Ubiquitous Information Systems (UIS) unterstützen einzelne Nutzer sowie Gruppen von Nutzern in Situationen des täglichen Lebens überall und jederzeit durch Services, die mit Technologien des Ubiquitous Computing realisiert werden. UIS besitzen komplexere Designanforderungen als Informationssysteme, die auf Büroszenarien beschränkt sind. Dazu gehört z.B. der Bedarf nach Inhalten, die übergangslos von jedem mobilen oder auch eingebetteten Endgerät in der physischen Umgebung präsentiert werden können, je nachdem wohin sich der Nutzer in der Umgebung bewegt. Des Weiteren stellen situative Kommunikation und Kollaboration von Nutzergruppen in hochdynamischen und kontext-sensitiven physischen Umgebungen einen neuen Grad der Herausforderung dar im Vergleich zu gut strukturierten Online-Szenarios. Damit Inhalte ohne Probleme in solch hochdynamischen Umgebungen kontext-sensitiv angeboten werden können, sind lose gekoppelte und verteilte Serviceinfrastrukturen nötig, die auf bereits semantisch angereicherte Ressourcen zurückgreifen können.
In diesem Forschungsfeld beschäftigen wir uns mit der Erforschung sowie dem Einsatz von Design Methodiken in integrierten Informations- und Servicesystemen. Die resultierenden UIS werden rigoros mittels empirischer Studien evaluiert. Als Beispiel sei das „Intelligente Badezimmer“ genannt, welches im Rahmen des EU Projekts IKS entwickelt und evaluiert wurde. Es bietet Nutzern digitale Informationen an entsprechend ihrem Verhalten im Badezimmer.
Design Prozess
Die Klasse der UIS wird bis jetzt von Ad-Hoc Methoden, genauer “Wild-West-Prototyping” regiert. UIS benötigen aber Designansätze, die eine ganzheitliche Sicht auf Situationen ermöglichen, in denen einzelne Nutzer und Gruppen miteinander sowie mit verfügbaren Services interagieren. Das Design von UIS hängt nicht nur von technischen Aspekten ab, sondern auch von Nutzern, sozialen Interaktionen sowie physischen Gegebenheiten im Raum. UIS Umgebungen können zur Designzeit nie völlig ausspezifiziert werden, d.h. Designs für UIS müssen flexibel genug gehalten sein, um mit einer Masse von unvorhergesehen Ereignissen und Entitäten umgehen zu können. Dies steht natürlich im Gegensatz zu den voll spezifizierten, künstlichen digitalen Umgebungen der traditionellen Informationssysteme. Wir verwenden die Situational Design Methodology for Information Systems (SiDIS), um UIS zu designen. Diese Design Methode verwendet drei Typen von konzeptuellen Modellen sowie entsprechende Translationsprozeduren (Maass & Janzen, 2011). Der Ansatz der konzeptuellen Modellierung in SiDIS unterstützt auf der einen Seite eine ganzheitliche und explizite Repräsentation von Kommunikations- und Kollaborationssituationen für UIS. Auf der anderen Seite benutzt der Ansatz Serviceinfrastrukturen, um soziale Funktionen zwischen Rollen zu unterstützen.
Technologien
Wir implementieren UIS mittels innovativer Technologien, wie z.B. semantischen Technologien, Machine Learning, RFID und anderen Sensortechnologien. Um Endgeräte und interaktive Möbel in der physischen Umgebung zu beschreiben, nutzen wir die Produktontologie Smart Product Description Object (SPDO), die ein Kernmodell generischer, prototypischer Aspekte von Produkten repräsentiert (Janzen & Maass, 2008; Janzen et al., 2010). Domänenspezifische Konzeptualisierungen können als Module hinzugefügt werden, z.B. Konzepte aus der Kosmetikbranche. Aussagen über alternative oder zu spezifischen Inhalten passende Endgeräte in der physischen Umgebung werden auf Basis spezieller SPDO Konzepte dynamisch generiert. Jede SPDO Instanz repräsentiert dabei ein Endgerät. Die Verarbeitung der semantischen Beschreibungen der Endgeräte wird durch die semantische Middleware TnT2 ermöglicht, die unterschiedliche, semantische Wissensressourcen zusammenfasst und zu einer einheitlichen Wissensbasis kombiniert (Maass & Filler, 2006; Janzen et al., 2011). Dies ermöglicht die Verknüpfung unterschiedlicher Wissensressourcen sowie die Ausführung semantischer Regeln (Jena Rules) oder Konsistenzchecks der Wissensbasis. Zudem bietet TnT2 externen Softwaremodulen die Möglichkeit, Listener auf bestimmte Änderungen der Daten innerhalb der Wissensbasis zu registrieren.
Janzen, S., Blomqvist, E., Filler, A., Gönül, S., Kowatsch, T., Adamou, A., Germesin, S., Romanelli, M., Presutti, V., Cimen, C., Maass, W., Postaci, S., Alpay, E., Namli, T., Erturkmen, G. B. L.
IKS Deliverable - D4.1 Report: AmI Case - Design and Implementation (Public), 2011.
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Smart Product Description Object (SPDO), Poster Proceedings of the 5th International Conference on Formal Ontology in Information Systems (FOIS2008), Saarbrücken, 2008.
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Tip 'n Tell: Product-Centered Mobile Reasoning Support for Tangible Shopping , Proc. of MSWFB 2007: Making Semantics Work For Business, part of 1st European Semantic Technology Conference, Vienna, Austria, 2007.
PDF (87 KB)
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Reasoning on Smart Products in Consumer Good Domains, Workshop AmI Blocks at the European Conference on Ambient Intelligence (AmI-07) , Darmstadt, 2007.
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Maass, W.; Schoder, D.; Stahl, F.; Fischbach, K. (Hrsg.) Towards Navigation in Semantically Annotated Physical Product Descriptions, Design of Smart Products, 2006, pp. 47-54.
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In Ch. Hochberger and R. Liskowsky (Hrsg.) Towards an infrastructure for semantically annotated physical products., Informatik 2006, Lecture Notes in Informatics, Springer, 2006, P-94, pp. 544–549.
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