Contribution of each data source to the integration model

Las nuevas redes de informaci´on, los sistemas inform´aticos y los sensores y actuadores f´ısicos, son elementos b´asicos de un futuro pr´oximo donde la informaci´on del mundo f´ısico y digital confluir´an. En esta situaci´on ser´a posible procesar y acceder a diferentes fuentes de informaci´on del mundo real, permitiendo la ideaci´on y el desarrollo de una nueva generaci´on de aplicaciones inteligentes en una amplia gama de ´areas de inter´es como la e-Salud (e-Health), la log´ıstica, el transporte inteligente, la monitorizaci´on medioambiental, la red el´ectrica inteligente (Smart Grid), los medidores el´ectricos inteligentes (Smart Metering) o la dom´otica.

Este escenario tecnol´ogico, basado en los conceptos de “Computaci´on ubicua” de Mark Weiser (Weiser, 1991) e “Internet de las cosas” (Sundmaeker et al., 2010), describe un futuro en el que la mayor´ıa de los objetos que nos rodean ser´an capaces de adquirir informaci´on significativa de nuestro entorno y comunicarla a otros objetos y personas. Para lograr este objetivo es necesario que esta informaci´on sea descrita en un formato universal que posibilite el uso de unos procedimientos de acceso y publicaci´on uniformes que permitan su utilizaci´on por parte de cualquier objeto que no haya formado parte en el proceso de descripci´on de dicha informaci´on. Dentro de este universo de objetos interconectados los sistemas HMI pueden jugar un papel fundamental. En esta Tesis, cuando hablamos de un sistema HMI, nos referiremos a un sistema de interacci´on hombre-m´aquina y no s´olo a su interfaz, en el sentido de que, adem´as de presentar y capturar la informaci´on de un usuario, el sistema deber´a gestionar la interacci´on y el flujo de ejecuci´on de las diferentes aplicaciones que puedan residir en el sistema. Generalmente estos sistemas se encuentran embebidos dentro de objetos inteligentes como smartphones, coches co- nectados (connected cars), edificios inteligentes (smart buildings), electrodom´esticos inteligentes (smart home appliances) o infraestructuras urbanas interactivas (interactive urban infraestruc- tures), que, adem´as de proporcionar diferentes modalidades para interaccionar con el usuario

(multimodalidad), disponen de acceso a diferentes sensores y actuadores (Abalos et al., 2012) para capturar el contexto en el que se encuentran y adaptar su funcionamiento al mismo. Este acceso se encuentra limitado generalmente a las fuentes de sensores locales que pueden disponer estos sistemas (como aceler´ometros y GPS en un tel´efono m´ovil, o un sensor de velocidad en un coche). Sin embargo, gracias a que se trata de objetos que se encuentran conectados con el mundo exterior, este acceso se puede extender a otras fuentes externas (o remotas) avanzadas de informaci´on, cuyo estudio e integraci´on ser´a uno de los objetivos principales de esta Tesis Doctoral.

Por otro lado, a la hora de adaptar su funcionamiento al contexto de la interacci´on, estos objetos necesitan procesar e integrar (o combinar) la informaci´on recopilada por las diferentes fuentes, generando informaci´on que generalmente es de mayor nivel que la proporcionada directamente por las fuentes primarias. Este nuevo conocimiento es relevante para el sistema que lo ha generado, pero tambi´en podr´ıa ser interesante para otros objetos, sistemas o personas, si dicha informaci´on se compartiera con el exterior. Del mismo modo un sistema HMI puede recoger informaci´on del contexto a trav´es de observaciones del entorno que son comunicadas por el usuario mediante la interacci´on con el sistema. Este tipo de conocimiento se basa en un concepto relativamente reciente recogido en propuestas como laHuman Sensor Web (Foerster et al., 2010) bajo la denominaci´on de “observaciones generadas por humanos” (human-generated observations). De este modo, siguiendo este enfoque, un sistema HMI puede actuar como productor de informaci´on adem´as de como consumidor de informaci´on.

Por estas razones, el trabajo desarrollado en esta Tesis viene motivado por dos cuestiones complementarias:

1. Estudiar tecnolog´ıas que permitan la integraci´on de la informaci´on proporcionada por los usuarios y la proporcionada por las redes de sensores y otras fuentes de informaci´on (tanto locales como externas) a trav´es de un sistema HMI. Estas tecnolog´ıas permitir´an adem´as abstraer al sistema HMI de los detalles de bajo nivel de las redes de sensores. A pesar de existir en la literatura trabajos de investigaci´on relacionados con el desarrollo de sistemas de interacci´on sensibles al contexto, generalmente ´estos se encuentran orientados a gestionar ´unicamente representaciones de alto nivel del contexto, siendo a´un necesario explorar diferentes v´ıas de integraci´on de los sistemas HMI con infraestructuras avanzadas de sensores.

2. Estudiar las posibilidades y los retos que ofrecen los sistemas HMI para actuar como productores y consumidores de informaci´on en el marco de iniciativas recientes dirigidas a proporcionar un acceso universal y homog´eneo a redes de sensores y objetos interconectados como lo es la “Internet de las cosas” (Sundmaeker et al., 2010).

Para tratar ambas cuestiones, esta Tesis se ha centrado en los sistemas HMI dentro de un entorno inteligente como el autom´ovil, que presenta una serie de peculiaridades que le hacen

id´oneo para su estudio:

El hecho de que la conducci´on puede considerarse como una tarea multimodal en la que, adem´as de dirigir los controles de la conducci´on (volante, pedales, cambio de marchas...), puede requerir la interacci´on con otro tipo de sistemas (navegadores GPS, reproductores multimedia, sistemas de informaci´on...).

La existencia de una gran variedad de fuentes de informaci´on heterog´enea en el contexto de la conducci´on. ´Estas pueden captarse directamente a trav´es de los diferentes sensores disponibles en el propio coche (velocidad, aceleraci´on ...), en otros veh´ıculos (por medio de las comunicaciones veh´ıculo-veh´ıculo V2V) y en las infraestructuras de la carretera (a trav´es de las comunicaciones veh´ıculo-infraestructura V2I), o por medio del acceso a servicios Web y otras redes de informaci´on avanzadas (congesti´on de tr´afico, condiciones meteorol´ogicas...). Adem´as el dinamismo asociado al contexto de este entorno supone una dificultad a˜nadida a la hora de gestionarlo.

En el veh´ıculo la tarea principal a realizar por el usuario es la conducci´on, la cual requiere de la interacci´on y coordinaci´on de los recursos f´ısicos, perceptuales y mentales del usuario. Por lo tanto, la interacci´on entre el conductor y estos nuevos servicios debe dise˜narse cuidadosamente, de modo que no suponga una fuente de distracci´on y comprometa al conductor en materia de seguridad.

El incremento de la presencia de tecnolog´ıas de informaci´on y comunicaci´on en los veh´ıculos est´a provocando la incorporaci´on de una gran cantidad de nuevos servicios de informaci´on (IVIS) y asistencia a la conducci´on (ADAS), que requieren de informaci´on contextual para adaptar su funcionamiento. En particular, la detecci´on de cierta informaci´on por parte de un veh´ıculo y su comunicaci´on a otros veh´ıculos o agentes puede ser de vital importancia para una gesti´on segura del tr´afico (Biswas et al., 2006).