Universität Trier

Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik II

Seminar

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Thema: Überblick über Ambient Intelligence

WS 2007/2008

Jiakang Bai

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Jiakang

Bai

Überblick

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über

Ambient

Intelligence____

Abstract

Ambient Intelligence (AmI) ist im Moment weltweit eine der neuesten Technologie. Diese
Ausarbeitung gibt einen Überblick über AmI, die mit dem Konzept des ,,ubiquitous compu-
ting" verwandt ist und Zusammenhang mit vielen anderen neuen Technologien wie künstliche
Intelligenz, intelligente Benutzerschnittstellen, Agententechnologie, context-awareness, draht-
lose Sensornetze usw. steht. AmI wird als die Computertechnologie der Zukunft betrachtet.
Die Hauptanwendungen dafür werden im menschlichen Leben gefunden, d. h., AmI integriert
sich in die Umgebung, in der die Menschen im Alltag leben. Viele Wissenschaftler haben un-
terschiedliche Szenarien vorgestellt, wie AmI unser Leben verändern kann. Ähnlich wie ande-
re neue Technologien ist AmI noch nicht ausgereift. Dabei gibt es auch Hindernisse, die in
der Zukunft gelöst werden müssen.

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Überblick

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über

Ambient

Intelligence____

Inhaltsverzeichnis

1

Einführung 3

2

Anwendungsbereiche des AmI 5

2.1

Das intelligente Heim 5

2.2

AmI für Gesundheit 5

2.3

Ambient Assisted Living (AAL) 5

3

Intelligente Benutzerschnittstellen 6

3.1

Tangible User Interfaces 6

3.2

Multimodale Interfaces 8

3.2.1 Multimodale Eingabe 8

3.2.2 Multimodale Ausgabe 8

3.3

Interaktionsmanagement 9

4

Software-Agenten 10

4.1

Agenten für AmI 10

4.2

Multi-Agenten Systeme (MAS) für AmI 11

5

Sensornetz 12

5.1

Einführung 12

5.2

Sensorknoten und Sensorarchitektur 12

5.3

Kommunikationsprotokolle vom Sensornetz 14

5.3.1 Media Access Control (MAC) 14

5.3.2 Routing-Protokolle 15

6

Context-Awareness 17

6.1

Einführung 17

6.2

Schlüsseltechnologien der Context-Awareness 17

6.2.1 Sensortechnik 17

6.2.2 Technik der Inferenzmaschine 18

7

Fazit 19

Literaturverzeichnis 20

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Jiakang

Bai

Überblick

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über

Ambient

Intelligence____

1 Einführung

Ambient Intelligence (AmI), das ursprünglich auf Emile Aarts von Philips Research zurück

geht, ist eine neue technologische Vision, dessen Ziel ist, die Benutzerschnittstellen in die

Umgebung, in der Menschen im Alltag leben, zu integrieren, d. h., die Umgebung soll sensitiv

und adaptiv auf die Anwesenheit von Menschen und Objekten reagieren und dabei den Men-

schen vielfältige Dienste bietet [1]. AmI steht vor allem im Zusammenhang mit dem europäi-

schen Forschungsprogramm

Information Society Technologies

(IST) und ist verwandt mit

dem stärker Hardware-orientierten Ansatz der US-amerikanischen Forschung,

Ubiquitous
Computing

[2].

Mit der Entwicklung der Computer-Technologie kann man Hardware immer kleiner machen

und die Leistungen der Computer sind auch besser geworden. So kann man kleinere Compu-

ter oder Hardware besser in unsere Umgebung einbetten, was ein wichtiges Merkmal des AmI

ist. Eine weitere zentrale Besonderheit ist, dass die eingebetteten Computer sensitiv und adap-

tiv auf die Bedürfnisse der Menschen sind, d. h., die Computer sind intelligent. Ein Beispiel

ist ein intelligentes Zimmer. Es gibt ein eingebettetes System im Zimmer, also in unserer

