/projects/mobilis

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Context Management Service

www.lac-rio.com/context-management-service-cms

Gerencia  módulos  para  a  coleta,  processamento  e  distribuição  de  qualquer  Hpo  de  dado  de  contexto,  nos  clientes  móveis.      

  Cada  Hpo  de  informacão  de    contexto  é  produzido  por  um  Context  Provider  (CxP)  específico.    

  CMS  pode  instanciar,  aHvar  ou  desaHvar  CxPs  independentemente,  sempre  que  uma  aplicação  cliente  precisar  da  informacãod  e  contexto  correspondente.  

  Permite  a  definição  de  CxPs  mais  abstratos,  que  recebem  como  entrada  eventos  de  CxP  mais  básicos  

  Também  suporta  descoberta  e  carregamento  dinâmico  de  novos  CxP  de  um  respositóro  remoto.    

CxP

CxP

CxP CxP

CxP

CxP

CxP

CMS

App cliente

ContextProvider Repository

CxP

Lincoln Davi Silva

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Terceira Fase

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Fase dos Projetos Financiados (2009- )

Pesquisa em Internet do Futuro (CPqD - Campinas)

–  Estudo das tendências e impactos da computacão pervasiva na internet

Net-ready Applications for Rotorcraft Safety and Survivability (Boeing, Bell, Sikorsky & Harris Corporation)

–  Middleware para compartilhamento de informacões e situation awareness entre pilotos de helicópteros

InfoPAE Móvel (TecGraf/SM)

–  Middleware descentralizado e escalável para comunicação e rastreamento de caminhões e detecção de eventos e padrões anormais de mvimento

MobileHealthNet (UF Maranhão, Hosp. Pres.Dutra -Maranhão)

–  Criar redes sociais pervasisvas para facilitar a colaboração entre profissionais da saúde e entre médicos e pacientes

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Net-ready Applications for Rotorcraft Safety and Survivability

AH-64 Apache Mesa, AZ

AH-64 Apache Mesa, AZ

Unidade com Radar Meteorológico

H-47 Chinook Philadelphia, PA

Aplicações para compartilhamento, em tempo real, de: •  informações meteorológicas •  pontos de interêsse marcados pelos pilotos em mapa •  dados sobre a operação dos helicópteros (altutude, aceleração, rpm, etc.)

Middleware baseado no DDS com interoperabilidade entre produtos produto DDS.

Parceiros:: Vertical Lift Consortium(VLC)

Gustavo Baptista

Rede IP baseada em rádio

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InfoPAE Móvel

•  Rastreamento de frotas de veículos para logística, levando em conta perda de conectividade wireless e de sinal de GPS, etc.

•  Desenvolvimento de um middleware de monitoramento de veículos que escale para milhares de veículos;

•  Permita o uso de várias empresas rastreadoras de veículos e várias operadoras móveis

Eventos relevantes: momentos de parada (engarrafamento, chegada/partida de ponto de fornecimento, etc.), quantidade descarregada, etc.

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Natureza e Foco da Pesquisa Os projetos possibilitaram complementar a bolsa de todos os

pesquisadores do LAC (alunos de pós-graduação e estagiários)

Natureza da pesquisa:

–  Orientada à aplicações concretas, com problemas reais

–  Mas criando soluções e inovação tecnológica reutilizável pera vários setores

–  Ao mesmo tempo, mantendo alta produtividade acadêmica

Devido a esses projetos, pesquisa no LAC levou a novo enfoque:

–  Adoção do padrão OMG Data Distribution Service (DDS), como infra-estrutura básica de comunicação;

–  Objetivos: Arquitetura decentralizada e escalável

–  Aplicações de rastreamento, comunicação e coordenacão de grupos móvel (frotas, forças tarefas, etc.)

