Computação ubíqua

INSTITUTO DE ENSINO SUPERIOR DO ESPÍRITO SANTO FACULDADE DO ESPÍRITO SANTO

CURSO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO

RÔMULO DA SILVA RODRIGUES

A COMPUTAÇÃO UBÍQUA DENTRO DO PARADIGMA COMPUTACION AL

CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM 2010


A COMPUTAÇÃO UBÍQUA DENTRO DO PARADIGMA COMPUTACION AL Monografia apresentada ao curso de Sistemas de Informação na Faculdade do Espírito Santo, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Sistemas de Informação.

Orientador: Prof.Msc. Ricardo Maroquio Bernardo

CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM

2010


A COMPUTAÇÃO UBÍQUA DENTRO DO PARADIGMA COMPUTACION AL

Monografia apresentada ao curso de Sistemas de Informação na Faculdade do Espírito Santo, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Sistemas de Informação.

Aprovado em ___ de dezembro de 2010.

COMISSÃO EXAMINADORA

____________________________________________________ Prof. Me. Ricardo Maroquio Bernardo - Orientador - IESES

____________________________________________________ Prof. Me. Jocimar Fernandes - IESES

____________________________________________________ Prof. Me. Ednéa Zandonadi Brambila - IESES

À Deus, meus pais e amigos.

AGRADECIMENTOS

Agradeço em primeiro lugar a Deus, por guiar-me nas decisões e colocar em meu

caminho excelentes oportunidades de crescimento pessoal e profissional.

Aos meus pais, João Batista Galito Rodrigues e Selma da Silva Rodrigues, meus

irmãos Danilo Rodrigues, Douglas Rodrigues e Raphael Rodrigues, que são as

pessoas mais importantes em minha vida. Tenho muito a agradecer a elas que são

maravilhosas e que sempre me deram força e apoio para meu crescimento, podendo

assim alcançar minhas metas.

Ao meu professor orientador, Prof. Msc. Ricardo Maroquio Bernardo e Prof ª Ednéa

Zandonadi Brambila, pelos conhecimentos transmitidos, orientação, paciência e

atenção a mim dispensada durante o desenvolvimento desse trabalho.

Aos amigos Dr. Rodrigo Albernaz, Prof.ª Carla Elizabeth, Prof.ª Vera e Prof.Jaime

Reis, que cederam parte de seu valioso tempo para que eu chegasse até este

momento.

Ao Wagner Tanaka Botelho e Sandro Santos de Lima do Instituto Militar de

Engenharia (IME), que com seus estudos iniciais nesta área, foi o meu maior

incentivo para dar seguimento a este trabalho.

Obrigado amigos, parceiros, colaboradores e professores, pelo incentivo e apoio

prestados.

“[...] As tecnologias mais profundas e duradouras são aquelas que desaparecem.

Elas dissipam-se nas coisas do dia a dia até tornarem-se indistinguíveis.”

Mark Weiser – 1952 a 1999 – Cientista Chefe do Xerox Parc.

RESUMO

Este trabalho, de revisão bibliográfica, visa apresentar as principais definições

referentes à computação ubíqua que tende a romper o paradigma computacional

tradicional. Demonstrar as tecnologias envolvidas e os desafios serem vencidos,

apresentar diferentes visões que podem ter de uma tecnologia envolvida nesta

desafiadora área emergente de pesquisa, mostrando algumas características e

conceitos gerais de ambientes inteligentes. Entre os temas pesquisados encontram-

se computação ubíqua, computação invisível e ambientes inteligentes. Entre as

conclusões encontradas ressalta-se que a computação ubigua busca a superação

dos desafios computacionais que surgem e disputam os interesses da comunidade

de pesquisa, entre eles, a questão da segurança, privacidade, complexidade de

sistemas, integração e interface com usuário.

Palavras-chave: Computação Ubíqua. Computação Invisível. Ambientes

Inteligentes

ABSTRACT

This work, a literature review, aims to present the main definitions related to

ubiquitous computing that tends to break the traditional computing paradigm.

Demonstrate the technologies involved and the challenges to overcome have

different views that may have a challenging technology involved in this emerging

area of research, showing some characteristics and general concepts of intelligent

environments. Among the topics surveyed are ubiquitous computing, invisible

computing and smart environments. Among the conclusions reached it is noteworthy

that the computation ubigua seeks to overcome the computational challenges that

arise and compete for the interests of the research community, among them the

question of security, privacy, complexity of systems integration and user interface.

Keywords: Ubiquitous Computing. Invisible Computing. Intelligent Environments.

LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS

AMI Ambientes Inteligentes

PC Computador Pessoal

PARC Palo Alto Research Center

SOAP Simple Object Access Protocol

UC Ubiquitous Computing

XML Extensible Markup Language

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

FIG. 1 - Computação Ubíqua Vs. Realidade Virtual ...................................................... 23

FIG. 2 - As Principais Tendências da Computação ....................................................... 26

FIG. 3 - O Relacionamento Entre as Três Tecnologias ................................................. 31

FIG. 4 - Sensores de Estacionamento são Instalados no Pára-Choque ....................... 34

FIG. 5 - Jogo Pervasivo e Camiseta que Detecta Rede Sem Fio... ............................... 36

FIG. 6 - Analogia: Cérebro x Ambiente Inteligente ........................................................ 38

FIG. 7 - Questões em Aberto da Computação Ubíqua a Serem Superados ................. 42

FIG. 8 - Representação do Middleware ......................................................................... 44

FIG. 9 - Cena do Filme Minority Report, em que a Personagem Interage com o

Computador por meio de Gestos .................................................................................. 49

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 13

1.1Objetivos .............................................................................................................. 14

1.2 Justificativa .......................................................................................................... 15

1.3 Metodologia ......................................................................................................... 15

1.4 Estrutura do Trabalho .......................................................................................... 16

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................... 17

2.1 Considerações Sobre o Capítulo ......................................................................... 21

3 COMPUTAÇÃO UBÍQUA ....................................................................................... 22

3.1 Computação Ubíqua Vs. Realidade Virtual ......................................................... 23

3.2 Visões de Mark Weiser........................................................................................ 25

3.2.1- Era do mainframe ............................................................................................ 26

3.2.2 Era dos computadores pessoais (PC) .............................................................. 27

3.2.3 Era da computação ubíqua (UC) ...................................................................... 27

3.3 Computação Ubíqua é Tendência ....................................................................... 28


4 COMPUTAÇÃO UBIQUA E SENSIBILIDADE AO AMBIENTE .............................. 31

4.1 Relacionamentos da Computação, Ubíqua, Móvel e Pervasiva .......................... 31

4.2 Conceito de Tecnologia Embarcada ................................................................... 33

4.4 Invisibilidade de Dispositivos Ubíquos ................................................................ 36

4.5 Ambientes Inteligentes ........................................................................................ 38


5 QUESTÕES EM ABERTO DA COMPUTAÇÃO UBIQUA ...................................... 42

5.1 Integração ........................................................................................................... 43

5.2 Segurança e Privacidade .................................................................................... 45

5.3 Complexidade ..................................................................................................... 47

5.4 Interfaces com o Usuário ..................................................................................... 48


6 CONCLUSÃO ......................................................................................................... 51

7 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 53

13

1 INTRODUÇÃO

Ao longo dos últimos anos predominaram no que tange a tecnologia, fatos

históricos importantes a serem salientados: em primeiro lugar, a era dos mainframes,

que foram dando espaço a uma configuração denominada computação pessoal.

Após passagem pelo período da internet e da computação distribuída entra-se na

era da computação ubíqua ou computação pervasiva caracterizando, a terceira

geração da computação. Esse modelo se fundamenta por usuários conectados em

uma rede qualquer, seja esta fixa ou móvel, contando com vários dispositivos

computacionais embutidos em ambientes inteligentes de forma invisível,

compartilhando dados e acessando informações a qualquer momento, em qualquer

lugar.

A tendência que se percebe, estudada por pesquisadores em todo mundo, é o

aumento do número de computadores por usuário. Muitas máquinas funcionando

simultaneamente, causando assim, como toda tecnologia, aspectos bons e ruins. Na

computação ubíqua, alguns aspectos que, a longo prazo, deverão ser tratados com

devido cuidado se relacionam a complexidade dos sistemas, bem como a

privacidade, segurança, integração e interfaces com o usuário. Por outro lado, a

tecnologia em questão poderá também trazer benefícios positivos, ou seja, tornar a

vida dos indivíduos mais fácil e confortável, uma vez que, em um dia comum um

indivíduo desliga o despertador, toma café da manhã, dirige seu carro até o trabalho

e atende o celular enquanto está passando seu crachá pela catraca de controle do

prédio comercial onde trabalha. Assim, antes de se fazer login em seu PC de

trabalho, o indivíduo já interagiu com pelo menos quatro computadores.

A computação ubíqua é um novo paradigma computacional, provê um grande

aumento das funcionalidades e disponibilidades de serviços para os usuários finais.

