유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 상황 인식 기반의 서비스를 제공하기 위해선 동적인 상황 관리 기술과 상황 추론 기술, 그리고 상황 모델링 기술이 필요하다. 본 논문에서는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 상황 변화에 대한 사용자의 요구사항을 능동적으로 반영하고, 동적인 응용 적응성을 지원하는 계층적 온톨로지 기반 상황 관리 모델을 제안하고 이를 기반으로 상황 인식 미들웨어를 설계한다. 또한, 상황 인식 서비스 구현을 위해 다양한 컨텍스트 발견, 획득, 해석, 추론을 효과적으로 지원하며 사용자의 서비스 실행 시 발생할 수 있는 상황 충돌을 해결하기 위한 방법을 제시한다. 이 논문에서 제시한 계층적 온톨로지 기반 상황 인식 미들웨어는 유비쿼터스 환경에서 요구되는 다양한 상황 인식 서비스의 개발 및 운용을 효과적으로 지원 할 수 있다.
There are a variety of users and devices in a context-aware computing environment. In this environment, the service provided to a user may be the composition of diverse services rather than one independent service. Before user's devices provide the composite service to the user, they should perceive user's needs by gathering related information segments from other surrounding devices and/or sensors. We consider a context-aware computing environment providing composite and adapted service to users and propose an information processing model that characterizes the device where the collected data should be processed through services and/or applications. Based on this model, we provide an analytical tool to obtain some performance measures of the context-aware computing environment.
In the future, the ubiquitous computing environment will provide users with context-aware services, intelligently interacting with omnipresent resources and surrounding environments at any location and time. Therefore, the ubiquitous computing environment requires context-aware applications in order to gather and analyze context information in various situations. However, existing context-aware applications have mainly focused on providing services and adapting themselves to users based on user related contexts. But this environment requires not only user related contexts but also Quality-of-Service (QoS) related contexts. In this paper we propose a frame-work for supporting user-oriented QoS in ubiquitous environments. The proposed approach adopts a semantic ontology and a neural network algorithm in order to reason about explicit and uncertain contexts. We also show the possibility of applying the framework to real environments such as collaborative engineering service, automobile maintenance service and ubiquitous home service.
Context aware systems are those systems that are aware about the environment and perform productive functions automatically by reducing human computer interactions(HCI). In this paper, we present common architecture principles of context-aware systems to explain the important aspects of context aware systems. Our study focuses on identifying common concepts in pervasive computing approaches, which allows us to devise common architecture principles that may be shared by many systems. The principles consists of context sensing, context modeling, context reasoning, context processing, communication modelling and resource discovery. Such an architecture style can support high degree of reusability among systems and allows for design flexibility, extensibility and adaptability among components that are independent of each other. We also propose a new architecture based on broker-centric middleware and using ontology reasoning mechanism together with an effective behavior based context agent that would be suitable for the design of context-aware architectures in future systems. We have evaluated the proposed architecture based on the design principles and have done an analyses on the different elements in context aware computing based on the presented system.
상황 인식 환경에서는 물리적인 환경, 상황 등을 시스템이 인식하고 이를 기반으로 사용자와의 상호작용을 지원하는 상황 인식 기술이 중요한 요소로 자리잡고 있다. 온톨로지 기반의 상황 정보 모델은 상황정보의 공유와 재사용의 이점을 제공하기 때문에 최근 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 상황 인식 환경에서 온톨로지를 이용한 새로운 프로액티브 검색 기법을 제안한다. 제안된 기법은 온톨로지의 계층적 개념 트리를 이용하여 사용자의 상황에 맞는 정보의 개념 수준을 결정함으로써 보다 효율적인 검색이 가능하다. 이를 위해 제안된 기법을 설명하고, 실험을 통해 기존 기법보다 제안 기법이 우수함을 보인다.
상황인지 서비스 제공을 위해서는 센서를 이용하여 사용자의 상황, 정황, 상태 정보를 추적하여야 한다. 하지만 센서에서 수집된 데이터는 시스템, 문법, 구조, 의미적인 측면에서 이질성을 가지고 있어 다양한 서비스에 재사용이 어렵다. 이를 위해 센서 데이터는 이와 같은 이질성을 제거하고 상황인지 서비스 제공에 용이한 컨텍스트 정보 형태로 처리 되어야 한다. 또한 기존의 상황인지형 서비스 정의 환경은 상황을 정의하기 위해 필요한 센서의 종류나 상황정보의 기준, 서비스 정의를 위한 프로그래밍 능력 등을 필요로 하여 일반적인 사용자의 이용이 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 IoT 패러다임을 통해 습득된 데이터를 이용하여 상황을 인지하고 사용자가 원하는 서비스를 제공하는 상황인지 IoT 서비스의 제공을 위한 온톨로지 기반 사용자 친화적 서비스 환경을 제안한다. 제안하는 환경은 센서 데이터를 컨텍스트 정보로 처리하는 온톨로지 기반 시멘틱 센서 데이터 처리 메커니즘과 사용자 친화적 서비스 정의 환경으로 구성된다.
