La conciencia del contexto se refiere, en tecnologías de la información y la comunicación , a una capacidad de tener en cuenta la situación de las entidades [1] , que pueden ser usuarios o dispositivos, pero no se limitan a ellos. La ubicación es solo el elemento más obvio de esta situación . Definida estrictamente para dispositivos móviles , la conciencia del contexto generaliza la conciencia de la ubicación . Mientras que la ubicación puede determinar cómo funcionan ciertos procesos alrededor de un dispositivo contribuyente, el contexto puede aplicarse de manera más flexible con usuarios móviles, especialmente con usuarios de teléfonos inteligentes . La conciencia del contexto se originó como un término de la computación ubicua o como la llamada computación generalizada que buscaba lidiar con la vinculación de cambios en el entorno con sistemas informáticos, que de otro modo son estáticos. El término también se ha aplicado a la teoría empresarial en relación con el diseño de aplicaciones contextuales y problemas de gestión de procesos empresariales . [2]
En el pasado se han propuesto varias categorizaciones del contexto. Dey y Abowd (1999) [3] distinguen entre los tipos de contexto ubicación , identidad , actividad y tiempo . Kaltz et al. (2005) [4] identificaron las categorías usuario y rol , proceso y tarea , ubicación , tiempo y dispositivo para cubrir una amplia variedad de escenarios móviles y web. Sin embargo, enfatizan que para estas modalidades clásicas cualquier categorización óptima depende en gran medida del dominio de la aplicación y el caso de uso. Más allá, se pueden aplicar modalidades más avanzadas cuando no solo se abordan entidades individuales, sino también grupos de entidades que funcionan en una coherencia de contexto, como por ejemplo equipos en el trabajo o también portadores individuales con una multiplicidad de dispositivos.
Una comprensión clásica del contexto en los procesos de negocios se deriva de la definición de aplicaciones AAA [5] con las siguientes tres categorías:
Estos tres términos incluyen además la ubicación y la hora según lo indicado.
En informática, la conciencia del contexto se refiere a la idea de que las computadoras pueden percibir y reaccionar en función de su entorno. Los dispositivos pueden tener información sobre las circunstancias en las que pueden operar y, en función de reglas o de un estímulo inteligente, reaccionar en consecuencia. El término conciencia del contexto en la computación ubicua fue introducido por Schilit (1994). [6] [7] Los dispositivos conscientes del contexto también pueden intentar hacer suposiciones sobre la situación actual del usuario. Dey (2001) define el contexto como "cualquier información que pueda usarse para caracterizar la situación de una entidad". [1]
Aunque la comunidad informática percibió inicialmente el contexto como una cuestión de ubicación del usuario, como comenta Dey [1] , en los últimos años esta noción ha sido considerada no simplemente como un estado, sino como parte de un proceso en el que participan los usuarios; por lo tanto, se han propuesto modelos de contexto generales y sofisticados (véase la encuesta [8] ), para apoyar aplicaciones conscientes del contexto que los utilizan para (a) adaptar interfaces, (b) adaptar el conjunto de datos relevantes para la aplicación, (c) aumentar la precisión de la recuperación de información, (d) descubrir servicios, (e) hacer implícita la interacción del usuario, o (f) construir entornos inteligentes. Por ejemplo: un teléfono móvil consciente del contexto puede saber que está en la sala de reuniones y que el usuario se ha sentado. El teléfono puede concluir que el usuario está en una reunión y rechazar cualquier llamada sin importancia. [9]
Los sistemas conscientes del contexto se ocupan de la adquisición de contexto (por ejemplo, utilizando sensores para percibir una situación), la abstracción y comprensión del contexto (por ejemplo, haciendo coincidir un estímulo sensorial percibido con un contexto) y el comportamiento de la aplicación basado en el contexto reconocido (por ejemplo, desencadenando acciones basadas en el contexto). [10] Como la actividad y la ubicación del usuario son cruciales para muchas aplicaciones, la conciencia del contexto se ha centrado más profundamente en los campos de investigación de la conciencia de la ubicación y el reconocimiento de la actividad .