É importante frisar que a computação ubíqua propriamente dita é o relacionamento

de um usuário para vários dispositivos computacionais conectados entre si

acessando informações a qualquer momento, em qualquer lugar. Os usuários não

perceberão essa interação pessoa/máquina. A tecnologia torna-se invisível para os

usuários ao interagir com estes ambientes computacionais, os mesmos estabelecem

uma grande capacidade de processamento altamente natural considerando os

14

aspectos de localização, ambiente e serviços. Por outro lado, a computação ubíqua

tem como objetivo prover aos usuários acesso permanente seja ela uma rede fixa ou

móvel, independente de sua posição física, com disponibilidade de acessar

informações, aplicações e serviços a qualquer lugar, em qualquer momento, de tal

forma que o usuário não precise estar ciente da existência de uma infraestrutura

computacional embutida no ambiente.

Assim, essa pesquisa, pautada em revisão bibliográfica visa, de forma clara e

objetiva, apresentar as principais definições referentes à computação ubíqua que

tendem a romper o paradigma computacional tradicional além das tecnologias

envolvidas e dos desafios serem vencidos. Procura-se ainda, apresentar as mais

diferentes visões que podem ter uma tecnologia envolvida nesta desafiadora área

emergente de pesquisa ressaltando características e conceitos gerais de ambientes

inteligentes.

Para que a computação ubíqua se torne possível o computador deve ser

transportado de seu mundo muitas vezes isolado e ser integrado ao novo paradigma

computacional. Este novo modelo está baseado na proliferação de dispositivos

computacionais ubíquos, embutidos em diversos objetos fazendo com que esta

tecnologia se integre aos diferentes ambientes de forma natural, transparente, capaz

de capturar informações de usuários com o intuito de auxiliar na realização de

determinadas atividades que beneficie os mesmos.

1.1 Objetivos

Este trabalho visa apresentar as principais definições referentes à

computação ubíqua que tende a romper o paradigma computacional tradicional,

demonstrando as tecnologias envolvidas e os desafios a serem vencidos.

Para alcançar os objetivos gerais definidos para o trabalho, pretende-se

alcançar os seguintes objetivos específicos listados a seguir:

15

a) Levantar os requisitos necessários da computação ubíqua para apresentar

o desenvolvimento de aplicações em ambientes inteligentes;

b) Abordar a invisibilidade de dispositivos ubíquos impregnados em ambientes

personalizados, de maneira imperceptível para os usuários propondo como

resultado o uso menos complexo destes sistemas;

c) Detectar os principais aspectos desse novo paradigma computacional

acerca dos desafios a serem alcançados para a melhor interação com os

usuários;

d) Apresentar diferentes visões que podem ter de uma tecnologia envolvida

nesta desafiadora área emergente de pesquisa, mostrando algumas

características e conceitos gerais de ambientes inteligentes.

1.2 Justificativa

A preocupação mútua com a forte interação entre homem /máquina, tem

levado algumas comunidades de pesquisa relacionada ao assunto desenvolverem

especificamente condições para verificar a abrangência e aceitação de programas

ubíquos, principalmente no que diz respeito à melhor qualidade de vida das

pessoas. As aplicações ubíquas precisam se adaptar ao ambiente, uma vez que

com as mesmas podem-se compreender condutas facilitadoras que transcendem

uma nova classe de sistemas computacionais adaptativos ao ambiente, que

exploram tanto a natureza dinâmica quanto a móvel e funcional, proporcionando

assim, uma melhor qualidade de vida e conforto para os usuários destas

tecnologias.

1.3 Metodologia

A metodologia empregada no desenvolvimento da fundamentação teórica da

pesquisa que segue se caracteriza em revisão bibliográfica e seguirá os seguintes

passos:

16

a)Realização pesquisas em artigos, revistas, monografias, dissertações e

páginas da web;

b)Elaboração do modelo conceitual da computação ubíqua;

c)Levantamento das visões de Mark weiser e as tendências deste novo

modelo computacional;

d)Análise da interação e comportamento das pessoas em relação a este novo

paradigma tecnológico;

e)Abordagem sucinta dos ambientes inteligentes;

f) Apresentar as questões em aberto dessa nova tecnologia.

1.4 Estrutura do trabalho

Para a apresentação do trabalho proposto, esta monografia encontra- se

organizada em sete capítulos incluindo esta introdução.

No capítulo 2 é feita uma revisão bibliográfica dos assuntos que são

abordados no decorrer dos capítulos posteriores e de assuntos que fundamentam

teoricamente o trabalho.

No capítulo 3 são abordados os principais conceitos numa descrição

detalhada sobre computação ubíqua e apresentado, na visão de Mark Weiser,

conceitos que estabelecem a diferença da computação ubíqua versus realidade

virtual. Considerando os principais aspectos que se deve levar em consideração

para que a mesma venha tornar-se de fato uma realidade.

O capítulo 4 traz uma abordagem das três principais tecnologias relacionadas

neste trabalho, bem como os princípios pelas quais são definidas as diferenças entre

as mesmas. O computador é como uma peça fundamental nas atividades cotidianas

que se disseminam no mundo físico tornando- se tão presente e imperceptível

quanto o ar que se respira. Depois de compreender a computação pervasiva, serão

apresentados os espaços inteligentes, numa definição sucinta de ambientes

inteligentes integrados ao paradigma computacional.

17

No capítulo 5 é apresentado um breve conceito dos principais aspectos da

computação ubíqua que podem vir a impedir de a mesma tornar se realidade.

Segurança, privacidade, complexidade, interfaces com usuário e integração são

nesse contexto alguns dos desafios que serão tratados.

O capítulo 6 traz as considerações finais e comentários gerais, levantando

também questões referentes a trabalhos futuros.

No capítulo 7 são apresentadas as referências utilizadas para a concepção do

trabalho.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

O paradigma da computação ubíqua, conceito bastante complexo, se

relaciona à ambientes inteligentes e outros aspectos da computação. Entre os

pesquisadores dessa temática, se encontram grupos compostos por engenheiros

eletricistas, engenheiros de computação, arquitetos, psicólogos entre outros

profissionais.

Tendo o propósito de considerar os elementos que compõem a computação

ubíqua, primordialmente Rolins (2001) fundamenta as mudanças tecnológicas que

alteram o espaço físico dos indivíduos de modo que estes pudessem se relacionar

de maneira harmônica com este. Ressalta-se que Weiser (1991, 1993, 1996), em

seus artigos, apresenta, de forma sucinta, alguns dos conceitos relativos à

computação ubíqua e, acima de tudo, a respeito de suas diferenças.

Já em Rolins (2001), observa-se o impacto da computação em todo lugar e a

todo o momento que, de forma invisível, transforma todas as ações executadas

pelos indivíduos cotidianamente. De acordo com a visão de Weiser e Brown (1996)

serão apresentadas as eras computacionais pelas quais a informática passou: a era

dos mainframes cujo relacionamento das pessoas se associa a um único

computador robusto e a era dos computadores pessoais onde há um relacionamento

unidirecional, ou seja, uma única pessoa associada a um único computador.

18

Na busca pela apresentação da computação ubíqua recorre-se a Weiser e

Brown (1996) que demonstram como se dá o relacionamento de um indivíduo

quando associado a vários computadores e tecnologias existentes. Desse modo,

Weiser (1993) destaca aplicações criadas por ele próprio até o ano de 1993 que, por

sua vez se contrariam o princípio da invisibilidade proposto pela computação ubíqua.

Por outro lado, quanto mais presente na vida dos indivíduos uma tecnologia estiver,

menos perceptível ela deve se tornar. De acordo com Araújo (2003) a era atual

conta com a junção de dispositivos e aplicações que executam e se movem de

forma transparente em redes distintas.

Todavia, a tendência desta nova visão da computação, retratada por Weiser e

Brown (1996), só é possível graças a uma ligação com a internet, sendo uma grande

propulsora. Ainda neste capítulo, Araújo (2003) explora, sinteticamente, este novo

conceito que já faz parte do cotidiano das pessoas e Rolins (2001) corrobora com

Weiser e Brown (1996) quando afirma que a computação ubíqua se dissemina entre

os indivíduos de modo invisível.

Com relação ao relacionamento entre as tecnologias abordadas nessa

pesquisa, computação ubíqua, móvel e pervasiva, Araújo (2003) afirma que as

mesmas são tratadas por muitos autores como sinônimas, entretanto, ressalta-se

que, para outros muitos, são consideradas conceitualmente diferentes. Já Rolins

(2001) em suas observações menciona que a mobilidade complementa as ações da

computação ubíqua, cumprimentando a tendência de Costa e Geyer (2006) de

tratarem a computação móvel como a propulsora desta era computacional chamada:

computação ubíqua.

Araújo (2003) afirma que, a computação ubíqua se beneficia da mobilidade e

funcionalidade da computação pervasiva. Impulsionados por esta área emergente de

pesquisa, Lyytien e Yoo citados por Araújo (2003) afirmam que, muitos autores, ao

empregarem ações destas três tecnologias, conceitualmente diferentes, passam a

entendê-las melhor gerando a evolução desses conceitos, fazendo com que sejam

melhor compreendidos tornando-os considerações mais objetivas e claras.

19

Na busca por se demonstrar as diferenças existentes entre os três termos

citados apresenta-se nessa pesquisa, um quadro demonstrando o alto grau de

embarcamento visando especificar o grau de inteligência, para determinadas ações

executadas pelos usuários, dos computadores embutidos em um ambiente

pervasivo, ressalta-se ainda, sintetizada por Robson (2010) uma definição de

tecnologia embarcada.

