Curso UIMP: Aplicaciones de Inteligencia Ambiental


Los ponentes de la Universidad de Salamanca y Telefónica I+D no se han podido presentar y ha sido el director del curso, José Manuel Molina, el que nos ha dado las sesiones de la mañana sobre inteligencia ambiental (AmI) y sus aplicaciones en el mundo real y en España.

La charla de hoy comenzó con una aplicación desarrollada en la Universidad de Salamanca (que debería haber explicado uno de los conferenciantes que no pudo venir al curso) de un sistema RFID en el área de la Salud. Se trata del control de enfermos de alzheimer y gestión de un centro de día.

AmI en la Salud

Todos los enfermos llevan una pulsera RFID que es traceada en las puertas de las habitaciones y pasillos. Por otra parte los empleados y empleadas del centro disponen de una PDA en la que pueden controlar la posición de los pacientes, reciben las alarmas cuando sucede alguna incidencia y en la que disponen de un gestor de tareas. Las tareas son planificadas y asignadas dinámicamente por un sistema inteligente planificador en función de información de contexto de enfermos y empleados (situación, dilatación de tiempo de tarea en curso de un empleado que le impide realizar la siguiente, que es asignada automáticamente a otro empleado libre, el más cercano al paciente sobre el que hay que realizarla) La tecnología empleada y la aplicación de planificación se han realizado como prototipo. La inversión en tecnología del centro ha sido bastante elevada ya que la cobertura completa de las puertas del mismo requería muchos lectores, que son la parte más cara de un sistema RFID.

La técnica de inteligencia artificial utilizada en el planificador es CBR (Case-Based Reasoning) Esta técnica asociada a la planificación de tareas parece que es bastante común porque también se usa en otra aplicación de la misma universidad en el sector turístico que se comenta más adelante.

Al hilo de la eficiencia de la tecnología RFID para cubrir las puertas en la aplicación de control de enfermos, el ponente comentó la tecnología Ultra Wide Band (UWB) como una posible solución, ya que ofrece cobertura tridimensional en posicionamiento (3D, en lugar de la habitual bidimensional en el plano) En su universidad están utilizando un kit de una empresa americana Ubisense, que cumple con el estándar recientemente aprobado al 100% (por lo visto existen otras empresas, incluso en España pero no han sido tan rápidas en incorporar la versión definitiva del estándar)

AmI en la Accesibilidad

Otro ejemplo de aplicación desarrollada en el área de accesibilidad de personas con alguna discapacidad por el Departamento de Tecnología Fotónica de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) es la de las gafas sensibles al contexto para que las personas sordas puedan ver las películas en los cines subtituladas. Ejemplo de lo que yo llamo Inteligencia Asistiva. Se trata de unas gafas especiales que recogen de forma inalámbrica la información de subtítulos (previamente elaborada por un equipo de profesionales al efecto, que no solamente describen los diálogos sino también el contexto de la escena) y la proyectan de manera sobreimpresionada solamente visible por el portador de las gafas.

Inteligencia Ambiental

Una vez explicadas estas primeras aplicaciones, se pasó a definir de manera formal la Inteligencia Ambiental (AmI) Existen dos enfoques del mismo concepto a los dos lados del atlántico. En el lado americano se llama computación ubicua y el fundador del concepto se llama Mark Weiser (fallecido hace unos años de cáncer cuando todavía era bastante joven)

La versión europea se puede encontrar en el ISTAG (ver también entrada en wikipedia), un sitio web de divulgación de la investigación en tecnologías de la información en Europa de la Unión Europea. En esta web se puede encontrar un el informe que se redactó en el año 2003 sobre la investigación y aplicaciones de la Inteligencia Ambiental en Europa. A lo largo de estos años se han ido desarrollando proyectos de investigación (incluyendo su difusión/transferencia hacia la pequeña y mediana empresa, como Ami4sme o rfid4sme) en el ámbito europeo que han buscado obtener un liderazgo de Europa en este campo.

