domingo, 14 de abril de 2013

Resumen Lab -Ubicomp


Ubiquitous location tracking for context-specific information delivery on construction sites

Introducción:

La gran densidad de información para la construcción de proyectos requiere que el personal tenga acceso a los datos del proyecto en construcción , ya sea planos,dibujos,programas y presupuestos.La falta de preparación y dinámica de construcción de  un sitio, los peligros y las dificultades presentadas por el trabajo ,se necesitan formas inteligentes de soporte al personal que esta en el proyecto.  La entrega de información al corriente  provee la habilidad/capacidad de capturar e interpretar el contexto del usuario, y la entrega de datos y servicios para el trabajador móvil basado en el contexto del usuario. De este modo es posible eliminar las distracciones para los trabajadores , relacionados con el  volumen y el nivel de información  Además, la interacción del usuario con el sistema se puede reducir mediante el uso de contexto como un mecanismo de filtrado para proporcionar únicamente la información de contexto relevante para los usuarios. Esto tiene el potencial de aumentar la facilidad de uso, al reducir el nivel de interacción requerida entre los dispositivos móviles y los usuarios finales. 

La emergencia de tecnologías complementarias como perfiles de usuario, la computación ubicua y redes de sensores  permiten la captura de muchos otros de contexto.La ubicación es un importante y probablemente el aspecto más ampliamente utilizado de contexto conciencia. Aplicaciones de reconocimiento de ubicación conocen la ubicación de el usuario u objeto   para proporcionar información relevante y servicios, controlar los insumos de trabajo y las métricas de productividad del proyecto. La identificación precisa y oportuna y el seguimiento de los elementos de construcción son fundamentales para el funcionamiento de un proyecto bien gestionado y un eficiente costo del proyecto de construcción .Las tecnologías de seguimiento de localización se clasifican a menudo como interior y exterior. (es decir, el seguimiento de localización en interiores) y exterior (location tracking es decir, en ambientes al aire libre). Una variedad de tecnologías de seguimiento de localización en interiores y al aire libre existen con características muy diferentes, la infraestructura y los requisitos de los dispositivos. Una variedad que existe en las tecnologías de seguimiento de localización en interiores y exteriores es la diferencia en infraestructura y los requerimientos de los dispositivos.

Se ha demostrado el potencial de las diversas tecnologías  de localización tanto la de interiores como exteriores y los beneficios de la integración de las dos categorías ,para desarrollar una plataforma de seguimiento capaz de entregar información sensible al contexto a pesar de esto no se han investigado ampliamente en la industria dela construcción.

2.- Trabajo relacionado 


Context aware computing se define como el uso de características ambientales , como localización del usuario, tiempo, identidad , y el perfil de actividad para informar al dispositivo de computación para que pueda proporcionar al usuario información que es relevante para el contexto actual. Este permite una aplicación móvil para aprovechar el conocimiento acerca de parámetros de contexto diferentes, ya sea como quien es el usuario, lo que esta haciendo el usuario, donde esta el usuario y que dispositivo esta utilizando el usuario. La aplicación se adapta al contexto asegurándose así que el usuario ocupado obtiene datos altamente específicos.

Cuatro parámetros son principales en este campo que son contexto de usuario estático perfil de usuario), el usuario dinámico ,  conectividad de red, y contexto ambiental. Estos diversos tipos de contexto pueden ser rastreados y utilizados para filtrar la entrega de información. El uso de todo esto se ha demostrado en un gran numero de aplicaciones, incluyendo trabajo de campo,  museos, planificaciones de rutas,bibliotecas, turismo y muchos otros proyectos como el proyecto sombra móvil (MSP) que se basa en la aplicación de agentes para mapear el contexto físico al contexto virtual. Y se investiga en mas campos incluyendo la informática móvil, la informática portátil, realidad aumentada, computación ubicua, e interacción humano computadora.


También existe el envió de datos al sistema y mostrar datos para el usuario basados en la ultima posición en un lugar y el nivel de detalles que el requiera. Esto da como resultado el seguimiento de localización y este se vuelve crucial en muchos aspectos como por ejemplo en seguimiento de equipos en un sitio ,la precisión y efectividad de los datos enviados es la llave de una alta productividad. Existen diferentes tecnologías con esta implementacion como el RFID (Radio Frecuency Identification)  , WLAN, GPS y ZigBee que son las mas comunes.

3.- Seguimiento en interiores con WLAN basada en el posicionamiento


Existen varias tecnologías para el seguimiento en interiores incluyendo RFID ,WLAN,Bluetooth .Entre todas estas tecnologías diferentes varia de unas a otras la precisión y el rango operativo de seguimiento, ademas de el costo de los componentes necesarios para conseguir un nivel de exactitud mas elevado.

