Осведомленность о контексте относится в информационных и коммуникационных технологиях к способности учитывать ситуацию объектов , [1] которые могут быть пользователями или устройствами, но не ограничиваются ими. Местоположение – лишь самый очевидный элемент этой ситуации . В узком смысле для мобильных устройств контекстная осведомленность, таким образом, обобщает осведомленность о местоположении . Хотя местоположение может определять, как работают определенные процессы вокруг устройства, контекст может применяться более гибко для мобильных пользователей, особенно для пользователей смартфонов . Осведомленность о контексте возникла как термин из повсеместных вычислений или так называемых всеобъемлющих вычислений, которые стремились связать изменения в окружающей среде с компьютерными системами, которые в остальном статичны. Этот термин также применялся к теории бизнеса в связи с вопросами контекстного проектирования приложений и управления бизнес-процессами . [2]
В прошлом предлагались различные классификации контекста. Дей и Абоуд (1999) [3] различают типы контекста : местоположение , идентичность , активность и время . Кальц и др. (2005) [4] определили категории «пользователь и роль» , «процесс и задача» , «местоположение », «время » и «устройство» , чтобы охватить широкий спектр мобильных и веб-сценариев. В отношении этих классических модальностей они подчеркивают , что любая оптимальная категоризация во многом зависит от области приложения и варианта использования. Кроме того, более продвинутые методы могут применяться, когда адресуются не только отдельные объекты, но и кластеры объектов, которые работают в согласованном контексте, например, рабочие команды или также отдельные носители с множеством устройств.
Некоторое классическое понимание контекста в бизнес-процессах вытекает из определения приложений AAA [5] со следующими тремя категориями:
эти три условия, включая дополнительно указанное место и время.
В контексте информатики осознание относится к идее о том, что компьютеры могут как чувствовать, так и реагировать в зависимости от окружающей среды. Устройства могут иметь информацию об обстоятельствах, при которых они могут работать, и на основе правил или интеллектуальных стимулов реагировать соответствующим образом. Термин «осведомленность о контексте» в повсеместных вычислениях был введен Шилитом (1994). [6] [7] Контекстно-зависимые устройства также могут пытаться сделать предположения о текущей ситуации пользователя. Дей (2001) определяет контекст как «любую информацию, которая может быть использована для характеристики ситуации объекта». [1]
В то время как сообщество информатики первоначально воспринимало контекст как вопрос местоположения пользователя, как отмечает Дей, [1] в последние несколько лет это понятие рассматривалось не просто как состояние, но как часть процесса, в котором участвуют пользователи; таким образом, были предложены сложные и общие контекстные модели (см. обзор [8] ) для поддержки контекстно-зависимых приложений, которые используют их для (а) адаптации интерфейсов, (б) адаптации набора данных, важных для приложения, (в) увеличения точность поиска информации, (г) обнаруживать сервисы, (д) делать взаимодействие с пользователем неявным или (е) создавать интеллектуальные среды. Например: контекстно-зависимый мобильный телефон может знать, что он в данный момент находится в конференц-зале и что пользователь сел. Телефон может сделать вывод, что пользователь в данный момент находится на совещании, и отклонить все неважные вызовы. [9]
Контекстно-зависимые системы занимаются сбором контекста (например, использованием датчиков для восприятия ситуации), абстракцией и пониманием контекста (например, сопоставлением воспринимаемого сенсорного стимула с контекстом) и поведением приложения на основе распознанного контекста (например, запуском действия в зависимости от контекста). [10] Поскольку активность и местоположение пользователя имеют решающее значение для многих приложений, распознавание контекста было более глубоко сфокусировано в областях исследований, связанных с распознаванием местоположения и распознаванием активности .