Presentación de Telefónica I+D

José Manuel Molina nos expuso la presentación de su colega de telefónica I+D que no pudo asistir. Esta empresa y su departamento colaboran de forma estrecha en diversos proyectos por lo que su exposición fue con conocimiento de causa. La presentación curiosamente sigue la misma línea de contenidos que los presentados hasta ahora en el curso (a pesar de que el ponente de telefónica I+D que las preparó no tenía información del resto de los contenidos que se iban a dar en el curso)

En las primeras transparencias introductorias se habla de la Inteligencia Ambiental (AmI), que se caracteriza por tener cantidades ingentes de objetos inteligentes distribuidos y conectados entre sí por diversas tecnologías inalámbricas (en forma de redes adhoc) que obtienen datos, controlan el entorno y interactúan con los usuarios. No hay que confundir con objetos en movimiento o realidad virtual (en esta, el usuario está inmerso en una realidad artificial mientras que en AmI es el entorno el que “se mete” en el usuario) También se mencionó de nuevo la visión europea de Ambient Intelligence (AmI) del ISTAG y la visión americana de uno de los pioneros en computación ubicua llamado Mark Weiser con su artículo “The computer of the 21st cebtury“.

La comunicación, como hemos dicho, se realiza a través de varias tecnologías inalámbricas, a las que hay que añadir los protocolos. El consumo de potencia es un factor crítico para el que se buscan soluciones imaginativas. Por ejemplo, utilizar la red de comunicaciones móviles y los periodos de sincronización con la estación base del terminal para activar el GPS (que consume mucha potencia), recoger las coordenadas y transmitirlas.

Usabilidad (Interfaces Multimodales Inteligentes)

La usabilidad es un tema fundamental en AmI, que busca que la tecnología que hay en los sistemas desaparezca para el usuario. Para ello se diseñan interfaces multimodales inteligentes (adaptativos) en los que la entrada se realiza a través de texto escrito, lenguaje, gestos, etc. y la salida a través de texto, habla, gráficos, gestos, etc. Se utilizan técnicas de interfaces inteligentes basadas en agentes autónomos, bien antropomórficos o bien sin presencia (hay cierta polémica en el asunto) Se usan también otras técnicas como el user modeling y el user profiling. Se implementan “interfaces afectivas” capaces de reconocer emociones en el usuario y expresarlas hacia el mismo usuarios y “realidad aumentada” que permite integrar información adicional con la imagen real (por ejemplo en los salpicaderos de los coches, en los cascos de los bomberos, en las gafas de los sordos para ver los subtítulos en el cine o los patrones de barcos de la copa américa, …)

Se habló d los retos que hay que superar a la hora de desarrollar aplicaciones de Inteligencia Ambiental:

  • Múltiples fuentes de información (fusión)
  • Sincronización temporal
  • Correlación e integración (mantener la coherencia)
  • Mecanismos para pasar los datos de información contextual a las aplicaciones
  • Un mismo dato contextual puede ser utilizado por varias aplicaciones
  • Inteligencia para procesar la información, deducir su significado y actuar de acuerdo a ello

Se trató la jerga que está surgiendo entorno a los paradigmas que se ponen en juego con las aplicaciones de Inteligencia Ambiental: se ha pasado de aplicaciones “computer centric” a una nueva generación de aplicaciones “environment centric” (centradas en el entorno) y de aplicaciones “desktop centric” (centradas en las metáforas de las interfaces de usuario) a aplicaciones “user-centric” (centradas en el usuario)

Existen multitud de componentes tecnológicos de la Inteligencia Ambiental (AmI): sistemas embebidos, redes de sensores inalámbricos, wearable computers, … (ver transparencias) El problema/reto que tiene actualmente la AmI es la estandarización e integración de todos esos componentes.