Cada uno tienes sus pros y sus contras aquí se muestra en esta tabla los datos, la decisión de utilizar una técnica específica de posicionamiento en interiores depende, en gran medida, en el nivel de interacción (es decir, una forma o formas de dos) entre el usuario y el sistema. 


4. Seguimiento en exteriores con GPS basada en posicionamiento


Para esta tarea muchos de los equipos que se usan en interiores no están preparados o adecuados para llevar a cabo dicha tarea en este ambiente. Y aquí el mas usado es el GPS es la herramienta de seguimiento mas efectiva en ambientes exteriores , ya que aquí el requisito es tener una adecuada visión del cielo , que es una parte vital de un sistema basado en GPS para que el seguimiento sea ininterrumpido  entre los satélites GPS y los receptores(para obtener un nivel aceptable de precisión). 
Para un receptor GPS para obtener datos precisos de posicionamiento (es decir, longitud, latitud y altitud), que tiene que ser visible por un cierto número mínimo de satélites GPS que orbitan alrededor de la tierra. Este número y la ubicación de los satélites con relación a la tierra es una función de dónde

los receptor está siendo utilizado.

5.- Seguimiento de la orientación de la cabeza


En todas las aplicaciones que son sensibles al contexto de entrega de información hasta el momento( ya sea interiores o exteriores), el contexto espacial se define únicamente por la posición del usuario. Otro atributo importante, la orientación dela cabeza en 3D  se tiene en cuenta en los cálculos.



Un usuario de tres dimensiones está definido por tres ángulos (guiñada, cabeceo y balanceo) y describe completamente la línea de visión del usuario (es decir, la dirección en la que está mirando el usuario).

Junto con la posición, la orientación 3D puede definir el contexto espacial de un usuario con mucha mayor precisión que es posible con la posición sola. Por ejemplo, el seguimiento de la posición única de un ingeniero en una obra puede ayudar a determinar qué piso de un edificio, el ingeniero se encuentra en. Sin embargo, esta información no es suficiente para concluir que una parte o sección de la sala, o qué componente u objeto en esa sala el ingeniero está mirando o se interese.Mientras que la posición global del usuario está siendo seguido por un conjunto de dispositivos de hardware y la aplicación diseñada software, los datos de orientación de la cabeza es una pieza esencial de información que también tiene que ser continuamente rastreados. Sólo si se conoce tanto la posición exacta y la orientación de la cabeza, el contexto de la aplicación consciente puede ofrecer información precisa al usuario. Orientación de la cabeza generalmente se capturaron con un seguidor de cabeza orientación 3D conectado directamente por encima de la cabeza del usuario que envía continuamente los valores de rotación de la cabeza en forma de los tres ángulos.



6.- Integración de sistemas de seguimiento de interiores y exteriores

En las obras de  construcción típicamente son zonas relativamente amplias donde están ocupadas por trabajadores,materias primas , equipos y estructuras. Como resultado , un sistema híbrido integrado equipado con GPS y un sistema de posicionamiento en interiores es un enfoque prometedor.

7.-Ejemplos de Aplicaciones

Aplicaciones en interiores. 

La implementación de la tecnología de seguimiento de posición en interiores en el punto 3 se llevó a cabo en un sitio de construcción simulada. Se definieron 4 áreas lógicas se definen dentro de la obra de construcción simulada, incluyendo una oficina de la obra, un almacén sitio, una pista para caminar, y el sitio de operaciones del área. El motor de posicionamiento se calibró primero, esto implicó 
caminar alrededor de un punto determinado del mapa del piso y grabando la fuerza de la señal para cada punto. Las mediciones fueron tomadas cada dos pasos y el  procedimiento similar se repite para cada número de puntos. Cuando todos los puntos fueron registrados, los datos de calibración se almacenan en la localización modelo. El motor de posicionamiento  compara las mediciones realizadas en tiempo de ejecución con los almacenados en el modelo de posicionamiento para determinar  la posición en tiempo real del usuario. La ubicación del objeto se actualiza después de un intervalo de tiempo fijo. Una vez que la ubicación se calculó la posición se muestra en el mapa. En las pruebas se muestra el seguimiento de una notebook mediante su local-host y una etiqueta WLAN .  Y se logro la precisión de hasta 1m en 90% del total de todas las lecturas.

El problema fue en las pruebas realizadas en sitios de construcción reales , las mediciones no fueron tan buenas ya que WLAN basada en calibración y la intensidad de la señal de medición , cualquier cambio en las condiciones del lugar  requerirá una calibración . Esto hace que el sistema pueda ser mas difícil de manejar.  Una ventaja clave de la utilización de un motor de posicionamiento basado en WLAN es que tiene mucho menos las necesidades de infraestructura, en comparación con otros en tiempo real de los sistemas de seguimiento de localización en interiores. Esto hace que sea asequible para el despliegue en un entorno web. Además, es convenientemente adecuada para el uso tanto durante el proceso de construcción y dentro de la instalaciones.