Осведомленность о контексте рассматривается как технология, позволяющая использовать повсеместно распространенные вычислительные системы. Осведомленность о контексте используется для разработки инновационных пользовательских интерфейсов и часто используется как часть повсеместных и носимых компьютеров . Это также начинает ощущаться в Интернете с появлением гибридных поисковых систем. Шмидт, Бейгль и Геллерсен [11] определяют человеческий фактор и физическую среду как два важных аспекта информатики. Совсем недавно была также проделана большая работа по облегчению распространения контекстной информации ; Беллависта, Корради, Фанелли и Фоскини рассматривают [12] несколько решений промежуточного программного обеспечения, которые были разработаны для прозрачной реализации управления контекстом и обеспечения в мобильной системе. Грифони, Д'Улиция и Ферри [13] представили обзор нескольких контекстно-зависимых систем обслуживания на основе местоположения , использующих большие данные, путем анализа методологического и практического выбора, который их разработчики сделали на основных этапах процесса контекстной осведомленности (т. е. сбора контекста). , представление контекста, а также контекстное рассуждение и адаптация). Перера, Заславский, Кристен и Георгакопулос [14] провели комплексное исследование контекстно-зависимых вычислений с точки зрения Интернета вещей, рассмотрев более 50 ведущих проектов в этой области. Кроме того, Перера также исследовал большое количество промышленных продуктов на существующем рынке Интернета вещей с точки зрения контекстно-зависимых вычислений. [15] Их исследование призвано служить руководством и концептуальной основой для разработки контекстно-зависимых продуктов и исследований в парадигме Интернета вещей. Оценка была проведена с использованием теоретической основы, разработанной Деем и Абоудом (1999) [3] более десяти лет назад. Сочетание Интернета и новых технологий превращает повседневные предметы в умные объекты, которые могут понимать контекст и реагировать на него. [16]
Контекст, связанный с человеческим фактором, структурирован на три категории: информация о пользователе (знания о привычках, эмоциональном состоянии, биофизиологических условиях), социальном окружении пользователя (совместное размещение других, социальное взаимодействие, групповая динамика) и задачах пользователя (спонтанные деятельность, выполняемые задачи, общие цели). Аналогично, контекст, связанный с физической средой, структурирован на три категории: местоположение (абсолютное положение, относительное положение, совместное расположение), инфраструктура (окружающие ресурсы для вычислений, коммуникации, выполнения задач) и физические условия (шум, свет, давление, воздух). качество). [17] [18]
В то время как ранние определения контекста имели тенденцию сосредотачиваться на пользователях или устройствах, напрямую взаимодействующих с пользователями, часто цитируемое определение Дея [1] (« любая информация, которая может быть использована для характеристики ситуации объекта ») можно было использовать без этого. ограничение. Пользовательско-ориентированный контекст, который может использоваться при проектировании человеко-компьютерных интерфейсов , может также подразумевать слишком четкое и частично произвольное разделение между «контентом» (всем, что явно вводится пользователями или выводится им), и контекст, который является неявным и используется в целях адаптации . Более динамичный и децентрализованный взгляд, отстаиваемый Дуришем [19] , рассматривает контекст как преимущественно реляционный . Первоначально это соответствовало переходу от настольных компьютеров к повсеместным вычислениям , но это также соответствует более широкому пониманию окружающего интеллекта , где различия между контекстом и контентом становятся относительными и динамическими. [20] С этой точки зрения, какие бы источники информации (например, датчики Интернета вещей ) ни были контекстом для одних видов использования и приложений, они также могут быть источниками основного контента для других, и наоборот. Что имеет значение, так это набор отношений , которые связывают их вместе и с окружающей средой. В то время как ранние описания контекста, ориентированного на одного пользователя, могли бы соответствовать классическим моделям значений атрибутов объектов , более универсальные информационные модели на основе графов, такие как предложенные с помощью NGSI-LD , лучше адаптированы для отражения более реляционного представления контекста, которое актуально для Интернета вещей , киберфизических систем и цифровых двойников . В этом более широком понимании контекст не только представлен как набор атрибутов, прикрепленных к объекту, но также фиксируется графом, который связывает этот объект с другими. Осведомленность о контексте – это способность учитывать эту сквозную информацию из разных источников.