Sendo assim, Barros (2008) afirma que, a computação ubíqua é a junção das

outras duas tecnologias, computação móvel e pervasiva. Desse modo, para esse

mesmo autor o objetivo da computação ubíqua é beneficiar os usuários dessa

tecnologia onde dispositivos computacionais exigem o mínimo de intervenção

humana. Para Araújo (2003) os dispositivos estarão inseridos na vida das pessoas

de forma invisível, aplicados ao princípio da computação ubíqua.

Nesse contexto, repleto de paradigmas, os indivíduos devem aprender a

conviver e interagir com computadores invisíveis. Esse fato os possibilitará

representar um ambiente invisível, proveniente da computação pervasiva. Costa e

Geyer (2006) afirmam que a invisibilidade incorporará às nossas vidas diárias, em

um futuro próximo, sistemas que necessitam de mínima intervenção humana

comunicando-se com usuários proporcionando, a estes, benefícios, tornando-se

natural que os mesmos deixem de perceber sua existência.

Rolins (2001) acrescenta ao estudo dados que revelam uma constante

interação entre homem e máquina. Já Kohler (1996) afirma que as ações destes

equipamentos são dependentes das preferências e condições do ambiente ou

mesmo da necessidade de seus usuários que poderão interagir com o meio

ambiente atrelado com dispositivos computacionais embutidos através de gestos.

Essa pesquisa também é composta pelo estudo de ambientes inteligentes

envolvendo a identificação de indivíduos. Tais ambientes atuam de forma

personalizada em uma forte associação e comunicação de elementos que o

compõem visando sempre o aperfeiçoamento da execução das tarefas. Desta

maneira, Domingues (2008) menciona que os ambientes inteligentes são o conjunto

de tecnologias que trabalham de forma integrada, assim sendo, se tais ações

20

ocorrem sem a intervenção dos usuários pode se considerar o princípio da

computação invisível.

Remagnino e Foresti citado por Escobedo e Kofuji (ca. 2007) afirmam que os

ambientes inteligentes se tornaram uma área que engloba muitas disciplinas

importantes. Ressalta-se que só são considerados como inteligentes quando esses

ambientes não interferem onde as diversas tecnologias complementam umas as

outras. Gomes (2007), em suas observações, menciona que os espaços

inteligentes, também entendidos como smart spaces, são parâmetros precursores

da computação ubíqua, na integração entre elementos computacionais e

componentes do mundo físico.

A computação ubíqua precisa de muitas contribuições para se evoluir, assim,

uma nova visão é necessária para que esse novo paradigma trate vários desafios

em aberto. Nessa pesquisa aborda-se a integração, complexidade, segurança,

privacidade e interface com usuário como um dos desafios na computação ubíqua,

dessa forma, Araújo (2003) tratará da existência de múltiplos dispositivos, entre eles

aqueles que servem para acessar informações ou mesmo aqueles que dão acesso

ao entretenimento.

A integração é um dos desafios para computação ubíqua. Costa e Geyer

(2006) afirmam que permitir interações entre variados componentes disponíveis em

diversos dispositivos, bem como, possibilitar à comunicação e o entendimento entre

eles é um dos desafios identificados. Desse modo, para se facilitar a integração,

deve-se privilegiar o desenvolvimento de sistemas baseados no uso de conversores

middleware, XML (Extensible Markup Language) e SOAP (Simple Object Access

Protocol).

Em Araújo (2003), a questão da segurança da e privacidade são tratadas

como um assunto importante nesse âmbito, para Braz (2008) nos ambientes

ubíquos a exposição dos usuários é muito maior, uma vez que, qualquer pessoa

pode ser autêntica numa aplicação sem ao menos perceber. Segundo Costa e

Geyer (2006) muitos projetos em desenvolvimento não focam a questão da

21

segurança e privacidade fazendo com que essas questões se tornem de suma

importância quando se procura garantir a autenticidade e a confiabilidade.

Domingues (2008) afirma que a questão maior está em como se proteger

estes dados, em contrapartida, descreve uma das soluções para esse problema

retratando que, sistemas de proteção e firewalls deverão ser implantados com a

finalidade de proteger os usuários e o próprio hardware de acessos não autorizados.

Um sistema complexo deve ser observado como um desafio onde, segundo

Domingues (2008) a complexidade são vários dispositivos fornecendo muitas

informações sem um controle predefinido, sobrecarregando de informações e

funcionalidades.

Weiser (1996) menciona sobre a importância de uma interação tranqüila fato

que remete ao uso de uma tecnologia tranqüila como a Calm Technology. Embora a

idéia básica de interface mencionada por Chittaro, citado por Costa e Geyer (2006),

seja considerar os limites, aspectos e hardwares embutidos, assim como, periféricos,

entradas de dados e conectividade. Partindo-se para uma visão dinâmica, retrata-se

que devem existir várias formas de interação com o usuário, da mesma forma que,

devem existir soluções computacionais mais intuitivas e menos complexas.

Ainda segundo Weiser (1993) é preciso se buscar técnicas para que os

recursos normalmente utilizados no dia-a-dia de uma sociedade, como gestos, voz e

mesmo olhares, permaneçam como meio de comunicação entre homem e máquina.

2.1 Considerações sobre o capítulo

Ao considerar os dados citados pelos autores apresentados neste capítulo,

conclui-se que dispositivos eletrônicos e periféricos tornarão itens muito freqüentes

nas atividades rotineiras dos seres humanos. Foram apresentados conceitos básicos

da computação ubíqua e de assuntos relacionados. O capítulo seguinte trata da

computação ubíqua em si, focando em seus principais conceitos.

22

3 COMPUTAÇÃO UBÍQUA

A computação ubíqua, como área emergente de pesquisa, caracteriza-se

como uma nova maneira que os indivíduos têm de utilizarem computadores. De

acordo com Rolins (2001, p.8), “As importantes ondas de mudança tecnológica são

aquelas que fundamentalmente alteram o lugar da tecnologia em nossas vidas. Não

é só a tecnologia que importa, mas a forma como ela se relaciona com os seres

humanos”. Desse modo, a terminologia computação ubíqua é definida pela primeira

por Mark Weiser1 (23/07/1952 – 27/04/1999), chefe do centro de pesquisa da Xerox

Parc2 nos Estados Unidos. Suas pesquisas tiveram início no ano de 1988 onde, no

final dessa década e inícios dos anos 90 publicou um de seus artigos mais

importantes, “O Computador do Século 21 (The Computer for the 21st Century)”.

Em seu artigo Weiser (1991, p.94-104) afirma que:

[...] a computação não será exclusividade de um computador, mas diversos dispositivos conectados entre si, fazendo uso de conexão constantemente, a todo o momento, e em todo lugar, além de fácil acesso a informações onde computadores habitariam os mais diversos objetos: etiqueta de roupas, interruptores de luz, portas, janelas, canetas, mesas.

Esse trecho do artigo de Weiser reflete a idéia de que a computação tornar-

se-ia embutida em itens do dia a dia que, normalmente, os indivíduos não pensariam

ter capacidade computacional. Weiser (1991 p.94-104) destaca ainda que “[...] na

computação Ubíqua, os recursos de Computação seriam onipresentes na vida diária

e conectados a fim de fornecer a informação ou serviços que os usuários requerem

em qualquer lugar e em qualquer tempo.”

Busca-se nesse capítulo, assim como nos que seguem introduzir conceitos

básicos da computação ubíqua e as propriedades que a caracterizam sintetizando o

que a computação ubíqua deverá ser no futuro: algo invisível.

1 Cientista chefe da Xerox, considerado o pai da Computação pervasiva. 2 Xerox Palo Alto Research Center.

23

3.1 Computação Ubíqua Vs. Realidade Virtual

Weiser sempre priorizou a grande importância de se abordar a diferença entre

a computação ubíqua e a realidade virtual. Para Weiser (1996, acesso em 26 set.

2010) a “Computação Ubíqua é o oposto da realidade virtual. Enquanto a realidade

virtual coloca as pessoas dentro de um mundo computacional, a computação ubíqua

força o computador a viver fora disso, na vida das pessoas.”, assim, enquanto a

realidade virtual coloca as pessoas dentro de um mundo gerado pelo computador, a

computação ubíqua força os computadores a viverem no mundo real, junto com as

pessoas. Na figura abaixo, pode-se observar esses dois conceitos opostos citados

por Mark Weiser: Computação ubíqua Vs. Realidade virtual.

Figura 1: Computação Ubíqua Vs. Realidade virtual

Fonte: Mark Weiser, acesso em 15/09/2010.

Em sua conceituação, a realidade virtual apresenta os usuários inseridos em

um ambiente virtual, onde a interação entre dispositivos e computadores ocorre

através de instruções dadas por esses usuários, na grande maioria das vezes, um

único computador principal é responsável por cuidar de tais requisições. Entretanto,

na computação ubíqua, o conceito se torna totalmente contrário ao da realidade

virtual, pois, os usuários estarão vivendo em seu ambiente e os diversos dispositivos

24

computacionais, inseridos e embutidos nessa realidade, estarão programados a

atuar sobre suas vidas, com transparência, conforto e facilidade.