–  Middleware para compartilhamento e inferência distribuída e escalável de contextos individuais e situações coletivas ( Projeto ContextNet)

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Data Distribution Service

Data Writers: publicadores de dados Publisher: container de vários DWs Aplicação: associa DWs a topicos

Data Readers: assinam topicos passando um filtro Subscribers e DRs: sua própria politica de QoS

Aplicação: associa DRs com tópicos e recebe dados usando listenes (async) ou Wait-Sets (sync)

•  Um modelo para comunicação assíncrona (Pub/Sub) centrado nos dados (em Tópicos) •  Tópicos e seus atributos são defiidos em OMG IDL •  Arquitetura decentralizada (sem broker) e com alta performance •  Permite associar polticas de QoS a varias entidades

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Projeto ContextNet: Objetivos Gerais

Criar middleware e frameworks que facilitem o desenvolvimento de aplicativos para colaboração e coordenação de uma grande quantidade de nós/agentes móveis, levando em conta os seus contextos.

Principais requisitos:

•  Garantir alta confiabililidade e baixa latência da comunicação, apesar da conectividade intermitência, da mobilidade e dos recursos escassos nos dispositivos

•  Comunicação assíncrona entre todos os agentes móveis

•  Alta escalabilidade (>100.000 nós, numero de aplicações e no volume de dados transmitidos)

•  Detectar, em tempo real, padrões de mobilidade relevantes para as aplicações

•  Através do compartilhamento e processamento de dados de contexto, permitir uma ciencia da situação global (p.ex. padrões globais de mobilidade)

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ContextNet: Arquitetura de Software

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Scalable Data Distribution Layer (SDDL) do ContextNet

Lincoln David, Rafael Vasconcelos, Lucas Alves e Rafael Pinho

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Protocolos e Camadas do SDDL v3

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Rotótipos baseados no SDDL

InfoPAE Móvel

ARFF: Acompanhamento Remoto de Fiscais e Frotas (em parceria com UFF)

Cliente para Android

Controller em web browser

Igor Vasconcelos, Luciano Sampaio e Caio Seguin

Lincoln David, Rafael Vasconcelos, Lucas Alves e Rafael Pinho

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E além da P&D…?

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Nesses 10 anos

Já tivemos momentos difíceis...

CCEAD LAC

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Mas também …

… recebemos muito apoio e reconhecimento de parceiros:

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Fizemos muitas viagens e amigos … No Projeto Mobilis:

2 workshops em Dresden, 3 workshops no Brasil

Middleware 2009

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E também muitas conquistas

Alguns Highlights:

2004: Apresentação da MoCA na Middleware (Toronto)

2006: Primeiro Lugar na Sentinent Future Competition com o artigo Large Scale Body Sensing for Infectious Disease Control, ETH Zürich

2007-08: Marcel Kania e Istvan Korén (TU Dresden) fazem estágio no LAC

2009: Começa a parceria com o TecGraf no projeto InfoPAE Móvel

2010: Kick-off meeting na Boeing (Philadelphia) do projeto Net-ready Applications for Rotorcraft Safety and Survivability

2011: Site www.lac-rio.com vai ao ar (média 11,2 page views/dia, 3,9 visitas/dia)

2011: Concepção e implementacão do SDDL-v1 em apenas 3 meses!

2012: Demonstração do SDDL/ContextNet no Salão de Ferramentas do SBRC

2012: Teste colaborativo do SDDL com nós simulados na internet

2012: Melhor artigo no SB Sistemas Colaborativos

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LAC em Números

Espaço físico:

•  ≈25 m2 (8-9 postos de trabalho)

Formação de RH:

•  6 Teses de doutorado

•  11 Dissertações de mestrado

•  7 Trabalhos finais de graduação (2 da Alemanha)

Produção acadêmica:

•  10 artigos em journals

•  2 livros (SpringerBriefs, a partir de Teses)

•  9 capítulos de livro

•  66 artigos em conferências e workshops

Sistemas de Software gerados:

•  inúmeros

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Alguns Testemunhos

“A minha experiência participando do LAC foi extremamente enriquecedora. O laboratório, através dos coordenadores e do Prof. Endler, oferecia ao participantes um ambiente físico e social extremamente agradável e desafiador.

Devido ao alto nível acadêmico dos participantes, as interações sempre traziam um forte estímulo ao desenvolvimento de cada um e o laboratório era um grande catalisador destes desenvolvimentos. Não era raro chegar lá tarde da noite e em fins de semana e encontrar colegas realizando suas tarefas e sempre dispostos a ajudar caso necessário.

