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Laboratory for Advanced Collaboration
L A C
LAC+10 Retrospectiva de 10 anos do LAC
Markus Endler
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Gênese
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Gênese (2002-03)
Negociações para criar uma filial da Frauenhofer Gesellschaft (FhG) na PUC-Rio
– Idéia: ser um laboratório de pesquisa aplicada interdisciplinar sobre Realidade Virtual, Engenharia de Software e Mobilidade
– Visita à FhG FIRST (Berlim), em abril 2002
Profs Lucena e Gattass negociam com a PUC e FPLF espaço físico (duas salas FPLF), em junho 2002
LAC é criado como alternativa ao fracasso nas negociacões com a FhG (2o semestre 2002)
Contrato da FhG para desenvolver sistema de Gestão de Conhecimento (com Milestone) e tropicalizacão do Aula-net (2002/03)
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Primeira Fase
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Fase da Pesquisa com pouca verba (2003-2007) • Em 2003, concepção de um middleware para coleta e
processamento de informações de contexto, e de inferência de localização usando 802.11 fingerprinting
• Em Março/2004, Vagner Sacramento finaliza os primeiros componentes da Mobile Collaboration Architecture - MoCA
• Inspirado no produto Ekahau, em Ago/2005 Fernando Ney conclui o desenvolvimento do Location Inference Service (LIS) baseado em Análise de Cenas do sinal 802.11
• MoCA passa a ser a plataforma fundamental para várias pesquisas de middleware e de aplicações cientes da localização
• Apoio financeiro apenas para viagens a conferências (Projeto Universal 2003-2005)
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Personalities
MoCA: Middleware para provisão de contexto
Client Cm+ECI M
UDS CIS CS
which CIS?
context
Appl ?
Req/Peply Req/reply
evento
Pub/Sub
LIS
COPS
Serviços Básicos
Server
Cm+ECI
Server Server
Cm+ECI
Proxy
Adaptações específicas da aplicação
Aplicação
SRM
Pub/Sub
Plataforma de middleware para aplicações móveis com serviço de provisão de contexto, inferência de localização simbólica, proxy para adaptação de conteúdo, comunicação Pub/Sub, serviço para controle de privacidade
http://www.lac.inf.puc-rio.br/moca
M: Monitor Cm: Communication API EPI: Event-Processing Interface UDS: Ubiquitous Discovery Service LIS: Location Inference Service CIS: Context Information Service CS: configuration Service SRM: Symbolic Region Manager COPS: Context-oriented Privacy Service
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Fase 1: Pesquisa com pouca verba (2003-2007) • Surgem vários trabalhos baseados na MoCA:
– Flocks: um Framework para comunicação baseada em localizacão - Kleder Gonçalves, 2005
– Matchmaking baseado em Interêsses baseados em localização - Rodrigo Machado, 2005
– Descoberta e Selecão de Recursos em Grades móveis - Luciana Lima, 2007
– Event Communication Interface (ECI): uma API para comunicação assíncrona - Gustavo Baptista, 2006
– Monitores para as plataformas (WinXP/WinCE/Linux/Symbian) – Gustavo Baptista e Luiz Valente
– CoPS: serviço de controle de privacidade sobre dados de contexto - Vagner Sacramento, 2006
– Proxy Framework: adaptação de conteúdo baseado em contexto - Hana Rubinsztejn, 2007
– Gerenciamento Dinâmico de domínos e interêsses de contexto – Ricardo da Rocha, 2008
– Personalities MoCA/ORB, MoCA/MAX, MoCA/WS: APIs de acesso aos core services por CORBA, Framework de Agentes Jade, e Web Services
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Impacto Primeira publicação na Conferência Middleware 2004
Demo do sistema no Salão de Ferramentas do SBRC 2006
Principal Publicação: IEEE Distributed Systems Online 2006 (> 115 citações)
A partir daí, MoCA passa a ser conhecida e usada como SW base para outros sistemas móveis e ubíquos, em vários grupos de pesquisa.
