CCF普适计算专委会“泛在中国行”系列学术论坛成功举办

2024年4月20日,由CCF主办、CCF普适计算专委会和重庆大学计算机学院承办的“普适计算专委泛在中国行—重庆论坛”在重庆大学成功召开。本次论坛以“智能机器人与人机物融合群智计算”为主题,面向智能制造、智慧交通等典型应用场景,开展了人机物融合群智计算最新技术、应用和挑战的深入讨论。

普适计算中间件技术的研究与进展

当前,普适计算已经成为计算机科学中一个极具活力和影响力的研究领域。普适计算环境规模很大并且具有高度异构性,如网络架构的异构性、硬件平台的异构性、操作系统的异构性、应用服务的异构性等,而普适计算中间件技术可以解决异构性和跨平台特征,提供不同服务的集成应用,因此成为普适计算中的一个研究热点。基于此,本文对于目前国外关于普适计算中间件技术的研究现状做了一个总结;通过分析和比较,给出了普适计算中间件的设计原则;探讨了普适计算中间件技术的未来发展方向。

普适计算的人机交互框架研究

普适计算通过向用户提供透明的计算服务使其注意力回归到任务本身 .它正在逐步发展成主流的计算模式 .人机交互的效率和自然性是影响其发展的关键因素之一 .文章从认知心理学的角度分析了用户在普适计算环境中的认知特征 ,论证了人类有限的认知是普适人机交互中的瓶颈 ,计算系统的交互模式必须适应用户的认知特征 .据此提出了普适计算模式的Multimodal+Context sensitive交互框架 ,对上下文信息和用户多通道主动输入信息进行无缝融合 .作者将其在移动导游导航系统TGH中加以实现 .用户评测结果初步证明该框架对于提高普适计算人机交互效率和自然性具有良好的效果 .

普适计算隐私保护策略研究

普适计算环境中,用户的隐私保护意志可以通过让用户自己制定隐私信息的访问控制策略(隐私策略)而得到实现,研究隐私策略的统一表示及其执行机制可以有效地解决隐私策略的多样性问题.文中使用多类逻辑和描述逻辑,建立了隐私策略模型和隐私策略公理,提出了隐私规则知识库的概念,给出了隐私策略的逻辑推理方法.在此之上,从应用的角度,定义了隐私策略本体,提出了隐私规则的执行流程.通过规则引擎,验证了隐私规则的有效性和可用性.

普适计算模式下的人机交互

普适计算使得信息空间与人们生活的物理空间相融合,与此相应人机接口也将随之扩展到人们生活工作的整个三维物理空间．因此需要研究物理空间中的人机交互方式．在传统的计算模式下,交互环境的物理因素不影响人机交互．而在普适计算的模式下,用户和环境的物理因素将成为交互的重要因素,这将使人机交互的性质产生一系列的变化,其中包括:人机交互本质上是与信息空间的交互;交互接口扩展到日常生活的用品和环境;动态的人机交互上下文;蕴含人机交互．

基于信任的普适计算服务选择模型

借鉴人类社会的行为规律,提出普适计算中信任关系的建立、信任度的衡量、以及基于信任的服务选择模型;并依据信任的滞后性和服务选择前瞻性矛盾的动态演化规律,通过多角度(直接、间接)评估、喜好偏差调整和信任更新等综合手段,构造一套较健全的信任评估体系,以提高服务选择模型的准确可靠性。

普适计算中定位服务的参考点布置及选择算法

如何准确地获得未知移动节点的位置信息是普适计算环境下定位服务要解决的关键问题.本文通过分析多边形定位法在定位过程中产生的定位误差,将混沌动力学的三大特性很好地运用到参考点的摆放问题上,提出并证明了定位参考点布置的三个定理.在此基础上,对传统多边形定位算法进行了改进,提出了定位参考点选择算法.仿真实验表明本文所提出的参考点布置定理及定位参考点选择算法能更好地满足对普适终端实时定位的需求,且具有较高的定位精度.