La arquitectura general de implementacion se basa en 3 niveles , capturas de contexto(ubicación  de usuario) , contexto-inferencia(razones acerca del contexto capturados) y contexto de integración(recupera la información basada en ubicación capturada).

Basado en el contexto capturado, los cambios en el indicara que eventos preprogramados desencadenar que  se le muestran a los usuarios , así como el intercambio de información con otras aplicaciones mediante Web Services , para que tomen conciencia de los eventos en el sitio.En esta imagen se muestra  ejemplo de cómo la información entregada a un usuario cambia en función del contexto del usuario.


Aplicaciones en exteriores.


Uno  de los campos emergentes usando seguimiento de posición esla AR(Augmented Reality) visualizando  la simulación de procesos de construcción. AR es una técnica donde una computadora genera datos ( como gráficas , texto , diagramas , etc.)  y son integradas en las vistas reales del ambiente. La diferencia con la VR( Virtual Reality) es que es completamente generada por una computadora.  La AR esta tomando mucha ventaja  ya que trabaja en conjunto con un fondo real.

Dependiendo de la disponibilidad de la infraestructura preinstalada y el intervalo sobre el que los objetos y el usuario se espera que se mueva en la escena, cualquiera de estos métodos pueden ser adaptados y utilizados con fines de seguimiento. AR se ha utilizado ampliamente en la ingeniería, así como varios campos de ingeniería que van desde el médico y de automoción a militar y juegos. Sin embargo, la aplicación de la AR en la construcción se ha limitado a un pequeño número de sistemas desarrollados por los investigadores para fines muy específicos.

Existe un prototipo llamado ARVISCOPE , que esta en desarrollo en la Universidad de Michigan. que es capaz de crear en tiempo real escenas de construcción mientras el usuario camina libremente en sitio para ver la animación desde diferentes perspectivas . Esta continuamente esta actualizando su posición  y orientación  obtenidos mediante GPS y un sistema de orientación 3D. Aqui vemos a la persona y los resultados de trabajar con ARVISCOPE.


7.3. Potencial de aplicaciones con un sistema híbrido 

Puede ser  usado en el campo de las emergencias , ya que puede proporcionar una respuesta rápida ante la incapacidad de identificar y acceder a información relevante por parte de los usuarios sin utilizar algún sistema es el principal obstáculo que impide una optima y rápida toma de decisiones( como en los 
bomberos,ingenieros civiles ) . Una aplicación híbrida potencial se esta investigando también en la Universidad de Michigan . 

Un ejemplo de esto es en un incendio , si se conocen la ubicación exacta de las salidas de emergencia , los extintores y el bombero que esta observando la ubicación con esta AR  podría serle muy útil para la navegación rápida a través del edificio , la búsqueda potencial de victimas etc.


Conclusiones


Este tipo de sistemas puede mejorar el proyecto de construcción de una obra en proceso , ya que proporciona un mecanismo para determinar la información pertinente en un contexto particular.

Ofrece distintas ventajas como estas : 

• La entrega de los datos pertinentes en función del contexto del trabajador así eliminando las distracciones relacionados con el volumen y el nivel de información.

• Reducción de la interacción del usuario con el sistema mediante usando un contexto como mecanismo de filtro. Esto tiene el potencial para aumentar la facilidad de uso por la fabricación de dispositivos móviles más sensibles a las necesidades del usuario.

La sensibilidad al contexto, a través de la mejora de la detección y el seguimiento de los parámetros de un usuario, también se puede utilizar para mejorar la seguridad,logística y prácticas de salud y seguridad en el lugar de la construcción. Un sistema ubicuo de seguimiento exitoso y confiable con garantía y capacidad de seguimiento debe ser capaz de seguir la posición de un usuario y entregar.Una ventaja importante de tal sistema es el hecho de que la aplicación de seguimiento puede cambiar automáticamente de una técnica a la otra basada en las configuraciones del sitio de trabajo. 

En particular, si el dispositivo de rastreo tiene vista clara del cielo, que convenientemente se puede usar señales de GPS para localizar a un usuario. Si estas señales parecen desvanecerse cuando el usuario camina interior de la aplicación cambia de inmediato a las señales de WLAN con el fin de evitar cualquier interrupción en la obtención de la posición del usuario en tiempo real. A su vez estas también son una de sus desventajas ya que para la integración de un sistema así es necesario trabajar con distintos protocolos como WLAN, GPS etc. haciendo mas costoso el sistema ademas como ya se mencionaron algunas deficiencias de cada uno de estos distintos protocolos. Aunque aun existe mucho campo de aplicación para sistemas como este. 

1 comentario:

  1. La puntuación es un desastre. Al mero inicio habría que identificar los autores de lo que se resume junto con el título. 7 pts, pero a la próxima quito puntos si el formateo no mejora.

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