Exemplos: – MoGrid: a middleware for mobile Grids (LNCC/RJ) – PhD thesis
– Context-aware Exeption Handling for Ubiquitous environments (LES/PUC-Rio) - M.Sc. thesis
– ContextTV: a context-aware middleware for interactive digital TV on mobile devices (UF Pernambuco) – M.Sc. thesis
– Integration of JSP with MoCA as a web service (UF Viçosa/MG)
– MAG/MoCA: Interface for Grid access through handheld devices (UF Maranhão, 2008)
– Location-based Semantic Web Policies – Project Protune: Daniel Olmedilla/W. Nejdl (L3S, 2008)
– Context-aware pervasive games (IME/USP, 2012) - PhD thesis
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Segunda Fase
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Fase das Cooperações (2005-2009) LAC é convidado para vários projetos:
• Active Classroom (2005-07) com SERG, MWlab e Microsoft Research, Redmond
– Apoiar M-learning, e interação em espaços ativos
– Middleware e aplicativos (exemplo: compartilhamento e co-edição de apresentações)
– Usar informacão de contexto para otimizar a interação móvel
• Mobilis (2007-09) com TU Dresden e UFMG
– Desenvolver um Framework para Colaboração ciente da localização para usuários móveis
– Arquitetura orientada a Serviços
• Integrade (2007-09) com IME/USP, UFG e UFMA
– Middleware p/ grades móveis (redes espontâneas)
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Principais Resultados Active Classroom Interactive Presenter for Handhelds (iPH) - Marcelo Malcher (2007)
• Objetivo: compartilhar transparências e anotações (com ink) em handhelds e explorar detecção de co-localização
• Papéis: Master, Contributor, Viewer
Características do iPH:
• Uso da MoCA
• Adaptacão do middleware ConferenceXP (Microsoft) para .Net Compact Framework2.0
www.lac-rio.com/iph
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Principas Resultados Projeto Mobilis No projeto Mobilis, deu-se maior ênfase em:
– middleware e frameworks para os clientes móveis (baseados na plataforma Android)
– Suporte para comunicacão assíncrona entre clientes móveis
– Deployment, composição e carregamento de componentes a partir de uma biblioteca de componentes
– aplicações mobile baseadas em mapas e permitindo o compartilhamento de informacões sobre a posição de clientes em tempo real
– Composição de serviços de colaboracão mobile
UF Maranhão UFMG
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Arquitetura Mobilis
• Shared Data Manager (SDM) – Comunicação assíncrona local e remota
• Context Management Service – Framework deployment dinâmico de Context
Providers
• Kaluana – Component Manager: Descoberta,
deployment and binding entre componentes
– AdaptaHon Manager: trata da troca e instalacão de componentes da aplicação de acordo com o contexto atual
• MD-‐DECI Broker – Comunicação Pub/Sub remota baseada em
brokers – Uso do SIP, tratamento de desconexões curtas e
travessia Firewall/NAT
Juliana Aquino e Marcelo Malcher
Lincoln David Silva
Gustavo Baptista
Hubert Fonseca & Alan Valeriano
www.lac-rio.com/projects/mobilis
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Context Management Service
www.lac-rio.com/context-management-service-cms
Gerencia módulos para a coleta, processamento e distribuição de qualquer Hpo de dado de contexto, nos clientes móveis.
Cada Hpo de informacão de contexto é produzido por um Context Provider (CxP) específico.
CMS pode instanciar, aHvar ou desaHvar CxPs independentemente, sempre que uma aplicação cliente precisar da informacãod e contexto correspondente.
Permite a definição de CxPs mais abstratos, que recebem como entrada eventos de CxP mais básicos
Também suporta descoberta e carregamento dinâmico de novos CxP de um respositóro remoto.
CxP
CxP
CxP CxP
CxP
CxP
CxP
CMS
App cliente
ContextProvider Repository
CxP
Lincoln Davi Silva
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Terceira Fase
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Fase dos Projetos Financiados (2009- )
Pesquisa em Internet do Futuro (CPqD - Campinas)
– Estudo das tendências e impactos da computacão pervasiva na internet
Net-ready Applications for Rotorcraft Safety and Survivability (Boeing, Bell, Sikorsky & Harris Corporation)
– Middleware para compartilhamento de informacões e situation awareness entre pilotos de helicópteros
InfoPAE Móvel (TecGraf/SM)
– Middleware descentralizado e escalável para comunicação e rastreamento de caminhões e detecção de eventos e padrões anormais de mvimento
MobileHealthNet (UF Maranhão, Hosp. Pres.Dutra -Maranhão)
– Criar redes sociais pervasisvas para facilitar a colaboração entre profissionais da saúde e entre médicos e pacientes
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Net-ready Applications for Rotorcraft Safety and Survivability
AH-64 Apache Mesa, AZ
AH-64 Apache Mesa, AZ
Unidade com Radar Meteorológico
H-47 Chinook Philadelphia, PA
Aplicações para compartilhamento, em tempo real, de: • informações meteorológicas • pontos de interêsse marcados pelos pilotos em mapa • dados sobre a operação dos helicópteros (altutude, aceleração, rpm, etc.)
Middleware baseado no DDS com interoperabilidade entre produtos produto DDS.
Parceiros:: Vertical Lift Consortium(VLC)
Gustavo Baptista
Rede IP baseada em rádio
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InfoPAE Móvel
• Rastreamento de frotas de veículos para logística, levando em conta perda de conectividade wireless e de sinal de GPS, etc.