El conocimiento del contexto se considera una tecnología que permite los sistemas informáticos ubicuos. El conocimiento del contexto se utiliza para diseñar interfaces de usuario innovadoras y, a menudo, se utiliza como parte de la informática ubicua y portátil . También está empezando a sentirse en Internet con la llegada de los motores de búsqueda híbridos. Schmidt, Beigl y Gellersen [11] definen los factores humanos y el entorno físico como dos aspectos importantes relacionados con la informática. Más recientemente, también se ha trabajado mucho para facilitar la distribución de información de contexto ; Bellavista, Corradi, Fanelli y Foschini examinan [12] las diversas soluciones de middleware que se han diseñado para implementar de forma transparente la gestión y el aprovisionamiento del contexto en el sistema móvil. Grifoni, D'Ulizia y Ferri [13] proporcionaron una revisión de varios sistemas de servicios basados en la ubicación que tienen en cuenta el contexto y utilizan big data mediante el análisis de las opciones metodológicas y prácticas que sus desarrolladores hicieron durante las principales fases del proceso de conocimiento del contexto (es decir, adquisición del contexto, representación del contexto y razonamiento y adaptación del contexto). Perera, Zaslavsky, Christen y Georgakopoulos [14] han realizado un estudio exhaustivo sobre la computación consciente del contexto desde la perspectiva de la Internet de las cosas, revisando más de 50 proyectos líderes en el campo. Además, Perera también ha estudiado una gran cantidad de productos industriales en el mercado existente de IoT desde la perspectiva de la computación consciente del contexto. [15] Su estudio tiene como objetivo servir como guía y marco conceptual para el desarrollo e investigación de productos conscientes del contexto en el paradigma de IoT. La evaluación se ha realizado utilizando el marco teórico desarrollado por Dey y Abowd (1999) [3] hace más de una década. La combinación de Internet y las tecnologías emergentes transforman los objetos cotidianos en objetos inteligentes que pueden comprender y reaccionar ante sus contextos. [16]
El contexto relacionado con los factores humanos se estructura en tres categorías: información sobre el usuario (conocimiento de hábitos, estado emocional, condiciones biofisiológicas), entorno social del usuario (coubicación de otros, interacción social, dinámica de grupo) y tareas del usuario (actividad espontánea, tareas comprometidas, objetivos generales). Asimismo, el contexto relacionado con el entorno físico se estructura en tres categorías: ubicación (posición absoluta, posición relativa, coubicación), infraestructura (recursos circundantes para computación, comunicación, ejecución de tareas) y condiciones físicas (ruido, luz, presión, calidad del aire). [17] [18]
Mientras que las primeras definiciones de contexto tendían a centrarse en los usuarios o en los dispositivos que interactuaban directamente con los usuarios, la definición frecuentemente citada de Dey [1] (" cualquier información que pueda usarse para caracterizar la situación de una entidad ") podría tomarse sin esta restricción. El contexto centrado en el usuario, como puede usarse en el diseño de interfaces hombre-computadora , también puede implicar una separación demasiado clara y parcialmente arbitraria entre "contenido" (todo lo que los usuarios escriben explícitamente o les envían) y el contexto, que es implícito y se usa con fines de adaptación . Una visión más dinámica y descentrada, defendida por Dourish [19], considera el contexto como principalmente relacional . Esto fue originalmente congruente con el paso de la informática de escritorio a la informática ubicua , pero también encaja con una comprensión más amplia de la inteligencia ambiental donde las distinciones entre contexto y contenido se vuelven relativas y dinámicas. [20] En esta perspectiva, las fuentes de información (como los sensores de IoT ) que pueden ser contexto para algunos usos y aplicaciones también pueden ser fuentes de contenido primario para otros, y viceversa. Lo que importa es el conjunto de relaciones que las vinculan entre sí y con su entorno. Mientras que las primeras descripciones del contexto centrado en un solo usuario podrían encajar con los modelos clásicos de entidad-atributo-valor , los modelos de información basados en gráficos más versátiles, como los propuestos con NGSI-LD , se adaptan mejor para capturar la visión más relacional del contexto que es relevante para la Internet de las cosas , los sistemas ciberfísicos y los gemelos digitales . En esta acepción más amplia, el contexto no solo se representa como un conjunto de atributos adjuntos a una entidad, sino que también se captura mediante un gráfico que entrelaza esta entidad con otras. La conciencia del contexto es la capacidad de dar cuenta de esta información transversal de diferentes fuentes.