Umgebung, in der wir wohnen. Dieses Zimmer soll unsere Bedürfnisse befriedigen, bei-

spielsweise wenn man die Kaffeetasse am Morgen in der Hand halt, dann erfährt das System

durch den integrierten Sensor in der Kaffeetasse, dass die Bewohner des Zimmers schon auf-

gestanden sind, anschließend wird das Fernsehen eingeschaltet, weil sich die Bewohner des

Zimmers gerne Nachrichten schauen, wenn sie Kaffee trinken. In diesem einfachen Beispiel

gibt es eingebettete Computer oder Sensoren in der Kaffeetasse und dem Fernsehen. Bei be-

stimmten Aktivitäten reagiert die Umgebung, also die Objekte oder die Geräte. Traditionell

sind diese Objekte passiv, aber jetzt sollen sie aktiv werden. Dieses intelligente Zimmer soll

auch personalisiert werden, weil unterschiedliche Bewohner unterschiedliche Bedürfnisse

haben. Dieses wird durch AmI ermöglicht.

AmI steht in einem engen Zusammenhang mit anderen Forschungsbereichen. Ubiquitous

Computing (UbiComp) ist einer davon. Es bezeichnet die Allgegenwärtigkeit (engl.

ubiquity

)

der Informationsverarbeitung im Alltag des Menschen [3]. Die konkrete Unterscheidung zwi-

schen AmI und UbiComp ist schwer zu sagen. In den Literaturen wird UbiComp als techni-

sche Basis von AmI angesehen und der Fokus des AmI liegt mehr auf die Menschen in der

Umgebung und die Interaktionen zwischen Menschen und Geräten. Alle Geräte in der Umge-

bung und die Menschen werden durch ein mobiles Netzwerk vernetzt. Den Geräten ist be-

wusst, wann die Menschen was brauchen und können so entsprechende Dienste anbieten. Die

Rechenprozesse passieren überall und passen sich der Änderung von Umgebung und mensch-

licher Aktivitäten an. Ein anderer Forschungsbereich von AmI sind die intelligenten Systeme,

die Lernalgorithmen, Spracherkennung, Sprachübersetzung, Analyse von Situationen usw. als

Schwerpunkte behandeln. Der dritte Bereich ist die so genannte

context-awareness

. Ein Sys-

tem ist

context-aware,

wenn es Kontexte verwendet, um den Nutzern relevante Informationen

und Dienste zu bieten, die von den Aufgaben der Nutzer abhängig sind [4]. D. h. ein context-

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Jiakang

Bai

Überblick

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Ambient

Intelligence____

aware System kann auf relevante Ereignisse in der natürlichen Umgebung reagieren bzw. die-

se zur weiteren Bearbeitung nutzen. In diesem Bereich erforscht man die Interaktionen der

Gegenstände mit ihrer Umgebung.

Das Forschen im Bereich des AmI hat große Bedeutung. Der IST hat eine Reihe von Szena-

rien entwickelt, um zu erklären, welche Vorteile diese Forschung bringt und welche Potenzia-

le das AmI besitzt. In einem dieser Beispiele trifft eine Frau, die in einem kaufmännischen

Beruf tätig ist, auf viele Situationen, in denen AmI angewendet wird, so z. B. Am Flughafen,

im Hotel, in einem Tagungszentrum, im Auto und auf der Autobahn. In jedem Fall bieten die

eingesetzten Geräten in ihrer Umgebung Just-In-Time Dienste, beispielsweise die Vereinfa-

chung von Zollbezahlung [5].

Diese Szenarien zeigen, wie AmI unser Leben verbessern kann. Die Entwicklung der Compu-

tertechnologie bietet die Möglichkeit, dass AmI mehr und mehr in der Praxis angewendet

wird. Intelligente Häuser sind die ersten Anwendungen, die AmI findet. In den folgenden

Kapiteln werden die Technologien und Anwendungen von AmI detailliert dargestellt.

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