Weiser (1993, p. 7-8) teorizou que, futuramente, “[...] o foco destes usuários

ficaria voltado para a tarefa, e não para a ferramenta utilizada, utilizando-se de

computação sem perceber ou necessitar de conhecimentos técnicos da máquina

utilizada.”, ou seja, o funcionamento da máquina utilizada passa a ser determinado

de acordo com as preferências do usuário. Weiser e Brown (1996, acesso em 26

set. 2010) afirmam, em outras palavras, que “[...] a tecnologia ubíqua só poderia

efetivamente se infiltrar em nossas vidas, se ela não exigisse mais que nossa

atenção periférica”.

Conforme defendido por Weiser (1993, acesso em 15 set. 2010) em seu

artigo intitulado “the world is not a desktop”.

[...] o computador é hoje uma interface de comunicação com um mundo cibernético e, como todas as interfaces de sucesso, ele tende desaparecer. Por exemplo, os óculos são uma interface entre o ser humano e ao mundo, mas, o ser humano não concentra suas atenções nos óculos, mas no mundo. Uma pessoa cega, ao utilizar sua bengala, percebe o mundo ao seu redor, e não a bengala.

Mark Weiser tenta quebrar um paradigma comum da sociedade que define a

computação puramente como a arte de lidar com computadores, sejam eles

desktops ou laptops.

É preciso que os profissionais deste mundo entendam que computação não diz respeito apenas a computadores, mas a todo e qualquer dispositivo com poder computacional, e há uma diferença muito grande nisso. Computador é aquilo que você compra na loja, coloca sobre sua mesa e usa para fins genéricos. Dispositivo com poder computacional, por outro lado, pode ser qualquer coisa que hospede um micro-processador, como carros, aviões, celulares e até alguns eletrodomésticos. (WEISER, 1993, acesso em 15 set. 2010)

Seguindo esta linha de pesquisa de Mark Weiser e abordando uma visão

futurista enfocando as coisas invisíveis, só percebidas através dos sentidos ou

mesmo de gestos, os indivíduos passam a alimentar computadores onipresentes,

num espaço qualquer, recebendo resposta imediata dos mesmos. Esse passo gera

25

uma mudança radical das ações executadas pelas pessoas em sua rotina diária,

desse modo, Weiser (1991, p.94-104) afirma que:

As máquinas que conhecemos hoje não conseguem fazer parte da vida das pessoas. Estamos tentando criar uma nova forma de pensar os computadores, uma forma que leve em conta o ambiente natural humano e que permita aos computadores ficarem ocultos por trás das coisas do nosso dia-a-dia.

Aprofundando-se em sua linha de raciocínio, Weiser (1991, p.94-104)

menciona que, “[...] centenas de minúsculos computadores interagem e integram se

no ambiente de um modo tão natural que deixamos de ter a percepção da sua

existência.”, nessa concepção paradigmática da computação, Rolins (2001, p.12)

afirma que:

[...] o impacto social dos computadores a qualquer hora e em qualquer lugar será análogas a duas outras tecnologias que se tornaram ubíquas. A primeira é a escrita, que é encontrada em qualquer lugar desde etiquetas de roupas até quadro para afixar anúncios. A segunda é a eletricidade, que surge invisível nas paredes de todas as casas, escritórios e carros. A escrita e a eletricidade tornaram se um lugar comum, tão quotidiano, em que as pessoas esqueceram o tremendo impacto que elas causaram na rotina de suas vidas. Assim será a computação ubíqua.

Em sua visão, Mark Weiser previa um aumento das funcionalidades e da

disponibilidade de serviços de computação para os usuários finais. Assim, o

ambiente se apresenta impregnado de dispositivos de computação e comunicação

que interagem com os indivíduos de modo tão tranqüilo que estes não percebem

que estão interagindo com uma máquina, uma vez que, o ambiente gera uma

interação autônoma e relevante com esse indivíduo. Entretanto, ressalta-se que,

nessa nova concepção, proposta por Weiser, os indivíduos devem aprender a

conviver com os computadores, e não apenas interagir com eles.

3.2 Visões de Mark Weiser

Mark Weiser acreditava que a computação ubíqua seria a grande era

computacional, certamente o novo paradigma da computação precedida pelas

26

seguintes eras: Mainframes e pessoal. Assim, a figura que segue, ilustra a

cronologia das três abordagens da computação (mainframe, pessoal, ubíqua).

Figura 2: As Principais Tendências da Computação Fonte: McCARTHY, 1995, adaptado, acesso em 14/10/2010.

3.2.1- Era do mainframe

Nos anos 50, os mainframes, computadores de grande porte dedicados

normalmente ao processamento de um volume grande de informações

representavam a tendência da computação para a época.

[...] a primeira era computacional a chamada era do “mainframe”. Nessa época, o relacionamento entre pessoas e computadores era estabelecido através de várias pessoas compartilhando um único computador onipotente geralmente atrás de portas fechadas. Neste período corrente o computador era um recurso escasso e negociado (WEISER e BROWN, 1996, p.1).

Essa era dos mainframes foi substituída pela era dos PCs, em uma época em

que estes começaram a se popularizar e tornando-se íntimos.

27

3.2.2 Era dos computadores pessoais (PC)

Na década de 80, usuários que utilizavam computadores pessoais superavam

os que utilizavam computadores compartilhados, clientes de mainframes. Assim

sendo, quando se analisa o advento dos novos modelos e recursos computacionais,

observa-se a necessidade da utilização dos computadores na vida das pessoas. De

acordo com Weiser e Brown (1996 p.2-3),

[...] a segunda grande tendência foi a do computador pessoal. Em 1984, o numero de pessoas que utilizavam computadores pessoais superavam as que compartilhavam computadores. O relacionamento da computação pessoal era íntimo. Cada pessoa com o seu próprio computador, contendo as suas coisas, e interagindo diretamente com o mesmo. O computador pessoal seria análogo ao automóvel um item especial e relativamente caro, que apesar de levar a pessoa onde ela desejava ir, também requeria uma atenção considerável para aprender a operar. Assim como uma pessoa poderia ter vários carros, ela também poderia ter vários computadores: um para casa, um para o trabalho, e um para quando estivesse fora de casa e fora do trabalho. Qualquer computador com quem o ser humano tenha um relacionamento especial, ou que o ocupa completamente, é um computador pessoal. (WEISER e BROWN, 1996, p.2-3)

É certo que os indivíduos estão vivendo essa grande era dos computadores

pessoais, entretanto, o foco dessa pesquisa é o advento da era da computação

ubíqua.

3.2.3 Era da computação ubíqua (UC)

A computação ubíqua constitui-se de um contexto inteligente beneficiada

pelos avanços tecnológicos encontrados em diversos ramos de pesquisa, assim, se

mostra, em grande parte, imperceptível, inteligente e altamente integrada aos

modelos computacionais.

[...] a terceira onda da computação é da computação ubíqua, UC, cujo ponto de cruzamento com a computação pessoal deverá ocorrer entre 2005-2020. A era da “UC” terá vários computadores compartilhados por todas as pessoas. Alguns desses computadores serão centenas daqueles que as pessoas podem acessar durante alguns minutos de consulta na Internet. Outros estarão implantados em paredes, cadeiras, roupas, carros em tudo. A “UC” é fundamentalmente caracterizada pela conexão das coisas existentes no mundo através da computação. Entre essas coisas estão incluídas várias escalas, até microscópicas. (WEISER e BROWN, 1996, p.4)

28

Mark Weiser (1993, acesso em 15 set. 2010) afirmou que, “[...] as aplicações

criadas até 1993 se distanciaram da Computação Ubíqua porque contrariaram o

princípio básico da invisibilidade”. Nessa crítica, Mark incluiu até mesmo as

aplicações desenvolvidas por ele no laboratório da Xerox Parc, nos Estados Unidos.

“Na computação ubíqua, tem se a visão da conectividade sem fronteiras, em que dispositivos e as aplicações que executam neles movem se juntamente com o usuário, de forma transparente, entre diversas redes heterogêneas, tais como as redes sem fio de longa distância e redes de media e curta distancia” (ARAÚJO, 2003, acesso em 22 ago. 2010).

A fragmentação destes momentos históricos mostra a realidade vivida pelos

indivíduos na era da computação ubíqua como uma tendência natural.

3.3 Computação Ubíqua é Tendência

No inicio dos anos 2000/2001, a internet começava a se popularizar deixando

de ser uma rede cliente-servidor (rede distribuída) e passando a se caracterizar na

rede mundial como conhecida hoje. Desde então, muitos artigos e livros vem sendo

escritos sobre a internet e todas suas fases, uma vez que esta, influência, de

maneira decisiva, tanto o modo como as empresas trabalham quanto o avanço

tecnológico. Milhões de pessoas e suas informações passaram a estar

interconectados. Weiser e Brown (1996, p.3-4) afirmam que:

De maneira bastante interessante, a internet colocou em contato elementos da era mainframe e da era PC. É o advento da computação client – servidor em larga escala, onde de um lado, como clientes web, estão os PCs e de outro, como servidores web, estão os mainframes. Embora transitória, a internet é um fenômeno massivo que convoca os melhores inventores, os financistas mais inovadores e um grande número de empresas multinacionais. Ao longo de talvez mais uma década, as conseqüências dessa interconexão massiva de informações pessoais, dos governos, e dos negócios vão sedimentar esse novo campo, esse novo meio, do qual o próximo tipo de relacionamento vai surgir.