유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 현재의 상황 인식 어플리케이션은 다루고 있는 상황 정보가 정확하다고 가정하지만, 실제로 센서로 입력되고 해석된 상황 정보들은 종종 모호하거나 불확실하다. 본 논문에서는 상황 정보의 모호성을 해결하기 위하여 베이지안 네트워크를 사용하고 상황 정보를 표현하기 위해 온톨로지 기반 모델을 확장한 확률 모델을 제안한다. 이 논문에서 제시한 확률 확장 온톨로지 기반 상황 인식 미들웨어는 유비쿼터스 환경에서 요구되는 다양한 상황 인식 서비스의 개발 및 운용을 효과적으로 지원 할 수 있다.
유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 가장 중요한 이슈중의 하나는 상황인지(Context-Aware)가 가능한 환경을 구축하는 것이다. Context-Aware 환경이 구축되면 주변의 상황을 감지하여 특정 어플리케이션을 실행한다거나, 시스템을 재구성하는 등의 일을 수행할 수 있다. 그동안 이런 상황인지가 가능한 환경을 Context-Aware 미들웨어를 통해 구현하려는 연구가 많이 수행되었다. Context-Aware 미들웨어를 구현하기 위해 무엇보다도 중요한 것은 실제 세계의 다양한 종류의 상황을 컴퓨팅 환경에 적용시키는 것이다. 그러나 현실 세계에서 Context의 종류는 거의 무한하다고 할 수 있다. 기술이 발전하게 되면서 인지 가능한 Context의 종류도 무한정 늘어나게 될 것이다 또한 실제 세계에서의 Context들은 추상적인 경우가 많이 있다. 그러나 Context가 추상적이라 해도 다른 Context 정보를 이용해서 구체화 할 수 있다. 이런 과정을 위해 Conte지들을 계층적으로 관리해야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 Context-Aware 미들웨어를 구현할 때 Context들의 이런 여러 가지 특성들을 고려해서 Context Type을 관리랄 수 있는 하나의 객체를 제안하고, 다른 방법들과 비교, 분석해 보았다.
센서네트워크의 유비쿼터스 환경에서는 지능적이며 상황적응적인 서비스를 제공하기 위한 상황인식 기술이 핵심이다. 상황인식 응용을 지원하기 위해 특정 응용에 종속되지 않고 같은 환경 안에서 응용들이 공유하여 인식할 수 있는 새로운 상황정보 모델이 요구된다. 또한 상황정보모델은 다양한 상황표현과 복잡한 상황인식을 지원하여야 한다. 따라서 이 연구에서 상황인식 과정에 따라 상황정보를 정의하고 도메인 지식과 응용 지식을 온톨로지와 규칙을 이용하여 설계하였다. 공간객체모델을 이용하여 도메인의 공간 온톨로지를 표현하였으며 온톨로지를 확장한 규칙으로 응용 지식을 표현하였다. 풍부한 공간 온톨로지의 표현은 객체의 위치뿐만 아니라 객체사이의 거리와 인접한 객체에 대한 상황정보도 표현하였다. 제안한 상황정보 모델은 확장성과 유연성 및 상호교환을 가능하게 하며 기존의 GIS와 연동하여 다양한 공간상황을 표현하고 복잡한 공간상황을 인식할 수 있는 모델이다. 이 모델을 기반으로 한 시스템구조는 다양한 상황인식 응용뿐 아니라 대규모 실외 상황인식 응용인 대기오염과 재난재해방재 서비스에 적용 가능함을 제시하였다.
최근 상황인식 기술은 유비쿼터스 환경에서 중요한 이슈로 떠 오르고 있으며, 연구자들에 의해 많은 연구가 이루어 지고 있다. 상황인식 기술은 상황정보를 획득/가공하여 사용자에게 필요한 서비스와 정보를 제공하는 컴퓨터 시스템이다. 상황인식 시스템은 각종 센서로부터 발생하는 낮은 수준의 상황정보를 높은 수준의 상황정보로 변환하여 사용자에게 원하는 서비스를 제공하는 환경을 만들어 준다. 본 논문에서는 물리적인 스마트 공간에 존재하는 각종 센서로부터 얻어진 하위단계(Low level)의 Event driven 센서정보를 온톨로지 기반 상황정보로 모델링 하여 상위단계(High level) 상황정보로 변환하는 상황인식 모델링과 시스템을 제안한다. 또한 변환된 High level 상황정보는 가상공간에서 ECA(Event Condition, Action) 룰에 따라 사용자에게 언제 어디선지 사용자가 필요로 하는 능동적이고 지능적인 서비스를 제공하고, 스마트 오피스 환경에서 발표 도우미 서비스를 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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