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SFB 627: Nexus |
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Teilprojekt E3:
Verteilte Bestimmung von Situationen auf der Basis bewerteter Kontextdaten |
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Prof. Dr. rer. nat. habil. Paul Levi
Universität Stuttgart
Institut für Parallele und Verteilte Systeme
Universitätsstraße 38
70569 Stuttgart
Tel. +49 (0)711 7816-387
Fax +49 (0)711 7816-250
Paul.Levi@ipvs.uni-stuttgart.de
Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. Kurt Rothermel
Universität Stuttgart
Institut für Parallele und Verteilte Systeme
Universitätsstraße 38
70569 Stuttgart
Tel. +49 (0)711 7816-434
Fax +49 (0)711 7816-424
Kurt.Rothermel@ipvs.uni-stuttgart.de
Überblick
Kontextinformation kann in zwei verschiedene Klassen unterteilt werden: beobachtbarer Kontext kann direkt durch Sensoren in der realen Welt erfasst werden; höherwertiger Kontext (auch als Situation bezeichnet) kann dagegen nur mithilfe von externem Wissen aus direkten Kontextinformationen abgeleitet werden. Beispielsweise könnte aus dem beobachtbaren Zustand eines Raumes (wie der Anzahl anwesender Personen, dem aktuellen Geräuschpegel, dem Zustand des Beamers, usw.) geschlussfolgert werden, ob in dem Raum gerade eine Besprechung statt findet. Die Bestimmung einer Situation ist dabei oftmals von einer individuellen Interpretation abhängig und mit einer gewissen Unsicherheit behaftet.
Der Informationsbedarf von kontextbasierten Anwendungen ist häufig sehr anwendungsspezifisch und geht weit über direkt beobachtbare Kontextinformationen hinaus. Deshalb werden in diesem Teilprojekt allgemeine Konzepte entwickelt, um anwendungsspezifische Situationen (höherwertigen Kontext) auf Basis eines verteilt vorliegenden Umgebungsmodells zu bestimmen. Dies soll es zukünftig ermöglichen, dass eine kontextbasierte Anwendung eine beliebige, für sie relevante Situation abfragen kann. Anhand ihrer Spezifikation, soll dann automatisch ein geeignetes Verfahren zur Situationsbestimmung ausgewählt und auf den Komponenten des verteilten Nexus-Systems platziert werden. Sobald dadurch die spezifizierte Situation erkannt werden konnte, wird die Anwendung darüber informiert.
Zur Ableitung höherwertigen Kontexts ist in diesem Projekt die Verwendung existierender Ansätze aus der KI (wie z.B. Bayes-Netzwerke, neuronale Netzte oder Situationsgraphen) geplant. Dabei muss die Situationsbestimmung allerdings auf der Grundlage weit verteilter Kontextinformationen stattfinden, die zudem in stark unterschiedlicher Qualität vorliegen. Viele Kontextdaten wie z. B. die Positionsinformation mobiler Objekte sind darüber hinaus hoch dynamisch. Daraus ergeben sich eine Reihe grundlegender Fragestellungen hinsichtlich der effizienten Bestimmung von Situationen in einem verteilten System:
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Aus Gründen der Effizienz und der erzielbaren Qualität ist es erforderlich, die Situationsbestimmung möglichst nahe an den verteilten Datenquellen durchzuführen. Deshalb soll zunächst untersucht werden, wie vorhandene Bestimmungsverfahren geeignet modularisiert und auf verschiedene Systemkomponenten verteilt werden können.
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Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Qualität der gewonnenen Informationen. Da die Kontextdaten verteilt vorliegen, sich dynamisch ändern und in ihrer Qualität (z. B. Konsistenz, Aktualität, Vollständigkeit) selbst stark variieren können, ist für jede daraus abgeleitete Situation eine quantitative Bewertung der Beobachtungsqualität erforderlich. In Zusammenarbeit mit dem Q-Projekt (Link?) müssen dazu für jedes eingesetzte Verfahren zur Situationsbestimmung geeignete Qualitätsmetriken entwickelt werden.
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Darüber hinaus wirken sich auch Eigenschaften des verteilten Systems (wie z.B. die Kommunikationslatenz oder der Grad der Uhrenabweichung) stark auf die Beobachtungsqualität aus. Ihr Ausmaß kann durch die Verteilung der Beobachtungsfunktionalität im System maßgeblich beeinflusst werden. In einem weiteren Schritt sollen deshalb Verfahren untersucht werden, um die Module einer Situationsbestimmung so im System zu verteilen, dass die Bearbeitungskosten (wie z.B. Systemlast oder Nachrichtenaufkommen) minimiert werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass Anwendungen neben der Situation auch die gewünschte Qualität der Bestimmung spezifizieren, so dass für die geforderte Qualität eine kostenminimale Bestimmung erfolgen kann.
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