Neste contexto, o homem não estará indo em busca dos recursos

computacionais, mas o contrário, os recursos computacionais vindos de encontro ao

homem. Araújo (2003, acesso em 22 ago. 2010) afirma que “Hoje, uma idéia

bastante explorada é a proposta pela computação ubíqua, na qual se propõe a

29

computação movendo-se para fora das estações de trabalho e computadores

pessoais tornando se pervasiva no cotidiano da vida das pessoas”. Assim,

aplicações que se utilizam de conceitos de mobilidade, funcionalidade ganham cada

dia mais espaço e se mostram como o ponto para onde as aplicações tenderão a

convergir num futuro próximo.

Por outro lado, em outra observação, segundo Rolins (2001, p.12)

[...] a computação ubíqua coloca a computação na periferia da vida dos usuários, como uma ferramenta, e não em foco, isto é, fora de seus caminhos, permitindo assim, o verdadeiro cumprimento das tarefas que de fato, eles necessitam ou desejam concluir. O termo “ubíquo” é usado para exprimir que tanto os computadores, como a computação estarão presentes em qualquer lugar, e embutidos nas estruturas de nossas vidas, ao contrário da realidade virtual onde as pessoas são inseridas em mundos gerados dentro do próprio computador. Em outras palavras, o objetivo da computação ubíqua é mover os computadores do foco central de atenção dos usuários para um mundo invisível, onde eles são usados subconscientemente, para aumentar a eficiência das ferramentas e meios de comunicação existentes. Tal futuro vai trazer uma grande ajuda com relação ao atual problema de “sobrecarga de informação”. Ao invés das pessoas se preocuparem em lembrar as várias coisas de que necessitam, as coisas é que lembrariam as pessoas do que e quando teriam que ser executadas. Em outras palavras, uma pessoa poderia ser lembrada de que, já é hora para uma troca de óleo do seu carro, ou de que está faltando café em seu armário da cozinha, por exemplo. Ou mais além, por que não fazer com que a própria cozinha fizesse as compras dos itens necessários através de um simples envio de pedido a um supermercado.

Em verdade, estas tendências tornam-se possíveis disseminando a

computação entre as coisas de forma invisível, ou seja, presentes em objetos do

nosso cotidiano e nos elementos que estarão interligados entre si não apenas por

computadores, mas qualquer coisa eletrônica se comunicando.

3.4 Considerações Sobre o Capítulo

A computação ubíqua, ou qualquer outra evolução tecnologia, de muitas

formas pode ajudar usuários que se utilizam de dispositivos computacionais. Uma

vez que esse tipo de computação se tornou uma tendência que beneficia atividades

rotineiras executadas por seus usuários. Ressalta-se que, outras tecnologias

também podem vir a ser uma realidade tecnológica, pois com o contínuo avanço das

30

pesquisas na área pode-se notar que, num futuro próximo, aplicações tecnologias se

tornarão muito freqüentes no dia a dia das pessoas.

31

4 COMPUTAÇÃO UBIQUA E SENSIBILIDADE AO AMBIENTE

Esse capítulo visa tratar do modo com a computação é explorada pelo ser

humano, pois, à medida que novos módulos tecnológicos são difundidos o ser

humano e forçado a interagir cada vez mais com essas aplicações numa interface

de comunicação mais clara e intuitiva.

4.1 Relacionamentos da Computação, Ubíqua, Móvel e Pervasiva

Esse capítulo parte da forma como se relacionam as três tecnologias. Alguns

autores se utilizam dos termos computação móvel, computação ubíqua e

computação pervasiva3 como se estes fossem sinônimos. Entretanto, demonstra-se

nessa pesquisa que tais tecnologias são conceitualmente diferentes.

A figura a seguir ilustra a junção dessas três tecnologias.

Figura 3: O Relacionamento Entre as Três Tecnologias Fonte: Lyytien e Yoo, 2002, Adaptado, acesso em 17/09/2010.

3 Esse termo não é um vocábulo da língua portuguesa, porém, foi amplamente adotado como termo emergente na literatura da área em português, sendo a terminologia pervasiva usado nessa pesquisa como a tradução do inglês pervasive.

Computação Móvel

Computação Pervasiva

Computação Ubíqua

32

Araújo (2003, p.49-51) afirma que:

A computação ubíqua integra mobilidade em larga escala com a funcionalidade da computação pervasiva. O potencial de aplicações da computação ubíqua é limitado apenas pela imaginação - com a conexão, monitoramento e coordenação de dispositivos localizados em casas, edifícios e carros inteligentes, através de redes sem fio locais e de longa distância com alta largura de banda, as aplicações variam desde o controle de temperatura, luzes e umidade de uma residência, até aplicações colaborativas com suporte à mobilidade.

Rolins (2001, p.18) cita que a mobilidade é uma das características que mais

se relaciona à computação ubíqua. De acordo com Costa e Geyer (2006) o usuário

nesse tipo de computação passa a ter acesso a aplicativos e dados sem depender

de sua localização física ou deslocamento, uma vez que, tal ambiente segue esses

usuários em seus dispositivos portáteis, como celulares ou notebooks. Para Araújo

(2003 p.49-51),

[...] a computação ubíqua beneficia-se dos avanços da computação móvel e da computação pervasiva. A computação ubíqua surge então da necessidade de se integrar mobilidade com a funcionalidade da computação pervasiva, ou seja, qualquer dispositivo computacional, enquanto em movimento conosco, pode construir, dinamicamente, modelos computacionais dos ambientes nos quais nos movem e configura seus serviços dependendo da necessidade.

Lyytien e Yoo citado por Araújo (2003, acesso em 22 ago. 2010),

[...] por ser uma área emergente de pesquisa, termos como computação

ubíqua, computação pervasiva, computação móvel e outros tantos, têm sido

usados muitas vezes como sinônimos, embora sejam diferentes

conceitualmente e empreguem diferentes idéias de organização e

gerenciamento dos serviços computacionais. Na medida em que a área

evolui, esses conceitos vão sendo mais bem compreendidos e suas

definições se tornam mais claras.

O quadro a seguir, demonstra o grau de embarcamento que indica, de

maneira geral, o grau de inteligência dos computadores, embutidos em um ambiente

pervasivo, para detectar, explorar e construir de forma dinâmica modelos de seus

ambientes.

33

Quadro 1: as dimensões da computação ubíqua. Fonte: Lyytinen e Yoo, 2002, citado por Araújo, 2003, p. 45, Adaptado, acesso em 17/09/2010.

É importante lembrar que a diferenciação desses termos, computação ubíqua,

móvel e pervasiva da-se, de acordo com alguns autores, a partir de seus graus de

embarcamento. Mas, primeiro, é importante se definir o que se entende por

tecnologia embarcada.

4.2 Conceito de Tecnologia Embarcada

A tecnologia embarcada, de alguma maneira, se foca sempre em direção a

beneficiar e simplificar funções, eventos e respostas. Segundo Robson (2010),

conceitualmente, a tecnologia embarcada é o que se pode definir como uso de

novas tecnologias em equipamento, veículo ou máquina. Desde finais dos anos 80

tecnologia vem evoluindo de forma acentuada fazendo com que, atualmente, não se

possa pensar em equipamentos, veículos ou máquinas sem aparatos tecnológicos.

Esse fato faz com que a Tecnologia Embarcada se encontre tão presente na vida

dos indivíduos que os mesmos nem se dão conta de sua existência.

O que deve ficar claro é que a criação dessa tecnologia tem o intuito de

controlar, executar, comunicar e incorporar funcionalidades de maneira não notável.

Isso pode ser visualizado na figura abaixo, onde sensores de estacionamento estão

presentes no pára-choque do carro. É uma tecnologia que não é visível, entretanto

fornece aos indivíduos conforto no momento de estacionar seu carro.

Computação

Pervasiva

Computação

Móvel

Computação

Ubíqua

Mobilidade Baixa Alta Alta

Grau de

“Embarcamento”

Alto Baixo Alta

34

Figura 4: Sensores de Estacionamento São Instalados no Pára-Choque.

Fonte: Ricardo Lopes da Fonseca, acesso em 25/11/2010.

A tecnologia embarcada está evoluindo de tal forma que atualmente é

analisada paralelamente com a computação ubíqua.

Continuando a dissertar sobre as idéias da computação ubíqua, na

computação pervasiva o usuário se envolve com mais freqüência e existe um nível

de interesse declarado para obter algum tipo de informação. Além de existir o

envolvimento maior de tecnologias. Barros (2008, acesso em 3 Nov de 2010) afirma

que,

[...] o termo computação ubíqua é usado como uma junção da computação pervasiva e da computação móvel. A justificativa de se realizar uma diferenciação desses termos é que um dispositivo que está embutido em um ambiente, não necessariamente é móvel. Devido a isso, quando for utilizado o termo computação ubíqua, considerar-se-ão o alto grau de dispositivos embarcados da computação pervasiva juntamente com o alto grau de mobilidade da computação móvel.

A comunicação pervasiva é a que permite aos diferentes dispositivos

embutidos no ambiente de uma tecnologia já existente, se comunicarem e

compartilharem informações sobre situações e preferências impostas por usuários.