El conocimiento del contexto se ha aplicado al área del trabajo cooperativo asistido por ordenador (CSCW) para ayudar a las personas a trabajar y colaborar entre sí de forma más eficiente. Desde principios de los años 90, los investigadores han desarrollado una gran cantidad de sistemas de software y hardware que pueden recopilar información contextual (por ejemplo, ubicación, transmisiones de video, mensajes de estado de ausencia) de los usuarios. Esta información se comparte abiertamente con otros usuarios, mejorando así su conocimiento de la situación y permitiéndoles identificar oportunidades naturales para interactuar entre sí. En los primeros días de la informática consciente del contexto, muchos de los sistemas desarrollados para este propósito se diseñaron específicamente para ayudar a las empresas o a los equipos de trabajo separados geográficamente a colaborar en documentos compartidos o artefactos de trabajo. Sin embargo, más recientemente, ha habido un creciente volumen de trabajo que demuestra cómo esta técnica también se puede aplicar a grupos de amigos o familiares para ayudarlos a mantenerse informados de las actividades de los demás.
Hasta la fecha, los sistemas que utilizan el conocimiento del contexto para mejorar el conocimiento de la situación se pueden caracterizar por:
El contexto más común para obtener y compartir con el fin de mejorar el conocimiento de la situación es la ubicación del usuario. En un prototipo temprano, el sistema Active Badge, [21] por ejemplo, cada usuario tenía una insignia de identificación única que podía rastrearse mediante una serie de sensores infrarrojos en el techo. A medida que los usuarios caminaban por un edificio, su ubicación era monitoreada constantemente por un servidor centralizado. Otros usuarios podían ver esta información (ya sea en forma de texto o en un mapa, como se hizo en un trabajo posterior [22] ) para determinar si un usuario estaba en su oficina, lo que les permitía determinar el mejor momento para pasar por una conversación no planificada. La ubicación también se compartía en PeopleTones, [23] Serendipity, [24] y los sistemas de soporte de interacción grupal [25] para ayudar a los usuarios a determinar cuándo estaban cerca de amigos, usuarios con intereses personales compartidos y compañeros de equipo, respectivamente. En comparación con Active Badge, que solo muestra información de ubicación, estos sistemas son más proactivos y alertarán a los usuarios cuando estén cerca unos de otros. Esto permite al usuario saber cuándo hay una oportunidad de interacción potencial disponible, aumentando así sus posibilidades de aprovecharla.
Otro contexto popular para compartir es la actividad laboral de un usuario, a menudo mediante el intercambio de videos. En el sistema Community Bar, [26] los investigadores desarrollaron una aplicación de escritorio que periódicamente tomaba capturas de pantalla de la pantalla del usuario. Esta información se compartía luego con los compañeros de trabajo del usuario para que pudieran saber en qué documentos/artefactos estaban trabajando sus compañeros de equipo y proporcionaba un marco de referencia común para que los usuarios pudieran hablar sobre estos artefactos como si estuvieran juntos. En Montage, [27] se les da a los usuarios la capacidad de activar de forma remota la cámara web en la computadora de otro usuario durante un breve período de tiempo. Esta capacidad de "mirar" a otro usuario les permite ver si está ocupado o preocupado, lo que a su vez los ayuda a determinar mejor el momento más oportuno para iniciar una conversación.
Un tercer tipo de contexto que se puede compartir para mejorar o aumentar la conciencia situacional es el audio del usuario. En el sistema Thunderwire, [28] los investigadores desarrollaron un espacio multimedia solo de audio que permitía a los amigos compartir el audio sin procesar de los micrófonos de sus dispositivos móviles. Este sistema, que en esencia era una llamada en conferencia perpetua, permitía a los usuarios escuchar el audio de otros usuarios para determinar si participaban en una conversación y cuándo lo hacían. Los sistemas WatchMe [29] y ListenIn [30] también dependen en gran medida del audio para determinar si un usuario era potencialmente interrumpible y cuándo. Sin embargo, a diferencia de Thunderwire, estos sistemas dependen de algoritmos de aprendizaje automático para analizar el audio del usuario y determinar si está hablando. Esto permite que el sistema proporcione a otros usuarios el mismo contexto (es decir, si el usuario está o no en una conversación) sin tener que compartir el audio real, lo que lo hace más centrado en la privacidad.