Visión de Telefónica I+D de la AmI y proyectos participados

(ver transparencias 28 en adelante)

El objetivo de una compañía de telecomunicaciones como telefónica es encontrar la forma de adaptar y personalizar de forma proactiva los servicios que ofrece a sus clientes para fidelizarlos. Quieren simplificar el uso de sus servicios para que sirvan al mayor rango de clientes posibles. Quieren que la tecnología se vuelva invisible (uno de los objetivos de la AmI también)

Los proyectos de AmI a los que se enfoca telefónica están en los ámbitos de: Ciudad, Hogar, Automóvil (el automóvil conectado, AmI@car), Hospital (AmI@Hospital), entornos públicos (AmI@Museum), …

Se explayó en las aplicaciones en hospitales (ya hemos visto algunas de ellas en días anteriores) El entorno hospitalario es un entorno multidisciplinar complejo en el que no siempre se acepta de buen grado la tecnología. Las áreas en las que se introduce AmI es en la gestión hospitalaria y la teleasistencia. La localización del personal, el seguimiento de pacientes en hospitalización, los equipamientos inteligentes capaces de ser localizados, el control de los medicamentos con etiquetas inteligentes que evitan el fraude y las equivocaciones, ropa biométrica, el historial clínico electrónico y los sistemas de ayuda a la decisión en diagnóstico y tratamiento. Todo esto busca acelerar y adecuar las respuestas a incidencias dentro y fuera del hospital.

En cuanto a las aplicaciones en los museos es algo que se viene ya desarrollando desde hace muchos años. Los museos disponen de aparatos de audio que permiten colocarse delante de la pieza de arte y disponer de información adicional sobre la misma (autor, época en la que se realizó, técnicas utilizadas, obras relacionadas, etc. una especie de wikipedia en audio) Se trata ahora de hacer que esa información de contexto pueda ser accesible de la forma menos intrusiva posible, es decir, que no haya que prestar más atención a dicha información que a la obra en sí (el síndrome de los lectores de letreros :)) Se quiere poder seguir mirando al cuadro mientras se obtiene su información de contexto. Una técnica con mucho futuro aquí es la realidad aumentada con gafas y auriculares especiales. Tiene que haber la posibilidad de adaptar la información a la capacidad de adquisición de las personas (p.e ciegos, sordos, niños, ancianos, formación de las personas, lengua materna, …)

NOTA: por lo visto algunos sistemas podrían permitir grabar la visita y luego ponerla en plan viaje virtual personalizado …

Caso turismo de Salamanca

Como traca final, José Manuel Molina nos expuso en una presentación aparte un proyecto desarrollado por su grupo (GIAA-UC3M) de aplicación de agentes inteligentes al sector turístico, en concreto para Turismo en Salamanca. Se realizó una aplicación basada en agentes inteligentes CBR-BDI implementada en JADEX/LEAP (utilizable con PDAs) que permite elegir los monumentos a visitar y te diseña un plan de visita (planning) de los mismos personalizado.

El ponente explicó el funcionamiento de la aplicación en la que se utilizó una metodología de diseño de la aplicación basada en agentes (A-UML) El método CBR es el mismo que se utiliza en el sistema legal de EEUU para defender casos actuales basándose en la resolución de casos anteriores. Se tiene una memoria de casos de los que se extrae uno similar al nuevo planteado (definir el criterio de comparación no es trivial) A partir de la solución adoptada para el caso almacenado hay que adaptar la nueva solución para el caso que se nos ha presentado (la adaptación no es trivial) Se usan las 4Rs (retrieval, reuse, revise and retain) La solución adaptada se debe validar y en su caso almacenar para posteriores usos.

En el caso de la aplicación de planificación de visitas, basada en la construcción de tutas de visitas a monumentos, se puede vislumbrar ciertas técnicas CBR en función de los monumentos elegidos y de las rutas modelo previamente almacenadas construidas para otros clientes. La técnica utilizada se basa en un papers de J.M. Corchado que aparecen en las transparencias:

  • Glez-Bedia M. y Corchado J. M. (2002) A planning strategy based on
    variational calculus for deliberative agents. Computing and Information Systems Journal. Vol. 9 No. 2. pp: 2-13. ISSN: 1352-9404
  • Glez-Bedia M., Corchado J. M., Corchado E. S. ,Fyfe C. (2002) Analytical Model for Constructing Deliberative Agents. Engineering Intelligent
    Systems. Vol. 10. No 3. pp: 173-185. ISSN 1472-8915

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