35

Na computação ubíqua o computador não deve ser o centro das atenções. O objetivo da computação é ajudar uma pessoa a realizar uma atividade sem que ela precise se preocupar com a utilização da computação em si. Para atingir esta meta, os dispositivos computacionais devem exigir o mínimo possível de intervenção humana, o que vem ao encontro da definição de computação pervasiva. (BARROS, 2008, acesso em 3 nov. 2010)

Em síntese, a computação pervasiva4, busca proporcionar uma maior

integração entre a computação e o ambiente físico no qual ela está imersa.

Entretanto, Barros (2008) afirma na citação acima que uma pessoa realiza uma

única atividade e os dispositivos exigem o mínimo de intervenção humana, tais

afirmações se tornam contraditórias quando não só uma pessoa participa desta

interação, mas muitas outras, assim, proporcionalmente dispositivos exigem o

máximo de intervenção humana. Araújo (2003, p.49-51) retrata que, a

[...] computação pervasiva implica que o computador está embarcado no ambiente de forma invisível para o usuário. Nesta concepção, o computador tem a capacidade de obter informação do ambiente no qual ele está embarcado e utilizá-la para dinamicamente construir modelos computacionais, ou seja, controlar, configurar e ajustar a aplicação para melhor atender as necessidades do dispositivo ou usuário. O ambiente também pode e deve ser capaz de detectar outros dispositivos que venham a fazer parte dele. Desta interação surge à capacidade de computadores agirem de forma “inteligente” no ambiente nos quais nos movem um ambiente povoado por sensores e serviços computacionais.

A seguir a figura ilustra modelos de dispositivo pervasivo.

4 Função de buscar maior integração entre a computação e o ambiente físico no qual ela está imersa.

36

Figura 5: Jogo Pervasivo e Camiseta que Detecta Rede Sem Fio.

Fonte: Irla Rebelo, acesso em 15/08/2010

No entanto, uma forma transparente de um ambiente totalmente

impreguinado de dispositivos embutidos invisíveis que estabelece uma integração

entre pessoas e elementos computacional, a princípio, também conhecida como

invisibilidade.

4.4 Invisibilidade de Dispositivos Ubíquos

A característica maior da computação pervasiva é o computador se encontrar

inserido no ambiente de forma invisível ao usuário. Segundo Costa e Geyer (2006,

acesso em 02 Set. 2010) “a idéia de invisibilidade é fazer com que os computadores

se integrem com o ambiente. Para ser ubíquo, um sistema necessita de mínima

intervenção humana”. A forma como a computação invisível se incorpora à vida dos

indivíduos pode propiciar benefícios, sem que eles sequer notem sua presença em

um futuro próximo.

Costa e Geyer (2006, acesso em 02 Set. 2010) afirmam que “muitos estudos

ainda precisam ser realizados nesse campo. Sabe-se que para atingir esse objetivo

37

é necessário constantemente atender a expectativa do usuário”. É observando e

considerando todas as informações do ambiente, assim como, em quais categorias

se agrupam os diferentes perfis dos usuários que se tem base para fazer com que o

aparato tecnológico se torne transparente. De acordo com Saha e Mukherjee citado

por Costa e Geyer (2006, acesso em 02 Set. 2010) “[...] os humanos podem intervir

para ajustar os ambientes inteligentes quando estes falham ao tentar atingir a

expectativa do usuário automaticamente”.

Há uma necessidade de mais pesquisas relacionadas à invisibilidade, uma

vez que, se esses sistemas forem complexos demais para seus usuários quais

atitudes, diante de um problema estes poderão tomar? Como terá soluções rápidas

para estes sistemas complexos? Se os usuários não estão familiarizados com estes

sistemas onde os mesmos aplicarão suas preferências? Rolins (2001, p.19-20),

buscando responder a esses questionamentos afirma que:

Uma das idéias chaves da computação ubíqua é a de que os computadores devem se tornar invisíveis, e que eles têm que fornecer informações aos usuários na própria linguagem de usuário. Por exemplo, quando o usuário deseja trabalhar com um relatório do dia anterior, eles não deveriam ser forçados a lembrar de alguma coisa tal como “~/report.txt”, ou “C:\report.txt”, uma vez que isso seria forçar o usuário a pensar usando linguagem do computador. Seria mais simples para o usuário, se ele pudesse dizer em voz alta “abra o arquivo de ontem”. É claro que tal funcionalidade iria demandar um reconhecimento de voz de alta qualidade, que está começando a ficar mais praticável nos computadores atuais. Mas, qualquer que fosse o esquema de acesso, o principal conceito é o de que o usuário pode acessar seus dados sem a necessidade de um conhecimento do nome dos arquivos ou de suas localizações, informações que são atualmente pedidas a ele. O usuário poderia acessar um dado estritamente através do seu contexto, sem a preocupação sobre o formato do arquivo, a localização do arquivo, ou mesmo em que máquina tal arquivo foi salvo.

Da mesma forma, Kohler (1996, acesso em 13 out. 2010) menciona que:

[...] a interação entre o homem e o computador apresenta uma nova concepção: o computador deixa de ter lugar restrito a uma mesa e estará distribuído por todo o ambiente, incorporado a equipamentos inteligentes capazes de se comunicar e de interagir uns com os outros para a realização de tarefas cooperativas. A ação destes equipamentos dependerá das condições do ambiente ou da vontade do usuário, que poderá interagir com os mesmos através de gestos.

Na realidade, a computação ubíqua combina características da computação

móvel e pervasiva, assim sendo, a computação pervasiva e a computação ubíqua

38

juntamente com a mobilidade característica da computação móvel gera a criação

das smart spaces5, ou seja, espaços inteligentes.

4.5 Ambientes Inteligentes

Sem se importar com o ambiente onde o indivíduo esteja, nos ambientes

inteligentes o computador se encontra distribuído por toda a parte tendo as

preferências dos usuários determinadas previamente. A troca de informações, o

compartilhamento e beneficiamento de serviços serão realizados de forma invisível,

num futuro onde as tecnologias computacionais passam a fazer parte do tecido da

vida cotidiana dos indivíduos. Ressalta-se que as tecnologias mais avançadas serão

aquelas que desaparecem em torno das pessoas num ambiente computacional. A

figura a seguir ilustra de forma irônica um celebro humano relacionando-o ao

ambiente inteligente.

Figura 6: Analogia: Cérebro x Ambiente Inteligente.

Fonte: McCRONE, JOHN, 2002, acesso em 05/09/2010.

5 Constitui-se de um espaço inteligente que contém uma infraestrutura de computação relativamente

estável.

39

De acordo com Domingues (2008, acesso em 4 abr. 2010)

Ambientes Inteligentes é o conjunto de tecnologias que, trabalhando de maneira integrada, permite o entendimento automático de certas situações, ativando instruções ou respondendo comandos pré-programados, mesmo sem instruções explícitas do usuário. Podemos exemplificar um Ambiente Inteligente quando computadores podem identificar a presença humana, desligando luzes e dispositivos na ausência dos mesmos, ou ativando o aquecedor ou ar-condicionado na temperatura ideal para cada usuário. Se estas atividades acontecem sem a intervenção do usuário, podemos chamá-la também de Computação Invisível6.

Um ambiente, dotado por vários dispositivos, geralmente móveis, compartilha

serviços entre si. Essa comunicação entre as partes da arquitetura presente neste

ambiente se realizará através da tecnologia Bluetooth7. Segundo Remagnino e

Foresti citado por Escobedo e Kofuji (2007) os ambientes inteligentes são um novo

paradigma que suporta o desenho da nova geração de sistemas Inteligentes e

introduz um novo significado à computação entre homem, máquina e seu ambiente.

Gomes (2007, p.20) afirma que: “Espaços inteligentes ou os smart spaces,

reduto precursor da computação ubíqua, é naturalmente definidos pela colaboração

intensa entre elementos computacionais e componentes do mundo físico”. Ainda de

acordo com Remagnino e Foresti citado por Escobedo e Kofuji (ca.2007, acesso em

3 de ago. 2010),

Ambientes Inteligentes é uma área que incluem muitas disciplinas como: Inteligência Distribuída, Desenho de Software, Visão por Computador, Reconhecimento de Voz, Robótica, Fusão de Informação, Desenho de Hardware, Ciências Sócias, Ética e Direito.

Conforme proposto por Garate citado por Escobedo e Kofuji (ca.2007, acesso

em 3 de ago. 2010)

Um ambiente por sua vez dotado por vários dispositivos, geralmente móveis,

compartilha serviços entre si, conforme mencionado por alguns autores

6 Dispositivos com capacidade computacional suficiente aplicável da maneira mais discreta possível no ambiente. 7 Especificação industrial para áreas de redes pessoais sem fio (Wireless personal area networks –

PANs).

40

anteriormente em outras subseções de modo que, essa comunicação entre as

partes da arquitetura presente neste ambiente se realizará através da tecnologia

Bluetooth.

Segundo Remagnino e Foresti citado por Escobedo e Kofuji (ca.2007, acesso

em 3 de ago. 2010) “ambientes Inteligentes (AmI) é um novo paradigma que suporta

o desenho da nova geração de sistemas Inteligentes e introduz um novo significado

à computação entre homem, maquina e seu ambiente”.

