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A. Ciências Exatas e da Terra - 2. Ciência da Computação - 17. Ciência da Computação
EDDIE - UMA PROPOSTA DE INFRA-ESTRUTURA PARA AMBIENTES INTELIGENTES
Rudi Lopes Bravo de Andrade  1
Caio Stein D’Agostini  1
Leonardo Gonçalves Garcia  1
Luis Fernando Friedrich  2
(1. Departamento de Informática e Estatística - Centro Tecnológico / UFSC; 2. Prof. Dr. Orientador, Departamento de Informática e Estatística / UFSC)
INTRODUÇÃO:
A idéia de ambientes inteligentes e ambientes de trabalho interativos está relacionada ao surgimento de um paradigma de computação descentralizado. Os computadores são distribuídos pelo ambiente, porém invisíveis para seus ocupantes, e facilitam a realização de tarefas comuns. Este paradigma recebe o nome de Computação Ubíqua ou Computação Pervasiva. O objetivo deste trabalho é criar uma infra-estrutura para um ambiente que se ajuste e interaja com os usuários presentes. Comunicações, pedidos de serviços e interações com o ambiente são considerados eventos, que junto com informações de preferência dos usuários, fornecem os dados necessários para todas coordenações. Os eventos são tratados por dispositivos com capacidade computacional, dispersos no ambiente onde podem se mover. A coordenação dos diversos dispositivos é realizada através de uma arquitetura de software que permite a criação de serviços que se adaptam a mudanças e que funcionam em uma rede adaptativa, escalável e flexível. Eddie - Eddie is developed for designing intelligent environments - é um framework que implementa essa arquitetura utilizando Java e fornece aos serviços mobilidade e portabilidade, resultado de uma abordagem consistente com os requisitos de desacoplamento referencial, desacoplamento temporal, tolerância a falhas, extensibilidade e percepção de instantaniedade, característicos à Computação Pervasiva.
METODOLOGIA:
Inicialmente foi realizada uma pesquisa bibliográfica com intuito de levantar projetos de ambientes inteligentes existentes e quais as funcionalidades implementadas, analisando quais delas seriam interessantes para um ambiente de trabalho (enfoque principal da pesquisa). Após pesquisas de trabalhos relacionados, optamos por seguir o desenvolvimento de um ambiente que auxiliasse pessoas no trabalho cotidiano em ambientes de pesquisa colaborativos. Como a implementação foi voltada para a sua materialização em um ambiente de trabalho, os serviços criados focaram melhorias na comunicação entre membros e dispositivos físicos existentes, valendo-se de informações de preferências dos usuários e do contexto onde eles estão inseridos para melhor adaptabilidade. Foram pesquisadas soluções existentes de frameworks que auxiliam a criação de ambientes pervasivos. Observou-se que tais soluções dotavam de alta complexidade e um excesso de funcionalidades desnecessárias ao nosso contexto. Assim, optou-se pelo desenvolvimento de uma ferramenta própria, intitulada Eddie, que atende de maneira simples e eficaz os requisitos do projeto. Uma característica que merece destaque na ferramenta implementada é a inclusão de valor semântico às informações relativas a eventos. Serviços podem se valer de tais informações para interpretar os dados e verificar a sua relevância para seu funcionamento.
RESULTADOS:
Um ambiente é considerado inteligente e interativo quando seus serviços são capazes de adaptar-se a diferentes contextos e necessidades dos usuários. É necessária uma estrutura dinâmica capaz de gerenciar eficientemente a comunicação entre esses serviços, sem interferir no desacoplamento entre os mesmos. Eddie cria uma ilusão de que qualquer serviço requisitado está acessível e disponível, através das seguintes funcionalidades: - permite que serviços sejam registrados em um módulo chamado Servidor de Endereços. Quando um serviço é necessário, este módulo procura, transparente ao usuário, seu registro; - eventos que não possam ser tratados pela inexistência de um serviço adequado no momento persistem no ambiente - através de um espaço de memória compartilhado - por tempo indeterminado. Essa característica possibilita que, em caso de falha de um serviço, outros possam continuar funcionando normalmente; - a atribuição de um valor semântico aos eventos possibilita que serviços sejam tratados em função do que representam e não apenas em função de seu conteúdo, o que facilita a extensibilidade. É importante que a infra-estrutura da computação pervasiva tenha um comportamento temporal adequado. Para que a computação permaneça invisível ao usuário é necessário que a resposta a um evento retorne em um tempo inferior a 100 ms. - tempo limite para que uma pessoa não perceba um retardo. Testes realizados com o framework proposto verificaram que tempos de resposta ficam entre 10 e 50 ms.
CONCLUSÕES:
A ferramenta Eddie, ao atender todas as características necessárias para o suporte à criação de um ambiente inteligente e interativo, pode ser considerada um framework de auxílio ao desenvolvimento de ambientes de computação pervasiva. Por apenas implementar as funcionalidades básicas e essenciais para suporte a ambientes pervasivos, Eddie não se limita a nenhum domínio específico de problema. Praticamente todo modelo pervasivo pode ser implementado utilizando-se a ferramenta criada. Por não se valer de outras tecnologias, além de RMI e JAVA, Eddie é simples e não exige estruturas complexas para seu funcionamento. Eddie tem código aberto e todo ele foi desenvolvido pelos autores deste trabalho, facilitando seu entendimento e caracterizando-o como uma ferramenta acadêmica e didática. A estrutura criada pelo framework atualmente está sendo utilizada para criação de serviços que caracterizam ambientes inteligentes e se mostra eficiente e estável. Os autores verificaram que a existência de uma ferramenta construída para esse propósito é de grande relevância, pois muitas particularidades no desenvolvimento de aplicativos distribuídos ficam mais facilmente tratáveis. Com a disponibilidade da infra-estrutura necessária para a criação de ambientes ubíquos, abre-se uma grande gama de possibilidades de linhas de pesquisa em torno deste tema que poderiam dar continuidade ao trabalho realizado até agora.
 
Palavras-chave: Computação Pervasiva; Ambientes Inteligentes; Framework.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006