• Desenvolvimento de um middleware de monitoramento de veículos que escale para milhares de veículos;
• Permita o uso de várias empresas rastreadoras de veículos e várias operadoras móveis
Eventos relevantes: momentos de parada (engarrafamento, chegada/partida de ponto de fornecimento, etc.), quantidade descarregada, etc.
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Natureza e Foco da Pesquisa Os projetos possibilitaram complementar a bolsa de todos os
pesquisadores do LAC (alunos de pós-graduação e estagiários)
Natureza da pesquisa:
– Orientada à aplicações concretas, com problemas reais
– Mas criando soluções e inovação tecnológica reutilizável pera vários setores
– Ao mesmo tempo, mantendo alta produtividade acadêmica
Devido a esses projetos, pesquisa no LAC levou a novo enfoque:
– Adoção do padrão OMG Data Distribution Service (DDS), como infra-estrutura básica de comunicação;
– Objetivos: Arquitetura decentralizada e escalável
– Aplicações de rastreamento, comunicação e coordenacão de grupos móvel (frotas, forças tarefas, etc.)
– Middleware para compartilhamento e inferência distribuída e escalável de contextos individuais e situações coletivas ( Projeto ContextNet)
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Data Distribution Service
Data Writers: publicadores de dados Publisher: container de vários DWs Aplicação: associa DWs a topicos
Data Readers: assinam topicos passando um filtro Subscribers e DRs: sua própria politica de QoS
Aplicação: associa DRs com tópicos e recebe dados usando listenes (async) ou Wait-Sets (sync)
• Um modelo para comunicação assíncrona (Pub/Sub) centrado nos dados (em Tópicos) • Tópicos e seus atributos são defiidos em OMG IDL • Arquitetura decentralizada (sem broker) e com alta performance • Permite associar polticas de QoS a varias entidades
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Projeto ContextNet: Objetivos Gerais
Criar middleware e frameworks que facilitem o desenvolvimento de aplicativos para colaboração e coordenação de uma grande quantidade de nós/agentes móveis, levando em conta os seus contextos.
Principais requisitos:
• Garantir alta confiabililidade e baixa latência da comunicação, apesar da conectividade intermitência, da mobilidade e dos recursos escassos nos dispositivos
• Comunicação assíncrona entre todos os agentes móveis
• Alta escalabilidade (>100.000 nós, numero de aplicações e no volume de dados transmitidos)
• Detectar, em tempo real, padrões de mobilidade relevantes para as aplicações
• Através do compartilhamento e processamento de dados de contexto, permitir uma ciencia da situação global (p.ex. padrões globais de mobilidade)
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ContextNet: Arquitetura de Software
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Scalable Data Distribution Layer (SDDL) do ContextNet
Lincoln David, Rafael Vasconcelos, Lucas Alves e Rafael Pinho
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Protocolos e Camadas do SDDL v3
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Rotótipos baseados no SDDL
InfoPAE Móvel
ARFF: Acompanhamento Remoto de Fiscais e Frotas (em parceria com UFF)
Cliente para Android
Controller em web browser
Igor Vasconcelos, Luciano Sampaio e Caio Seguin
Lincoln David, Rafael Vasconcelos, Lucas Alves e Rafael Pinho
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E além da P&D…?
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Nesses 10 anos
Já tivemos momentos difíceis...
CCEAD LAC
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Mas também …
… recebemos muito apoio e reconhecimento de parceiros:
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Fizemos muitas viagens e amigos … No Projeto Mobilis:
2 workshops em Dresden, 3 workshops no Brasil
Middleware 2009
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E também muitas conquistas
Alguns Highlights:
2004: Apresentação da MoCA na Middleware (Toronto)
2006: Primeiro Lugar na Sentinent Future Competition com o artigo Large Scale Body Sensing for Infectious Disease Control, ETH Zürich
2007-08: Marcel Kania e Istvan Korén (TU Dresden) fazem estágio no LAC
2009: Começa a parceria com o TecGraf no projeto InfoPAE Móvel
2010: Kick-off meeting na Boeing (Philadelphia) do projeto Net-ready Applications for Rotorcraft Safety and Survivability
2011: Site www.lac-rio.com vai ao ar (média 11,2 page views/dia, 3,9 visitas/dia)
2011: Concepção e implementacão do SDDL-v1 em apenas 3 meses!
2012: Demonstração do SDDL/ContextNet no Salão de Ferramentas do SBRC
2012: Teste colaborativo do SDDL com nós simulados na internet
2012: Melhor artigo no SB Sistemas Colaborativos
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LAC em Números
Espaço físico:
• ≈25 m2 (8-9 postos de trabalho)
Formação de RH:
• 6 Teses de doutorado
• 11 Dissertações de mestrado
• 7 Trabalhos finais de graduação (2 da Alemanha)
Produção acadêmica:
• 10 artigos em journals
• 2 livros (SpringerBriefs, a partir de Teses)
• 9 capítulos de livro
• 66 artigos em conferências e workshops
Sistemas de Software gerados:
• inúmeros
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Alguns Testemunhos
“A minha experiência participando do LAC foi extremamente enriquecedora. O laboratório, através dos coordenadores e do Prof. Endler, oferecia ao participantes um ambiente físico e social extremamente agradável e desafiador.