普适计算

计算技术的发展需要与之适应的计算模式 .计算技术在桌面计算模式下经历的 2 0年的飞速发展正蕴育着一种革新性的计算模式———普适计算 .普适计算是信息空间与物理空间的融合 ,在这个融合的空间中人们可以随时随地和透明地获得数字化的服务 ;计算机本身将从人们的视线中消失 ,人们注意力的中心可以回归到要完成的任务本身 .普适计算将从根本上改变人们对什么是计算的思考 ,也改变我们整个生活和工作的方式 .该文综述了普适计算研究的现状和发展趋势 ,并讨论了普适计算的两个关键研究内容———觉察上下文的计算和普适计算系统软件 。

面向普适计算的扩展的证据理论方法

普适计算作为一种新型计算模式 ,从根本上改变人们对什么是计算的思考 .由于它需对多源信息进行融合 ,因此该文作者认为它是一种包含融合计算的模式 ,能通过多层次、多视角的融合 ,为人们提供更方便的信任度高的访问信息和计算服务 .基于普适计算应用的需要 ,该文讨论了扩展的证据理论方法 ,该方法采用可靠性因子评估多源证据觉察上下文信息 ;引入时效函数衡量多源证据的有效性与时间的关系 ,并将其组合到信任函数中 ,描述信任mass的时变规律 ;利用功率来度量多源证据觉察上下文信息间的相关程度 ,并通过去相关将其转化为相互独立的证据 ,扩展和完善了经典证据理论提供的方法 ,弥补了其不足之处 ,提高了不同应用场合下服务的质量 (QoS) ,确保了普适计算的服务宗旨 .利用支持普适计算模式的智能空间中的场景 ,验证了扩展的有效性 .

普适计算中的无缝迁移策略

针对分布式计算环境已有的一些迁移机制,都无法满足普适计算模式下任务迁移时对无缝性的要求,研究了任务的形式化描述,Agent的分类以及任务的迁移粒度问题.基于MobileAgent的任务无缝迁移策略,解决了迁移过程中的迁移算法、迁移时延、迁移失效等问题.其特点在于基于合理的迁移粒度和更小的迁移时延,通过MobileAgent的移动保证迁移的无缝性.多个应用场景中的测试实践表明了该策略的有效性.

普适计算:人本计算

普适计算强调以人为本的计算思想,它主张计算应迎合人的习性,自主地与使用者产生互动,使用户能集中精力于所要完成的任务。在普适计算环境下,计算将融入到人们的日常生活之中,使人们能够随时随地无妨碍地获得计算和信息服务。综述了普适计算的发展历史、现状和研究热点,分析和讨论了普适计算的概念和特性,最后对目前一些具有代表性的普适计算研究项目进行了简要的介绍和分析。

普适计算面临的安全挑战

分析了普适计算面临的安全挑战,给出了普适计算需要解决的几个安全问题,它们分别是:动态信任模型、认证、访问控制和隐私保护。并指出了这些安全问题的一些解决思路。

面向普适计算的服务构件动态部署问题及算法

有限的资源是嵌入式应用的一个局限性,因此越来越多的嵌入式设备联网,通过共享资源为用户提供灵活的服务以适应普适计算的要求.以构件化嵌入式操作系统Liquid为背景,研究普适计算环境下多个服务构件动态部署问题,合理分配利用资源,克服单个嵌入式设备的资源局限性.首先对部署问题进行描述,然后给出服务构件动态部署的基本算法和启发式算法,并对启发式算法优化,最后通过算法模拟及数据分析算法的性能.虽然在Liquid系统上进行模拟实现,但算法具有通用性,启发式算法的效率分析表明,它适合设备或者服务构件数目较多的普适计算环境,在部署服务构件的同时提高服务准入成功率和资源的利用率.

普适计算中的定位误差分析

在二维空间定位服务中,通过对定位过程中产生的误差区域进行分析,提出了参考点优化选择定理,参考点优化选择定理表明在室内定位过程中有针对性选择参考点能使定位误差最小,为室内环境中布置和选择定位参考点提供了相应的理论基础.在此基础上,对传统定位算法进行了改进,提出了定位参考点优化选择算法(RNOS).RNOS算法以参考点与未知节点之间位置关系为基础,通过选择出合适的参考点来计算未知节点的位置,可以提供更准确的定位信息.仿真实验表明本文所提出的参考点优化选择算法能更好地满足对普适终端实时定位的需求,且具有较高的定位精度.