Sete anos após ter me desligado do Laboratório devido ao término do meu programa de pós-graduação, sinto saudades dos momentos que passei participando desta comunidade, com ótimas lembranças das experiências vivenciadas.”

– Antonio Theophilo

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Alguns Testemunhos

“O laboratório apresenta uma prática muito interessante em suas reuniões: a cada quinze dias toda a equipe se reúne e discute os projetos em que estão envolvidos. Esta proximidade faz com que os desenvolvedores passem a ter contato com tecnologias que estão sendo utilizadas em outros projetos, ou ainda que possam contribuir com alguma solução para um problema compartilhado com o grupo.

Achei esta etapa do estágio muito satisfatória pois são raros os lugares que permitem um aprendizado tão concreto, passando por todas as suas estapas: estudo, implementações básicas e só então um projeto mais avançado.”

– Lucas Alves

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Alguns Testemunhos

Olá pessoal, para a nova geração que não me conhece, meu nome é Vagner, um dos primeiros a povoar o LAC, em Setembro de 2002. Atualmente, sou professor do Instituto de Informática na Universidade Federal de Goiás e tenho como foco de pesquisa a área de Big Data Geográfico.

Sou eternamente grato pela experiência vivida no LAC/PUC-Rio junto com um grupo tão harmonioso e

alegre. Nunca me esqueço dos nossos embates técnicos, das farras, das feijoadas em Teresópolis, ... ah, que Saudade!

Com certeza, aprendi não só a fazer pesquisa em profundidade, mas, principalmente, a conviver e

trabalhar em grupo. Sempre mergulhei de pé e cabeça em todos os meus projetos de vida. A convivência neste grupo, sob a tutela do Markus, contribuiu muito para controlar o meu ímpeto e respeitar as diferenças de visões, forma de trabalho, e outras individualidades de cada integrante. Isto foi fundamental para o meu crescimento pessoal e profissional.

Esse ambiente harmonioso e integrado permitiu que gerássemos como “filho”, a plataforma MOCA. Nosso

primeiro artefato e legado do laboratório que envolveu muita gente da minha geração.

Infelizmente, não pude participar desta data comemorativa tão importante para o grupo. Sinto muita saudade das pessoas, do ambiente de trabalho e do dia a dia da pesquisa.

Deixo aqui os meus sinceros agradecimentos ao Markus e ao grupo que contribuiu para construir e evoluir

o ambiente de pesquisa do LAC. Este, com certeza, foi e ainda é fundamental na formação e materialização do projeto de vida de tantas pessoas cumprindo de forma excepcional seu papel social e técnico-científico.

Grande Abraço,

Vagner Sacramento

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Agradecimento a todos os colaboradores

Fase 1:

Dr. Vagner J. do Sacramento Dra. Hana K. Rubinsztejn Dr. Ricardo da Rocha Dr. José Viterbo Filho Dra. Luciana Santos Lima Fernando Ney Nascimento Antonio Theophilo Gustavo Baptista Kleder Gonçalves Dr. Helcio Melo Rodrigo Prestes Machado Giulliano Bueno Victor Fusco Marcelo Malcher Luis Valente Tatiane Mendonça Paulo F. Neves

Fase 2:

Dr. Ricardo da Rocha Dr. José Viterbo Filho Gustavo Baptista Marcelo Malcher Lincoln David Silva Juliana F.S. Aquino Hubert Fonseca Jordan Janeiro Eleonora Weiner Allan Valeriano Artur Maligo

Fase 3:

Dr. José Viterbo Filho Gustavo Baptista Marcelo Malcher Lincoln David Silva Rafael O. Vasconcelos Rafael Pinho André Victor Pantoja Vitor Pinheiro Lucas de Queiroz Alves Igor Vasconcelos Luciano Sampaio André MacDowel Caio Seguin João Pedro Pinheiro Mateus Maciel Alan Costa Daniel Endler

Que o espírito de equipe e o ambiente de trabalho inspirador do LAC continue a “contaminar” os

pesquisadores da próxima década!

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Muito Obrigado, e parabéns a todos!

Laboratory for Advanced Collaboration