Devido ao alto nível acadêmico dos participantes, as interações sempre traziam um forte estímulo ao desenvolvimento de cada um e o laboratório era um grande catalisador destes desenvolvimentos. Não era raro chegar lá tarde da noite e em fins de semana e encontrar colegas realizando suas tarefas e sempre dispostos a ajudar caso necessário.
Sete anos após ter me desligado do Laboratório devido ao término do meu programa de pós-graduação, sinto saudades dos momentos que passei participando desta comunidade, com ótimas lembranças das experiências vivenciadas.”
– Antonio Theophilo
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Alguns Testemunhos
“O laboratório apresenta uma prática muito interessante em suas reuniões: a cada quinze dias toda a equipe se reúne e discute os projetos em que estão envolvidos. Esta proximidade faz com que os desenvolvedores passem a ter contato com tecnologias que estão sendo utilizadas em outros projetos, ou ainda que possam contribuir com alguma solução para um problema compartilhado com o grupo.
Achei esta etapa do estágio muito satisfatória pois são raros os lugares que permitem um aprendizado tão concreto, passando por todas as suas estapas: estudo, implementações básicas e só então um projeto mais avançado.”
– Lucas Alves
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Alguns Testemunhos
Olá pessoal, para a nova geração que não me conhece, meu nome é Vagner, um dos primeiros a povoar o LAC, em Setembro de 2002. Atualmente, sou professor do Instituto de Informática na Universidade Federal de Goiás e tenho como foco de pesquisa a área de Big Data Geográfico.
Sou eternamente grato pela experiência vivida no LAC/PUC-Rio junto com um grupo tão harmonioso e
alegre. Nunca me esqueço dos nossos embates técnicos, das farras, das feijoadas em Teresópolis, ... ah, que Saudade!
Com certeza, aprendi não só a fazer pesquisa em profundidade, mas, principalmente, a conviver e
trabalhar em grupo. Sempre mergulhei de pé e cabeça em todos os meus projetos de vida. A convivência neste grupo, sob a tutela do Markus, contribuiu muito para controlar o meu ímpeto e respeitar as diferenças de visões, forma de trabalho, e outras individualidades de cada integrante. Isto foi fundamental para o meu crescimento pessoal e profissional.
Esse ambiente harmonioso e integrado permitiu que gerássemos como “filho”, a plataforma MOCA. Nosso
primeiro artefato e legado do laboratório que envolveu muita gente da minha geração.
Infelizmente, não pude participar desta data comemorativa tão importante para o grupo. Sinto muita saudade das pessoas, do ambiente de trabalho e do dia a dia da pesquisa.
Deixo aqui os meus sinceros agradecimentos ao Markus e ao grupo que contribuiu para construir e evoluir
o ambiente de pesquisa do LAC. Este, com certeza, foi e ainda é fundamental na formação e materialização do projeto de vida de tantas pessoas cumprindo de forma excepcional seu papel social e técnico-científico.
Grande Abraço,
Vagner Sacramento
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Agradecimento a todos os colaboradores
Fase 1:
Dr. Vagner J. do Sacramento Dra. Hana K. Rubinsztejn Dr. Ricardo da Rocha Dr. José Viterbo Filho Dra. Luciana Santos Lima Fernando Ney Nascimento Antonio Theophilo Gustavo Baptista Kleder Gonçalves Dr. Helcio Melo Rodrigo Prestes Machado Giulliano Bueno Victor Fusco Marcelo Malcher Luis Valente Tatiane Mendonça Paulo F. Neves
Fase 2:
Dr. Ricardo da Rocha Dr. José Viterbo Filho Gustavo Baptista Marcelo Malcher Lincoln David Silva Juliana F.S. Aquino Hubert Fonseca Jordan Janeiro Eleonora Weiner Allan Valeriano Artur Maligo
Fase 3:
Dr. José Viterbo Filho Gustavo Baptista Marcelo Malcher Lincoln David Silva Rafael O. Vasconcelos Rafael Pinho André Victor Pantoja Vitor Pinheiro Lucas de Queiroz Alves Igor Vasconcelos Luciano Sampaio André MacDowel Caio Seguin João Pedro Pinheiro Mateus Maciel Alan Costa Daniel Endler
Que o espírito de equipe e o ambiente de trabalho inspirador do LAC continue a “contaminar” os
pesquisadores da próxima década!
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Muito Obrigado, e parabéns a todos!
Laboratory for Advanced Collaboration