Осведомленность о контексте была применена в области совместной работы с компьютерной поддержкой (CSCW), чтобы помочь людям более эффективно работать и сотрудничать друг с другом. С начала 1990-х годов исследователи разработали большое количество программных и аппаратных систем, которые могут собирать контекстную информацию (например, местоположение, видеопотоки, сообщения об отсутствии) от пользователей. Эта информация затем открыто передается другим пользователям, тем самым улучшая их ситуационную осведомленность и позволяя им выявлять естественные возможности для взаимодействия друг с другом. На заре контекстно-зависимых вычислений многие системы, разработанные для этой цели, были специально разработаны для оказания помощи предприятиям или географически разделенным рабочим группам в совместной работе над общими документами или рабочими артефактами. Однако в последнее время появляется все больше работ, демонстрирующих, как этот метод можно применять и к группам друзей или членов семьи, чтобы держать их в курсе действий друг друга.
На сегодняшний день системы, использующие контекстную осведомленность для улучшения ситуационной осведомленности, можно охарактеризовать следующим образом:
Наиболее распространенным контекстом, который необходимо получить и поделиться в целях улучшения ситуационной осведомленности, является местоположение пользователя. Например , в раннем прототипе системы Active Badge [21] каждый пользователь имел уникальный идентификационный значок, который можно было отслеживать с помощью ряда верхних инфракрасных датчиков. Когда пользователи ходили по зданию, их местоположение постоянно контролировалось централизованным сервером. Другие пользователи могли затем просмотреть эту информацию (либо в текстовой форме, либо на карте, как это было сделано в более поздней работе [22] ), чтобы определить, находится ли пользователь в своем офисе, тем самым позволяя им определить наилучшее время для остановки. незапланированный разговор. Местоположение также сообщалось в PeopleTones, [23] Serendipity, [24] и системах поддержки группового взаимодействия [25] , чтобы помочь пользователям определить, когда они находятся рядом с друзьями, пользователями с общими личными интересами и товарищами по команде соответственно. По сравнению с Active Badge, который отображает только информацию о местоположении, эти системы более активны и предупреждают пользователей, когда они находятся рядом друг с другом. Это позволяет пользователю узнать, когда доступна потенциальная возможность взаимодействия, тем самым увеличивая его/ее шансы воспользоваться ею.
Еще один популярный контекст для обмена — это рабочая деятельность пользователя, часто путем обмена видео. В системе Community Bar исследователи [26] разработали настольное приложение, которое периодически делало снимки экрана пользователя. Затем эта информация была передана коллегам пользователя, чтобы они могли знать, над какими документами/артефактами работали их товарищи по команде, и предоставила общую систему координат, чтобы пользователи могли говорить об этих артефактах, как если бы они были расположены рядом. В Montage [27] пользователям предоставляется возможность удаленно активировать веб-камеру на компьютере другого пользователя на короткое время. Эта возможность «взглянуть» на другого пользователя позволяет пользователям видеть, заняты ли они или озабочены, что, в свою очередь, помогает им лучше определить наиболее подходящее время для начала разговора.
Третий тип контекста, которым можно поделиться для улучшения или повышения осведомленности о ситуации, — это звук пользователя. В системе Thunderwire [28] исследователи разработали медиапространство, предназначенное только для аудио, которое позволяло друзьям делиться необработанным звуком с микрофонов своих мобильных устройств. Эта система, которая по сути представляла собой непрерывную конференц-связь, позволяла пользователям прослушивать аудиозаписи других пользователей, чтобы определить, участвовали ли они в разговоре и когда это происходило. Системы WatchMe [29] и ListenIn [30] также в значительной степени полагаются на звук, чтобы определить, был ли пользователь потенциально прерван и если да, то когда. Однако, в отличие от Thunderwire, эти системы полагаются на алгоритмы машинного обучения, чтобы анализировать звук пользователя и определять, разговаривает ли пользователь. Это позволяет системе предоставлять другим пользователям тот же контекст (т. е. независимо от того, участвует ли пользователь в разговоре или нет) без необходимости делиться реальным звуком, тем самым делая его более ориентированным на конфиденциальность.
