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

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