普适计算环境中防护策略的信任决策机制研究

普适计算信任模型中,存在自私用户为最大化自身利益而故意策略性谎报推荐信息的问题.文中提出了一种基于VCG(Vickrey-Clarke-Groves)机制的防护策略信任机制,用以获得用户的真实推荐.该机制实现了交互结果观测前的快速支付.一种基于连续多数加权算法的加权VCG防护策略机制被用于调整推荐权重.该文还给出了一般形式的信任决策机制并研究其激励相容特性以便可以构造更多的信任机制,这些信任机制结合已有的信任模型可以实现真实推荐.模拟结果显示,提出的信任机制有效,能保证自私用户提供诚实推荐.

普适计算环境下定位参考点的分布问题

针对普适计算环境二维空间定位过程中,对定位的精度要求高以及要求对位置信息响应快的特点,在分析了传统二阶段定位算法的基础上,通过对等边三角形定位区域误差的研究发现,利用等边三角形作为定位的基本单元,可以提高定位精度,更好地提供定位服务.由此提出了定位参考点分布的定理,设计并实现了以等边三角形作为基本的定位单元的新的定位算法,该算法不仅大量地节省了普适设备的计算和存储资源,而且保证了定位计算的实时性和准确性.

面向普适计算的自适应技术研究

在普适计算领域中 ,终端设备所能够使用的资源是动态变化的 ,要求终端具有自适应处理能力 ,能够根据资源的变化作出相应的响应 .文中以嵌入式操作系统为基础 ,提出了终端自适应处理的体系结构 ,并详细分析了采用模糊控制理论的应用自适应设计方法 .在嵌入式浏览器的应用中 ,具有自适应处理策略的浏览器在所需要的资源发生变化时 ,能够获得比较稳定的上网性能 .

普适计算环境中的泛在学习

泛在学习是目前国际国内教育技术领域关注的热点问题。本文在对普适计算和泛在学习概念梳理的基础上,对近20年来普适计算的相关研究进行了综述,并着重对日本Tokushima大学工程学院开展的普适计算环境中的泛在语言学习和我国清华大学计算机系设计开发的面向现代远程教育的智能教室进行了个案研究。

基于普适计算和BIM的协同施工方法研究

信息的交互和共享是项目信息管理的重要内容,也是实现协同施工的基础。普适计算能提供强大的实时交互能力,建筑信息模型(BIM)被认为是实现信息共享的有效工具之一。将普适计算和BIM结合,探索实现协同施工过程中动态信息交互和共享的方法,在此基础上研究协同施工的实现方法。首先,对普适计算环境下协同施工需求进行分析,确定协同施工对信息的处理规则和要求。其次,对基于BIM的施工信息空间建立方法进行研究,建立不同类型的施工动态信息模型。最后,基于普适计算和BIM构建了协同施工的系统架构。

面向用户的普适计算系统可用性度量模型

普适计算模式追求随时随地的计算境界,对相关可用性管理提出了很高的要求。现有研究大多基于定性的角度研究普适计算系统的可用性问题,本文尝试给出定量的可用性度量模型和分析。普适计算系统可用性具有典型的面向用户特点,为刻画用户行为需要引入具有非指数分布性质的模型状态,并且需要考虑用户态与系统态关联分析时的复杂情况。传统的连续时间马尔可夫链和半马尔可夫过程都不能很好地对以上情况给与分析。鉴于此,本文提出了一种基于马尔可夫重生过程(MRGP)的普适计算系统可用性度量方法。首先建立具有双扩展特点的用户模型,基于此构建了普适计算系统可用性度量的MRGP模型,对可用性进行了随机过程分析,给出了对应瞬态和稳态行为的度量方法,结合普适计算模式的特点定义了普适计算系统请求可用性度量。最后进行了数值分析,评价了用户和系统参数等因素对普适计算系统可用性度量的影响。