Четвертый тип контекста, который обычно является общим, — это общая активность пользователя. В системах Hubbub [31] и Conchat [32] исследователи разработали серию приложений для обмена мгновенными сообщениями, которые отслеживали, когда пользователь активен или бездействует, с помощью либо программного обеспечения, либо датчиков окружающей среды соответственно. Затем эта информация может быть предоставлена другим пользователям, чтобы они знали, смогут ли и когда их друзья ответить на их сообщения. В системе «Цифровой семейный портрет» [33] исследователи разработали цифровую фоторамку, которая обеспечивает качественную визуализацию повседневной деятельности пользователя (т. е. пожилого родителя/бабушки и дедушки). Затем эта визуализация предоставляется взрослым детям пользователя, чтобы они могли «проверить» своих родителей, не беспокоя их явно, тем самым позволяя им «стареть на месте».
Хотя эти системы демонстрируют, как контекстная осведомленность может использоваться для поддержки ситуационной и социальной осведомленности, долгосрочная эффективность этих систем еще не полностью понята. Многие из описанных выше систем оценивались только на концептуальном уровне или для демонстрации технической осуществимости системы. Следовательно, хотя первоначальные результаты этих исследований показывают, что понимание контекста может помочь в задачах ситуационной осведомленности, требуются дополнительные продольные данные.
Контекстно-зависимые мобильные агенты [34] являются наиболее подходящим хостом для реализации любых контекстно-зависимых приложений. Современные интегрированные средства передачи голоса и данных предоставляют персоналу больницы смартфоны для голосового общения друг с другом, но предпочтительно для поиска следующей задачи, которую необходимо выполнить, и записи следующего отчета, который необходимо принять к сведению.
Однако все попытки поддержать персонал такими подходами затрудняются вплоть до отказа в приемке из-за необходимости при каждом новом событии проверять личности пациентов, списки заказов и графики работы. Следовательно, хорошо подходящее решение должно избавляться от такого ручного взаимодействия с крошечным экраном и, следовательно, предоставлять пользователю
Мобильные агенты с учетом контекста хорошо подходят для реализации новых контекстно-зависимых приложений в соответствии с новой парадигмой Индустрии 4.0 . Современная интегрированная (голосовая) передача данных позволяет персоналу цеха или производственной линии иметь смартфоны для передачи данных в систему управления производством для получения обратной связи, где данные возникают в результате обнаружения и идентификации компонентов и деталей для интеграции в гибкое управление производством для продуктов по требованию.
Однако все попытки поддержать персонал такими подходами сдерживаются фиксированными графиками производства, если только информация о потребительском спросе и конфигурации продукта не может быть сопоставлена с поставками деталей. Следовательно, хорошо подходящее решение должно исключить недостающее взаимодействие производственного плана и производственной линии, появление соответствующей информации и материалов посредством
Ключевое требование — реализация решения, свободного от ручного взаимодействия работника с обработкой информации. В противном случае уровень ошибок будет расти с ростом требований к информации.
Кроме того, ни одно из традиционных решений для определения местоположения RFID, WLAN или RTLS, рекламирующих наиболее точное местоположение, не обеспечивает требуемого качества, поскольку определение местоположения в обычном положении с поиском абсолютных координат не удается ни с технической, ни с экономической точки зрения. Другие подходы, основанные на нечетком расположении, обещают более высокую отдачу от инвестиций.
Повсеместная игра использует воспринимаемый человеческий контекст для адаптации поведения игровой системы. Сочетая реальные и виртуальные элементы и позволяя пользователям физически взаимодействовать со своим окружением во время игры, люди могут полностью погрузиться в игровой процесс и получить лучший игровой опыт. Например, автономный агент сообщает о повсеместной игре, использующей контексты человеческой деятельности и местоположения в умных домах . [35]
Музеи и места археологических раскопок иногда предоставляют мультимедийные мобильные устройства в качестве альтернативы обычному аудиогиду (см., например, галерею Тейт Модерн в Лондоне. [36] Контекстно-зависимое устройство будет использовать местоположение, текущие взаимодействия с пользователем и график подключенных объектов для динамической адаптации. информация, предоставляемая пользователю. [37] В некоторых случаях это сочетается с навигацией по сайту в режиме реального времени, чтобы направить пользователя к артефактам или экспонатам, которые могут представлять интерес на основе предыдущих взаимодействий пользователя. [38]
{{cite conference}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )