CE-293 Computação Social Avançada Prof. Dr. Felipe Afonso de Almeida Prof. Dr. Sérgio Roberto...
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- CE-293 Computao Social Avanada Prof. Dr. Felipe Afonso de
Almeida Prof. Dr. Srgio Roberto Matiello Pellegrino
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- O Projeto O que Justificativa Objetivo Proposta Conceitos
Envolvidos Computao Mvel Computao Pervasiva Computao Ubqua
Trabalhos Relacionados Grupos de Pesquisa Pesquisas Etapa Atual de
Desenvolvimento
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- Projeto O que Justificativa Objetivo Proposta Conceitos
Envolvidos Trabalhos Relacionados Grupos de Pesquisa Trabalhos
Correlatos Etapa Atual de Desenvolvimento
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- Brinquedoteca Interativa um sala inteligente voltada para
crianas. Equipada com brinquedos conectados a sistemas apoiados na
computao ubqua que conectam ambiente, brinquedos e crianas.
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- A idia do projeto surgiu a partir de reunies de mesa redonda
oriundas de encontros, cursos e palestras promovidas por
profissionais responsveis pelo blog APRENDAKI. Frequentadas por
profissionais de diversas reas, entre os quais participaram: Prof.
Dr. Felipe Afonso de Almeida Prof Dr. Lou de Olivier
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- Prof. Dr. Felipe Afonso de Almeida, com projetos nas linhas de
pesquisa de Ambientes Virtuais, Computao Pervasiva, Computao
Social, Computao Afetiva, dentre outras. Prof Dr. Lou de Olivier,
psicopedagoga, psicoterapeuta, precursora da Multiterapia, Ps-
graduada em Medicina Comportamental e Psicopedagogia, com extenses
em Neuropsicologia, Especialista em distrbios de aprendizagem e de
comportamento.
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- A idia do projeto Briquedoteca Interativa foi tambm inspirado a
partir de algumas pesquisas apresentadas pela Prof Dr Lou, que
ministrou um curso sobre o tema Brinquedoteca em 2009 nos Eventos
Educacionais do Aprendaki e tambm em palestras voltadas a
profissionais. O curso aborda como solucionar problemas e/ou tratar
distrbios de aprendizagem usando brinquedos e brincadeiras.
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- Lou defende que as atuais polticas educacionais necessitam de
uma maior adequao realidade dos educando s... e que...
experimentando- se novas tcnicas e usando-se de forma profunda dos
recursos de uma brinquedoteca, proporciona aos cursistas a
capacidade de desenvolver o aprendizado de qualquer tipo de aluno
desde o mais tmido e disperso, at o mais hiperativo, integrando a
todos e tornando o estudo uma grande diverso.
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- Gerar idias para o ambiente e brinquedos interativos que
estejam apoiados nos conceitos de computao pervasiva, ubqua e mvel.
Produzir prottipos dos brinquedos usando tecnologias acessveis e/ou
emergentes. Pesquisar tecnologias/materiais/mtodos para serem
aplicados no desenvolvimento dos brinquedos.
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- Sala provida por um sistema que controla e atua de acordo com
alguns aspectos como: Movimento/posicionamento das crianas
Movimento/posicionamento dos brinquedos Temperatura da sala Nvel de
gua do bebedouro Atividade em execuo Etc
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- Todas as crianas so cadastradas no sistema permitindo:
Acompanhamento remoto por pais, responsveis. A sala assistida por
cmeras que transmitem as imagens via Internet. Possibilidade de
acompanhamento de desempenho por pais, responsveis, profissionais:
O sistema gera relatrios de pontuao das crianas na prtica das
atividades ldicas, podendo auxiliar em diagnsticos feitos por
especialistas.
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- So equipados por dispositivos mveis que recebem e/ou emitem
sinais para sistemas computacionais localizados em posies
estratgicas do ambiente. Estes sistemas interagem com a criana e
com o ambiente coordenando ou acompanhando as atividades
desenvolvidas em conjunto com as crianas.
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- Os brinquedos tem objetivo de serem educativos e esto ligados a
diversas atividades ldicas. Futuramente, os brinquedos seriam
repensados por especialistas segundo objetivos didticos. O passo
atual se d com brinquedos temporrios apenas a critrio de domnio das
tecnologias.
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- Brinquedo Meu Pet: Explorando o som e imagens dos animais
Diversos animais de pelcia espalhados pela sala esto equipados por
um sistema de identificao por radiofreqncia que quando identificado
emite o som do animal e uma informao sobre o mesmo. Fig.1: Exemplo
de animais de pelcia para Meu Pet
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- Brinquedo Histria Maluca: Explorando a histrias e imagens.
Diversos brinquedos espalhados pela sala esto equipados por um
sistema de identificao por radiofreqncia que quando identificado
projeta imagens e emite o som com um trecho de histria sobre o
brinquedo (frases predefinidas). As frases so conectadas com os
nomes das crianas. Fig.2: Relao de brinquedos para Histria
Maluca
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- Brinquedo Palavra-Viva: Explorando quebra- cabea com slabas e
realidade aumentada. Em uma mesa esto diversas peas de um quebra-
cabea com slabas. Ao unir as slabas que formem uma palavra, um
marcador formado e reconhecido pelo sistema que apresenta uma
msica, uma imagem 3D projetada em realidade aumentada junto com a
imagem da criana. Fig.3: Representao do Palavra-Viva.
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- Cenrio 1 : Maria (6 anos) chega sala pela primeira vez. Ainda
no h ningum na sala alm de uma instrutora. Assim que ela passa pela
porta, um sensor percebe a entrada de algum. Logo o sistema se
adianta: -Ol, venha falar comigo, quero saber quem voc ? Maria,
curiosa segue o som e chega at um computador com a imagem de um
robozinho a tela. O sistema fala: - Pegue o microfone e fale seu
nome. Maria, claro pega o microfone e fala seu nome. O sistema de
reconhecimento de fala confirma: - Seu nome Maria? A menina
confirma. Nesse momento o sistema cria um microcadastro. A
Instrutora que acompanha, seleciona um identificador na gaveta,
passa pelo leitor de cdigo (que associa ao nome de Maria) e
prende-o na roupa de Maria, que ter suas brincadeiras
acompanhadas...
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- Cenrio 1 :...O sistema se despede de Maria e sugere que ela
procure um brinquedo. Maria sai cantarolando e logo v um cachorro
de pelcia no cho. Pega o brinquedo, coloca embaixo do brao e segue
com o brinquedo. Ao passar em frente ao Histria Maluca, o sensor
reconhece as tags de Maria e do brinquedo, e inicia uma histria
maluca, associando o nome da criana ao texto pr existente. Ento
chega outra criana, que j estava se cadastrando e se aproxima,
aguado pelo som da histria. Neste momento o sistema introduz a nova
criana na histria maluca, atravs de seu nome. Ao perceberem que a
histria muda de acordo com o brinquedo, as duas crianas iniciam a
busca por novos brinquedos para interagir com a histria.
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- Cenrio 2 : Maria aps alguns minutos sente sede e se dirige ao
bebedouro. Ao se aproximar o sistema detecta qual a criana e mede a
quantidade de gua ingerida atravs de sensores instalados no
bebedouro. Os dados so armazenados para compor o relatrio de
atividades. Maria se aproxima do brinquedo Palavra Viva e o sistema
ao reconhecer seu Id, a chama para interagir. Ela inicia a montagem
de uma palavra unindo slabas. O sistema ao reconhecer a palavra,
inicia a projeo das imagens e apresenta o som correspondente. Outra
criana se aproxima, desmonta a palavra que Maria havia montado e
monta uma nova palavra, e o processo se repete com informaes
referentes palavra.
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- Projeto O que Justificativa Objetivo Proposta Conceitos
Envolvidos Trabalhos Relacionados Grupos de Pesquisa Trabalhos
Correlatos Etapa Atual de Desenvolvimento
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- A computao mvel tem como princpio oferecer uma mobilidade fsica
para servios computacionais, onde o dispositivo mvel d o suporte
necessrio para o usurio utilizar servios computacionais
independentemente da sua localizao. Lyytinen e Yoo citam que uma
das principais limitaes da computao mvel em relao ao seu modelo
computacional, pois, enquanto o usurio muda a sua localizao o
dispositivo mvel por si s no tem a capacidade de obter
flexivelmente informaes sobre o contexto no qual a computao est
sendo executada para ajust-las corretamente. [LYYTINEN, YOO,
2002]
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- O termo "Computao Pervasiva" define que num determinado
ambiente existe um computador embarcado de modo invisvel ao usurio.
Esse computador contm um sistema computacional que controla esse
ambiente, obtendo informaes das aes geradas pelos usurios e
ajustando-se de modo a atender s novas necessidades dos usurios.
Esse ambiente pode ser interligado por vrios dispositivos
computacionais interagindo entre si, onde atravs de sensores e
aplicativos especficos o ambiente age de forma autnoma para se
adaptar as novas aes dos usurios. [SATYANARAYANAN, 2001]
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- Computao ubqua tem como objetivo tornar a interao
humano-computador invisvel, ou seja, integrar a informtica com as
aes e comportamentos naturais das pessoas. No invisvel como se no
pudesse ver, mas, sim de uma forma que as pessoas nem percebam que
esto dando comandos a um computador, mas como se tivessem
conversando com algum. Alm disso, os computadores teriam sistemas
inteligentes que estariam conectados ou procurando conexo o tempo
todo, dessa forma tornando-se onipresente. [ADAM, Greenfield.
2006]
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- O termo "Computao Ubqua surgiu no ano de 1991, por Mark Weiser
(The Computer for the 21st Century) Weiser previa um aumento no uso
de sistemas computacionais por usurios finais, e ao mesmo tempo, a
visibilidade desses sistemas para tais usurios seria a menor
possvel. De acordo com a teoria de Weiser, a computao deixaria de
trabalhar exclusivamente em um nico computador e passaria a ser
compartilhada em diversos dispositivos interconectados. Com isso o
foco do usurio final estaria voltado para a tarefa executada, e no
para a ferramenta utilizada, pois o usurio passaria a utilizar da
computao de modo imparcial e sem pr-requisitos tcnicos. [WEISER,
1991]
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- Computao Pervasiva Computao Pervasiva Computao Mvel Computao
Mvel Computao Ubqua Fig.4: Relao entre Computao Pervasiva, Mvel e
Ubqua.
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- Projeto O que Justificativa Objetivo Proposta Conceitos
Envolvidos Trabalhos Relacionados Grupos de Pesquisa Trabalhos
Correlatos Etapa Atual de Desenvolvimento
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- Grupo de Computao Ubqua - Universidade Federal de So Carlos
http://gcu.dc.ufscar.br/ Grupo de Computao Pervasiva e Alto
Desempenho - Universidade de So Paulo http://www.pad.lsi.usp.br/
Laboratrio de Sistemas Embarcados e Computao Pervasiva -
Universidade Federal de Campina Grande
http://embedded.ufcg.edu.br/
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- Instituto de Computao Pervasiva - Instituto Federal de
Tecnologia de Zurique http://www.pc.inf.ethz.ch/ Grupo de Computao
Pervasiva Centrada no Usurio do Laboratrio de Inteligncia
Artificial e Cincia da Computao - Instituto de Tecnologia de
Massachusetts http://oxygen.csail.mit.edu/
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- Towards Guidelines for Designing Augmented Toy Environments
Projeto desenvolvido pelo "Instituto de Computao Pervasiva" do
"Instituto Federal de Tecnologia de Zurique". Hinske et al. (2008)
apresentam um guia de desenvolvimento de um ambiente educativo
pervasivo que une os dois mundos (o real e o virtual) atravs do uso
da computao pervasiva em brinquedos tradicionais. Brinquedo chamado
Castelo do Cavaleiro (Knight's Castle)
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- An Infrastructure for Interactive and Playful Learning in
Augmented Toy Environments Projeto desenvolvido pelo "Instituto de
Computao Pervasiva da Universidade de Lugano, Zurique". Hinske et
al. (2009) apresentam um ambiente de aprendizado ldico sobre a
histria da idade mdia auxiliado por realidade aumentada. O problema
em estudo: Brinquedos tradicionais em relao a brinquedos
virtuais.
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- StorySurfer A Playful Book Browsing Installation for Childrens
Libraries Projeto desenvolvido pelo Colgio de Projeto de Interao"
do Universidade de Tecnologia de Chalmers, Sua. Erikson et al.
(2007) apresentam o projeto de uma sala interativa para encorajar
atividades fsicas em crianas enquanto esto pesquisando ou vendo
material digital (livros/contos/etc) em uma biblioteca. A rea de
interao ocorre no cho em uma projeo com rastreamento via webcam. O
espao de 4x6 metros rodeado por 19 botes para acionamento das
aplicaes.
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- Pervasive Computing in Play-Based Occupational Therapy for
Children (Computao Pervasiva em jogos baseados em terapia
ocupacional para crianas) Projeto desenvolvido pela Universidade de
Taiwan. Lo et al. (2009) apresentam o projeto aplicado em terapia
ocupacional. Escova brincalhona e bandeja brincalhona.
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- Studying Multi-User Settings for Pervasive Games Projeto
desenvolvido pelo "Instituto de Computao, Alemanha. Leinchtenstern
et al. (2009) apresentam dois tipos de configuraes para ambientes
de jogos multiusurios. A idia surge a partir do problema em jogos
pervasivos desenvolvidos para grupos de crianas, onde apenas um
usurio por vez capaz de dominar as funcionalidades do jogo enquanto
outros usurios perdem o interesse pelo jogo e pela interao.
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- Projeto O que Justificativa Objetivo Proposta Conceitos
Envolvidos Trabalhos Relacionados Grupos de Pesquisa Trabalhos
Correlatos Etapa Atual de Desenvolvimento
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- Brinquedos Palavra-Viva Histria Maluca* Meu Pet* Artigo Site
https://sites.google.com/site/brinquedotecainterativa/ Pesquisa
Equipamentos/Tecnologias
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- Equipamentos/Sistemas/Tecnologias: Sistema de reconhecimento
por radiofreqncia (RFID) para identificao das crianas. Cmera para
captura e transmisso das imagens do ambiente atravs de um sistema
para acompanhamento on-line. Sistema com sntese de fala para
interao com as crianas pelo nome. Bebedouro com deteco de criana e
consumo de gua.
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- Equipamentos/Sistemas/Tecnologias: Quebra-cabeas de EVA com
marcadores Projetor multimdia Caixas de som Cmera Mesa Sistema de
Realidade Aumentada ARToolKit
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- Equipamentos/Sistemas/Tecnologias: Brinquedos e animais de
pelcia Projetor multimdia Caixas de som Sistema de reconhecimento
por radiofreqncia (RFID) para identificao da criana e do
brinquedo
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- Fig.5: Perspectiva do Brinquedo Palavra Viva no Ambiente
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- ARToolKit ARToolKit uma biblioteca open source, que viabiliza o
desenvolvimento de interfaces para realidade aumentada. Emprega
mtodos de viso computacional para detectar tags na imagem capturada
por uma cmera. Fig.6: Exemplo de Realidade Aumentada com
ARToolKit
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- ARToolKit O rastreamento ptico desta tag possibilita o ajuste
de posio e orientao para realizar a renderizao de um objeto
virtual, de modo que esse objeto parea estar atrelado a tag, desta
forma o usurio pode manipular o objeto virtual, utilizando um
objeto real. Implementando pelo Dr. Hirokazu Kato, utilizado
atualmente por pesquisadores do Laboratrio Tecnolgico de Interface
Humana (HITL), na Universidade de Washington. Tem verses para
C/C++, Java, e Flash(Flartoolkit)
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- Leitor L-A201 Fig.6: AcuWave Active Reader [Acura
Security]
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- O Leitor L-A201 Detecta e decodifica sinais de RFID emitidos
por tags ativos da linha AcuWave. A informao recebida convertida em
dados e transmitida atravs da rede, via Serial RS-485 e RS- 232. A
distncia mdia de leitura com uma antena omnidirecional um raio de
10 metros. Os leitores L-A201 podem ser usados sozinhos ou em rede
RS-485, usando cabo CAT5. A conexo eltrica entre o computador
principal (host) e o primeiro leitor pode ser RS-232 ou
RS-485.