Gomes (2007, p.20) afirma que: “Espaços inteligentes ou os smart spaces, reduto

precursor da computação ubíqua, é naturalmente definidos pela colaboração intensa

entre elementos computacionais e componentes do mundo físico”.

Ainda de acordo com Remagnino e Foresti citado por Escobedo e Kofuji

(ca.2007, acesso em 3 de ago. 2010)

Ambientes Inteligentes é uma área que incluem muitas disciplinas como: Inteligência Distribuída, Desenho de Software, Visão por Computador, Reconhecimento de Voz, Robótica, Fusão de Informação, Desenho de Hardware, Ciências Sócias, Ética e Direito.

Conforme proposto por Garate citado por Escobedo e Kofuji (ca.2007, acesso

em 3 de ago. 2010)

[...] um Ambiente é denominado como “Ambiente Inteligente” quando este não interfere, onde as diversas tecnologias complementam uma a outra, envolvendo o usuário com o ambiente, oferecendo muitos serviços e características que são requeridas e previsíveis por tanto um Ambiente Inteligente deve ser capaz de: Reconhecer o usuário e as circunstancias e operar conseqüentemente; ter um conhecimento previsível baseado em conhecimento do ambiente; em tempo real produzir novos serviços em áreas como entretenimento, segurança, saúde, trabalhos domésticos, ambiente de trabalho, acesso à informação, computação, comunicação; permitir acessar aos muitos serviços e características do Ambiente Inteligente, disponíveis num determinado momento.

No entanto, a essência da computação ubíqua é a criação de ambientes

repletos de dispositivos computacionais, deixando os ambientes pervasivos

responsáveis pela execução de tarefas secundárias capazes de realizar algumas

atividades úteis aos freqüentadores destes ambientes.

41


Procurou-se abordar nesse quarto capítulo a questão das três principais

tecnologias relacionadas nessa pesquisa, assim como os princípios que as definem

e suas diferenças. Para tanto, buscou-se retratar a questão da tecnologia

embarcada para logo adiante abordar a invisibilidade dos dispositivos ubíquos no

ambiente personalizado para usuários procurando gerar base para o próximo

capítulo que trata de conceituar os principais os principais aspectos da computação

ubíqua.

42

5 QUESTÕES EM ABERTO DA COMPUTAÇÃO UBIQUA

Esse capítulo foca as questões que envolvem segurança, privacidade,

integração, complexidade e interface com usuário, assim, em suas subseções

buscam-se descrever características e desafios a serem superados de acordo com

os aspectos que impedem a computação ubíqua de se tornar realidade.

Araújo (2003, acesso em 22 ago. 2010) cita que, entre os desafios da

computação ubíqua está a existência de múltiplos dispositivos. Esses dispositivos

podem ser encontrados embutidos em utensílios domésticos, embarcados em

ambientes inteligentes, que criam acesso à informação e ao entretenimento. Na

figura a seguir pode-se observar a ilustração de uma árvore de problemas pelos

quais a computação ubíqua pode passar.

Figura 7: Questões Abertas da Computação Ubíqua a Serem Superados.

Fonte: Pr. Adão Carvalho, 2001, acesso em 31/10/2010.

43

A computação ubíqua consiste na integração da informática com o ambiente

em torno das pessoas, de modo que, os computadores não sejam percebidos como

objetos diferentes. A seguir será apresentado um resumo dos principais desafios da

computação ubíqua no que tange o nível tecnológico.

5.1 Integração

Nessa pesquisa, se aborda sobre a questão da integração como entrave da

computação ubíqua uma vez que é desafiador o entendimento das formas e do

modo como dispositivos de plataformas distintas interagem de maneira transparente.

A seguir alguns autores disseminam, objetivamente, conceitos e soluções para o

determinado problema que futuramente pode vir a acontecer, por outro lado, Costa e

Geyer (2006, acesso em 02 Set. 2010) afirmam que:

Permitir interações entre variados componentes disponíveis em diversos

dispositivos, bem como tornar possível à comunicação e o entendimento

entre eles, é um desafio Identificado como integração. Componentes já

disponíveis para uma única plataforma devem se comunicar e cooperar de

maneira transparente. Além disso, para a integração surgem questões

relacionadas como confiabilidade, entrega e roteamento de mensagens e

qualidade de serviço.

Num futuro próximo, computadores pessoais se tornarão obsoletos com a

disseminação de vários dispositivos ubíquos. A forma de acesso aos serviços

poderá ser prejudicada, pois a quantidade de informações acessadas por usuários, a

qualquer momento e em qualquer lugar, em modelos computacionais ubíquos, será

grande. Costa e Geyer (2006, acesso em 02 Set. 2010) ainda afirmam que:

Para facilitar a integração, deve-se privilegiar o desenvolvimento de sistemas baseados no uso de conversores middleware, XML e SOAP. Devido à característica móvel e dinâmica das aplicações ubíquas, existe uma constante variação no conjunto de componentes que estas se comunicam. Por isso, a integração trata em especial a associação e a composição de componentes.

44

Sendo assim, para que o relacionamento estabeleça uma disponibilidade de

recursos compartilhando serviços uns dos outros, é importante a utilização de

aplicações baseadas em conversores, um deles é o middleware8. Na figura que

segue há um exemplo de apresentação do middleware numa aplicação. Nesse

exemplo de um jogo online o middleware faz todo o processo de comunicação entre

a plataforma de aplicação do jogo e a rede distribuída.

Figura 8: Representação do Middleware

Fonte: Renzo Assano, 2006, acesso em 20/10/2010.

8 É uma camada de software intermediária entre a aplicação e a infraestrutura que possibilita a comunicação entre componentes distribuídos e promove através de interfaces o reuso de serviços o desenvolvimento de aplicações mais eficientes no ambiente distribuído.

45

Os outros dois protocolos de comunicação e serviço de suma importância que

serão citados conceitualmente neste trabalho são o protocolo SOAP9 e o XML10. O

XML é um protocolo utilizado para se definir uma gramática especializada, porém,

flexível, que padroniza o formato das estruturas de trocas de informações. Segundo

Araújo (2003, p.70) o XML é

[...] é uma sintaxe baseada em texto que é legível tanto por computadores quanto por humanos. Oferece portabilidade de dados e reusabilidade em diferentes plataformas e dispositivos. Algumas das aplicações do XML incluem: suporte a publicação independente de mídia, o que permite que documentos sejam escritos uma vez e publicados em múltiplos formatos de mídia e dispositivos.

Eventualmente serão desconsideradas aqui as questões de segurança e

privacidade que são tratadas na próxima subseção.

5.2 Segurança e Privacidade

A idéia dessa subseção é levantar algumas questões gerais sobre alguns

aspectos pertinentes a segurança e a privacidade sensivelmente para os usuários

que utilizarão uma rede, possivelmente, muito complexa. Em aplicações de

computação ubíqua é importante e necessário um mecanismo que garanta

autorização, autenticação, integridade. Por ser uma rede complexa, tal

comportamento pode ser necessário como garantia da autoconfiança dos usuários.

Conforme Braz (2008, p3-5. acesso em 5 out.2010) “Nos ambientes ubíquos a

exposição do usuário é muito maior, pois a computação ocorre em espaços físicos

comuns e qualquer um que passe ali pode se tornar um usuário autêntico da

aplicação sem nem mesmo perceber”.

Os aspectos de segurança e privacidade tornam-se críticos quando a

interação entre os diversos dispositivos heterogêneos disponíveis no ambiente não

9 Protocolo simples e leve para troca de informação em um ambiente distribuído e descentralizado como a internet, por exemplo. 10 Extensible Markup Language.

46

tenham certo tipo de organização e proteção. Assim, o controle de privacidade e

segurança tendem a ter grande importância contra possíveis ataques, ressalta-se

que, quando necessário, de forma segura, a criptografia também é garantia de

legitimidade nas entidades. Segundo Costa e Geyer (2006. Acesso em 02 set. 2010)

Uma das questões importantes na computação ubíqua, assim como nos sistemas distribuídos, é garantir autenticidade, autoridade, integridade, confidencialidade e confiabilidade. Mecanismos de segurança tais como criptografia e protocolos seguros são usados. Entretanto, privacidade e confiança tornam-se mais sensíveis na computação ubíqua.

Por outro lado, Costa e Geyer (2006, acesso em 02 Set. 2010) ainda afirmam

que “A segurança e privacidade é uma questão em estudo no âmbito da computação

ubíqua. Muitos dos projetos de infraestrutura em desenvolvimento não focam esta

questão”. De acordo com Domingues (2008, acesso em 4 abr. 2010),

[...] Com a proliferação de sensores e o desenvolvimento de modelos de contexto, os bancos de dados de diversas empresas e órgãos governamentais ou não irão armazenar grande quantidade de informações sobre os usuários, inclusive de caráter íntimo. A questão está em como proteger estes dados e garantir que seus detentores o protejam.

É importante se definir a quantidade de informação ou de recursos que devem

ser revelados para cada usuário em nível de segurança e privacidade. Sendo assim,

Domingues (2008, acesso em 4 abr. 2010) afirma que:

“ Devido à alta conectividade dos dispositivos, sistemas de proteção e

firewalls11 deverão ser implantados de forma (embarcada) a fim de proteger os

usuários e o próprio hardware de acessos não autorizados, roubo de conteúdo ou

mesmo vandalismos”.

