Integrando Computadores, Sensores, Atuadores e Humanos em Sistemas Ciber-físicos

Resumo: Os avanços tecnológicos nas áreas de computação e comunicação têm impulsionado o surgimento de produtos e serviços inovadores aplicados a diferentes situações cotidianas. Ao mesmo tempo, especialmente por conta dos smartphones e serviços em nuvem, os usuários têm lidado como essas tecnologias de forma cada vez mais natural, dado que a computação tem se tornado cada vez mais distribuída, integrada e onipresente. Como resultado deste processo, algumas importantes mudanças têm sido experimentadas pela sociedade atual:

- Dispositivos com diferentes capacidades de armazenagem, processamento e comunicação permeiam o mundo físico, gerando informações sobre os usuários, ambiente, interações, entre outras, reduzindo a barreira entre o que é “real” e o que é “virtual”. A integração entre estes mundos envolve tecnologias ligadas a processos físicos, computacionais e de comunicação, tornando cada vez mais viável a construção dos chamados Sistemas Ciber-físicos (CPS do inglês Cyber-Physical Systems).
- Diferentes formas de interação entre usuários e aplicações por meio de dispositivos inovadores e de custo razoável têm surgido, propiciando um melhor da qualidade de experiência dos usuários quando interagem com as aplicações.
- A facilidade para a coleta de vários tipos dados provenientes dos mais diversos tipos de sensores permite que se estabeleça um modelo suficiente rico do contexto a ser usado para melhorar a oferta serviços e aplicações. Mais ainda, usuários finais podem fazer parte deste ecossistema de dados, provendo, de forma voluntária ou não, informações ricas em semântica e se comportando sensores inteligentes e altamente especializados. Estas informações, aliadas às informações dos diversos sensores permite a criação de novos serviços, em particular, aqueles ligados à gestão de ambientes (em diferentes dimensões) inteligentes.
- O uso dos smartphones aproxima cada vez mais usuários finais e computação, estabelecendo novas formas de produção, entrega e consumo de todo tipo de conteúdo digital, além de permitir que estes usuários experimentem novas formas de interação e acesso ubíquo a serviços e informações.
- Centenas ou milhares usuários comuns, dispersos geograficamente, podem ser organizados, usando a onipresença da Internet, para realizar tarefas com desempenho superior a (poucos) experts individuais, gerar novas ideias e soluções para problemas complexos, e ainda trabalhar em conjunto para produzir políticas e projetos "bons para todos". Conceitos como computação humana (ou human-based computing), inteligência coletiva e crowdsourcing são termos recentes que emergem neste cenário.

Deve ser notado, porém, que a habilidade da sociedade em produzir dados permanece (e isso deve perdurar por algum tempo...) à frente da habilidade desta mesma sociedade em resolver problemas complexos usando esses dados. Além disso, estes dados são provenientes dos mais diversos dispositivos, com diferentes características em termos de hardware e software, variando desde sensores e/ou atuadores embarcados no ambiente e/ou nos usuários, até dispositivos mais flexíveis como smartphones, tablets ou servidores.

Este projeto não tem a pretensão de responder a todos os desafios trazidos pela integração destas novas tecnologias (hardware e software) e consequente volume, variedade, velocidade e veracidade (ou incerteza) dos dados produzidos a partir destas. De fato, tendo o pleno entendimento do amplo desafio associado aos CPS’s, este projeto pretende desenvolver aplicações de CPS em escopos claros e delimitados. Em particular, o projeto aqui proposto pretende gerar resultados em termos de produtos (métodos, softwares, ferramentas, relatórios e artigos técnicos, etc.) e de formação de recursos humanos (em todos os níveis), envolvendo algum grau de desenvolvimento e inovação em duas diferentes direções:

(1) Aplicações e serviços inovadores baseados no paradigma computação humana para geração e processamento de dados/conteúdos.
(2) Aplicações interativas que explorem outros sentidos humanos além da visão e audição, como forma de melhorar a experiência do usuário.
Vários subprojetos ligados ao tema principal são previstos, dentre os quais, para os próximos anos:
(1) Desenvolvimento de soluções integrando dados e conteúdos providos por sensores e usuários.
(2) Desenvolvimento de suporte computacional a aplicações mulsemedia.

Data de início: 2018-03-01
Prazo (meses): 48

Participantes:

Papelordem decrescente Nome
Aluno Doutorado Estêvão Bissoli Saleme
Aluno Doutorado Marcello Novaes de Amorim
Aluno Doutorado Saymon Castro de Souza
Aluno Doutorado Jordano Ribeiro Celestrini
Aluno Mestrado Marco Aurélio Brunoro Thomé

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