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- O Leitor L-A201 A rede comporta at 255 leitores interligados e
a configurao pode ser feita remotamente via software. Em casos onde
o tag fica muito prximo do leitor, o campo eletromagntico pode ser
reduzido, utilizando- se a verso sem antena. Dependendo do tamanho
do ambiente, ser necessrio a utilizao de antenas especficas, que
ampliam o alcance do leitor. Inicialmente optou-se por um conjunto
leitor/antena (L-A201/ L-AN200 (Stub)) para se obter um alcance de
30 metros.
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- Tag de Segurana L-T501 Fig.7: AcuWave Security Card [Acura
Security]
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- Tag de Segurana L-T501 Utilizado em controle de ativos e
veculos, ou crach em identificao pessoal. Uma bateria interna
alimenta o tag ativo. Transmite um sinal de radiofreqncia em um
intervalo pr-determinado. A vida til do tag estimado em 5 anos com
um intervalo de transmisso de 1,5 segundo, sendo que a mesma acaba
com o fim da carga da bateria.
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- Tag de Segurana L-T501 Possui antena interna e sistema
anti-coliso que permite a leitura de vrios tags ao mesmo tempo. Os
dados transmitidos podem incluir Site Code (CSC), ID do Tag,
Contador de Leituras, Alarme de Movimento e Status do Alarme. O tag
pode ser configurado para fornecer interface Wiegand e pode ter
sensor de movimento embutido, desta forma pode-se embutir a tag em
brinquedos e mapear o seu posicionamento no ambiente e/ou interagir
atravs de uma projeo multimdia com uma histria interativa.
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- Leitor e Tag para menor escala Fig.8: RFID Reader with USB
Keyboard emulation interface Fig.9: RFID Proximity ID
Identification Token YEL
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- [HINSKE, S., Langheinrich, M. 2009] An infrastructure for
interactive and playful learning in augmented toy environments.
Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Pervasive
Computing and Communications. [ADAM, Greenfield. 2006]. Everyware:
The Dawning Age of Ubiquitous Computing. Peachpit Press, pginas
11-12, 2006.
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- [SATYANARAYANAN, Mahadev. 2001] Pervasive Computing: Vision and
Challenges. To appear in IEEE Personal Communications, volume 8,
pginas 10-17, 2001. [LYYTINEN, Kalle & YOO, Youngjin. 2002]
Issues and Challenges in Ubiquitous Computing. Communications of
the ACM, volume 45, nmero 12, pgina 63, Dezembro 2002. [WEISER,
Mark. 1991] The Computer for the 21st Century. In: Scientific
American. Volume: 265, Number: 3, Pages: 94-104, Fevereiro
1991.
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- ACURA. Disponvel em: http://www.acura.com.br/acurasecurity
http://www.acura.com.br/acurasecurity
http://www.gaorfidassettracking.com/RFID_Asset
_Tracking_Products/index.php?main_page=produ
ct_info&cPath=141&products_id=694