Para a disseminação de sensores, alta conectividade e o desenvolvimento de

novos modelos computacionais são necessários a implantação de uma política de

segurança e privacidade para o novo modelo computacional, uma vez que os riscos

existem. Entre tais riscos pode-se citar o acesso indevido e adulterações de dados

que são freqüentes em sistemas e os cenários ilustrativos de possíveis problemas

11 Dispositivos de uma rede de computadores que tem por objetivo aplicar uma política de segurança a um determinado ponto de controle de rede.

47

ocasionados na segurança, no entanto, pretende-se nesse capitulo apresentar, de

modo geral, os principais conceitos básicos de criptografia e firewall como uma das

técnicas mais importantes de segurança.

5.3 Complexidade

O processo de complexidade de sistemas conta com a existência de uma

área de pesquisa denominada Calm Technology12, também pesquisada por Mark

Weiser, que é exclusiva e de suma importância quando se trata da questão da

complexidade, assim sendo, busca-se nesse momento da pesquisa abordar o calm

technology como uma das maneiras de se solucionar a questão da complexidade de

sistemas ubíquos. Domingues (2008, acesso em 4 abr. 2010) trata a complexidade

como:

A automatização dos sistemas e dispositivos pode tornar os sistemas complexos demais para os usuários, sobrecarregando-o com excesso de informações e funcionalidades. A solução do problema de excesso de informações expostas aos usuários deverá ser tratada.

Por outro lado Weiser (1996, acesso em 26 set. 2010) diz que:

[...] com implicações diretas em nosso conhecimento, que aumenta habilidades para agir adequadamente dentre várias circunstâncias sem ser sobrecarregado com informações. Assim, o uso de tecnologia tranqüila desenvolve um ambiente agradável.

Entretanto, as responsabilidades são distribuídas entre vários dispositivos

pequenos que assumem funções e executam certas tarefas comportamentais. Estes

dispositivos relacionam-se entre si na construção da inteligência nos ambientes, que

eventualmente são disseminadas nas aplicações.

12 Integrações de forma tranqüila e até imperceptíveis.

48

5.4 Interfaces com o Usuário

A interface com o usuário, propriamente dita, deve ser salientada com mais

atenção. Inicialmente, nos sistemas ubíquos, o usuário irá alimentar o sistema de

acordo com suas preferências. É provável que em ambientes com alto grau de

complexidade, essas pessoas interajam com o ambiente computacional, muitas

vezes, não visível para os mesmos, em sistemas computacionais embutidos nas

coisas provendo informações, como já foi visto em subseções deste capitulo.

Sobre essa questão, Chittaro citado por Costa e Geyer (2006, acesso em 02

Set. 2010) afirma que, “[...] é preciso considerar: os limites das telas, as diferentes

razões de aspecto, o hardware embutido, os periféricos e as técnicas de entradas de

dados, a conectividade, o desempenho e as ferramentas disponíveis para

desenvolvimento.”

Partindo-se para outra visão é importante se juntar os dados do usuário com o

ambiente real, preservando a atenção do mesmo e evitando a saturação das

informações. Costa e Geyer (2006, acesso em 02 Set. 2010) afirmam que “A

interface com o usuário ou projeto da interação homem-máquina é um tópico

significativo na computação ubíqua. Devem existir muitas formas de interagir com o

usuário por causa das restrições dos dispositivos móveis”.

Simultaneamente os ganhos em termos de usabilidade e acessibilidade com a

implementação de interfaces com o usuário justificam o seu alto custo de

desenvolvimento em capacitar esforços para explorar novas aplicações e diversas

técnicas que utilizam conceitos para propiciar experiências mais ricas de interação

aos usuários.

49

Figura 9: Cena do Filme Minority Report, em que a Personagem Interage com o Computador por Meio de gestos.

Fonte: The Internet Movie Database, 2010, acesso em 06/10/2010.

Costa e Geyer (2006, acesso em 02 Set. 2010) ainda afirmam que, “O

desenvolvimento de interface para a computação ubíqua é um problema em aberto,

soluções que façam o computador se encaixar no mundo real e nas necessidades

humanas devem ser desenvolvidas”. A Tendência é a criação de interfaces e

programas onde as funções e ícones são intuitivos para o usuário fazendo com que

o mesmo consiga fazer uso de novos softwares sem necessariamente ter visto

previamente, implícitas com o mundo real. Sendo assim o objetivo da Interface

Natural13 é a não utilização do paradigma convencional teclado, mouse e display. De

acordo com Weiser (1993, acesso em 15 set. 2010),

[…] o mundo não é um desktop a artificialidade envolvida no modelo de janelas da computação moderna infringem o princípio básico de invisibilidade da computação ubíqua. Em smart spaces é preciso que se busquem técnicas para que os recursos normalmente utilizados no dia a dia de uma sociedade, como gestos, voz e mesmo olhares, permaneçam como meio de comunicação entre homem e maquina. se a proposta é integrar sutilmente elementos digitais ao mundo real sem influenciar na normalidade de seu funcionamento.

Embora freqüentemente a interface seja um desafio em aberto é preciso focar

soluções como o desenvolvimento de computadores que se encaixam na vida

13 Utiliza-se de recursos como gestos, voz e olhares para a comunicação entre homem e máquina,

propondo a integração sutil de elementos digitais ao mundo real sem influenciar a normalidade de seu

funcionamento.

50

humana, juntando informações de usuários com ambiente real evitando saturação

de sistemas e fornecer serviços adequados.


No capitulo 5 a abordagem girou em torno de se conceituar brevemente os

aspectos gerais e principais da computação ubíqua que podem vir a impedir que a

mesma se torne realidade. A segurança, a privacidade, a complexidade e as

interfaces com usuário e integração foram alguns dos desafios tratados. Assim,

chega-se ao termino dessa pesquisa demonstrando a questão da computação

ubíqua como um novo paradigma computacional que, pelo menos conceitualmente,

possibilita praticidade no que tange a execução de inúmeras tarefas. Entretanto os

desafios a serem superados são muitos, uma vez que o impacto dessa forma de

computação passa a ser sentindo em todas as áreas passando pelos componentes

de hardware e chegando ao desenvolvimento de interfaces.

51

6 CONCLUSÃO

A computação ubíqua é um novo paradigma computacional que

conceitualmente traz praticidade na execução de inúmeras tarefas, fornecendo

serviços computacionais e funcionalidade para usuários. Esse tipo de computação

encontra-se embutida em diversos objetos do cotidiano tendo como consideração

maior a interação entre pessoa e máquina invisível de tal forma que as pessoas nem

percebem que estão dando comandos a algum dispositivo computacional presente

em um ambiente qualquer. Isso, na verdade, é integrar a informática com as ações e

comportamentos naturais das pessoas.

Vários desafios devem ser superados, uma vez que, o impacto da

computação ubíqua pode ser sentido em todas as áreas: desde componentes de

hardware, passando por métodos computacionais, protocolos de rede, e chegando

ao desenvolvimento de interfaces. Quando analisada uma escala de todas as

considerações e fatos, tanto sociais e organizacionais quanto tecnológicos, é certa

uma composição concreta e apresentação de aplicações mais robustas, que

minimizem quaisquer furos, de forma personalizada, trazendo benefícios e

atendendo as necessidades dos usuários buscando não interferir na consciência de

quem a está utilizando.

Desse modo, a questão que envolve a complexidade se torna bastante

interativa, calma e confortável para os usuários. De um ponto de vista social,

pesquisadores afirmam a importância de se privar a integridade, autenticidade, entre

outros. Assim, sem o estabelecimento de criptografia em aplicações que utilizam

dispositivos conectados freqüentemente que interagem em plataformas distintas,

fato que pode torná-los vulneráveis, e sem um planejamento de riscos e a

implantação de sistemas de proteção e firewalls, como citado em capítulos

anteriores, será impossível que uma tecnologia flua de forma transparente.

Desafiador é entender como os avanços tecnológicos podem ajudar aos seres

humanos e na manutenção do bem-estar social. Um bom exemplo a ser citado é a

agregação de dados capturados por sensores que podem resultar numa maior

comunicação social, sobretudo pelo fato de que os computadores estarão por toda

52

parte conectados por redes fixas ou móveis, realizando tarefas apropriadas em

dispositivos apropriados que explorem as características únicas de cada um deles.

A computação, na verdade, não é apenas personal computing, não é apenas

a computação da lato sensu conhecida. A computação é muito maior que isso. É a

introdução de uma nova maneira de se fazer uso de computadores, contando com

facilidades computacionais no ambiente que auxiliam nas tarefas cotidianas da vida

dos indivíduos.

Desse modo, pode-se dizer que as mais importantes evoluções tecnológicas

são aquelas que alteram de forma profunda o ambiente tecnológico onde os

indivíduos se inserem. As evoluções tecnológicas não devem apenas conduzir

mudanças revolucionárias na forma como se utilizam os computadores nem,

tampouco, buscar ser a mais impactante ou aquela desenvolvida encima de uma

interface gráfica mais rica. A tecnologia mais relevante no mundo é a que muda a

forma como os indivíduos se relacionam e interagem com o mundo tecnológico.

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