Un cuarto tipo de contexto que se comparte habitualmente es la actividad general del usuario. En los sistemas Hubbub [31] y Conchat [32] , los investigadores desarrollaron una serie de aplicaciones de mensajería instantánea que controlaban cuándo el usuario estaba activo o inactivo mediante software o sensores ambientales, respectivamente. Esta información se podía proporcionar a otros usuarios para que supieran si sus amigos estaban disponibles para responder a sus mensajes y cuándo. En el sistema Digital Family Portrait [33] , los investigadores desarrollaron un marco de fotos digital que proporciona visualizaciones cualitativas de las actividades diarias de un usuario (es decir, un padre o abuelo mayor). Esta visualización se proporciona luego a los hijos adultos del usuario para que puedan "controlar" a sus padres sin tener que molestarlos explícitamente, lo que les permite "envejecer en el lugar".
Aunque estos sistemas demuestran cómo se puede utilizar la conciencia del contexto para apoyar la conciencia situacional y social, aún no se comprende por completo su eficacia a largo plazo. Muchos de los sistemas descritos anteriormente solo se han evaluado a nivel conceptual o para demostrar que el sistema es técnicamente viable. En consecuencia, si bien los resultados iniciales de estos estudios sugieren que la conciencia del contexto puede apoyar las tareas de conciencia situacional, se requieren más datos longitudinales.
Los agentes móviles sensibles al contexto [34] son los host más adecuados para implementar cualquier aplicación sensible al contexto. Las comunicaciones de voz y datos integradas modernas equipan al personal del hospital con teléfonos inteligentes para comunicarse vocalmente entre sí, pero preferiblemente para buscar la próxima tarea que se ejecutará y capturar el próximo informe que se anotará.
Sin embargo, todos los intentos de ayudar al personal con estos enfoques se ven obstaculizados hasta el fracaso de la aceptación por la necesidad de buscar en un nuevo evento las identidades de los pacientes, las listas de pedidos y los horarios de trabajo. Por lo tanto, una solución adecuada tiene que deshacerse de esa interacción manual con una pantalla pequeña y, por lo tanto, brindar al usuario
Los agentes móviles sensibles al contexto son un host adecuado para implementar aplicaciones sensibles al contexto más nuevas en relación con el nuevo paradigma de la industria 4.0 . Las comunicaciones (de voz y de datos) integradas modernas equipan al personal del taller o de la línea de producción con teléfonos inteligentes para comunicar datos al control de producción para obtener retroalimentación, donde los datos se originan a partir de la detección e identificación de componentes y piezas para integrarse en la gestión de producción flexible para productos a pedido.
Sin embargo, todos los intentos de apoyar al personal con estos enfoques se ven obstaculizados por los cronogramas de producción fijos, a menos que la información sobre la demanda del cliente y la configuración del producto se pueda combinar con el suministro de piezas. Por lo tanto, una solución adecuada debe eliminar la interacción faltante entre el plan de producción y la aparición de información y material relevantes en la línea de producción mediante
El requisito clave es implementar una solución que no requiera la interacción manual de los trabajadores con el manejo de la información. De lo contrario, la tasa de errores aumentará con el aumento de los requisitos de información.
Además, ninguna de las soluciones de localización RFID, WLAN o RTLS convencionales que se anuncian como de localización más precisa ofrecen la calidad requerida, ya que determinar una ubicación en una posición convencional buscando coordenadas absolutas falla tanto técnica como económicamente. Otros enfoques basados en la localización difusa prometen una mejor rentabilidad de la inversión.
Un juego omnipresente aprovecha los contextos humanos percibidos para adaptar los comportamientos del sistema de juego. Al combinar elementos reales y virtuales y permitir que los usuarios interactúen físicamente con su entorno durante el juego, las personas pueden participar plenamente y lograr una mejor experiencia de juego. Por ejemplo, un agente autónomo informa sobre un juego omnipresente que utiliza los contextos de la actividad y la ubicación humanas en hogares inteligentes . [35]
Los museos y sitios arqueológicos a veces proporcionan dispositivos móviles multimedia como una alternativa a la guía de audio convencional (ver por ejemplo el Tate Modern en Londres. [36] Un dispositivo sensible al contexto utilizará la ubicación, las interacciones actuales del usuario y el gráfico de objetos conectados para adaptar dinámicamente la información presentada al usuario. [37] En algunos casos esto se combina con navegación en tiempo real alrededor del sitio para guiar al usuario a artefactos o exhibiciones que probablemente sean de interés, según las interacciones previas del usuario. [38]
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