MOdèles et InfraStructures pour Applications ubIQUitairES
Programme Technologies Avancées pour la Communication
soutenu par la Région Nord-Pas de Calais et le FEDER
Contexte
Avec l’arrivée de la miniaturisation, de la mobilité et de l’accès sans fil, l'informatique omniprésente et invisible, appelée également informatique ubiquitaire (Ubiquitous Computing), est l'un des enjeux de demain. Elle a pour objectif d'intégrer les technologies informatiques au quotidien de l'homme le plus simplement possible. Plus précisément, elle devrait rendre familier et instinctif l'outil informatique et en faciliter l'utilisation dans de nombreux domaines tels que l'information, la formation, le transport ou encore la médecine. Il faut noter que ce type d'informatique propose une approche et un ensemble de services différents par rapport à l'utilisation actuelle que l'humain a à sa disposition pour accéder à l'information. Tout d'abord, la différence essentielle entre l'informatique actuelle et l'informatique ubiquitaire est la mobilité, et par conséquent la prise en compte de l'environnement. Il est nécessaire pour un objet de communiquer avec son environnement afin de pouvoir coopérer avec les objets qui l'entourent pour accéder à l'information. L'utilisateur sera alors pris en compte avec son contexte physique, ce qui permettra de lui offrir les meilleures conditions de service. Le second point qui différencie l'informatique ubiquitaire est l'intégration de l'informatique au service de l'homme par une augmentation de sa capacité d'accès à l'information et non un renforcement de la dépendance de l'homme à sa machine. Pour faciliter cette intégration à l'environnement et aux humains, il est alors nécessaire de rendre les technologies utilisées invisibles autant que faire se peut, soit par une invisibilité réelle via la miniaturisation des technologies, soit par une invisibilité mentale via la familiarisation de l'utilisateur avec l'outil. Finalement, il faut souligner également que l'interface unique telle que l'ordinateur classique avec son écran et son clavier est obsolète dans un tel environnement. En effet, on étend la notion d'interface à tous les objets de l'environnement en vue de prendre en compte leur usage intuitif. Les exemples les plus simples sont l'arrêt de bus qui affiche les horaires et les itinéraires à suivre sur un PDA, ou encore une visite de musée qui permet au passage devant les différentes œuvres d'obtenir des informations sur l'artiste. L'interface devient alors intelligente et répartie. Elle réagit aux manifestations de l'humain, c'est-à-dire ses déplacements, ses paroles, ses activités ou encore ses habitudes. Il est alors indiscutable que de nouvelles méthodes de conception d’applications ainsi que de nouvelles infrastructures logicielles sont nécessaires pour permettre la prise en compte des contraintes liées à ces environnements ubiquitaires. Elles doivent alors offrir des garanties de sûreté de fonctionnement et de qualité de service dans leur comportement et dans les services offerts. Cela amène à repenser les infrastructures logicielles pour les rendre adaptables dynamiquement, configurables et autoadministrables en fonction de l’environnement dans lequel elles se trouvent. Ces infrastructures prendront en compte la répartition, l'hétérogénéité, la mobilité mais également les ressources limitées des supports matériels. Face à ces besoins émergents, la recherche et l'industrie en logiciels s'organisent pour définir et proposer des solutions. De nombreux industriels et centres de recherche sont très actifs dans ce domaine. Les grands industriels comme SUN avec la JavaCard, Microsoft avec son système d'exploitation Windows CE et la plate-forme .NET pouvant d'être utilisés sur des PDA ou téléphones portables, WebSphere Studio Device Developer, l'environnement de développement Java pour PDA chez IBM ou encore GEMPLUS avec la carte à microprocesseur ont parfaitement compris l'enjeu de ces besoins. Nous pouvons également citer les grands organismes comme l'INRIA dans lequel s'inscrivent certaines des équipes participant au projet ou encore la CE avec des programmes IST ou NoE. Nous pensons qu'il est important de prendre en compte cette thématique de façon clairement identifiée en Région pour plusieurs raisons. Tout d'abord, les forces régionales de recherche sont fortes sur ce secteur de recherche. Elles ont acquis une large expérience dans la modélisation, la conception et le développement d'intergiciels grâce au projet COLORS et sont maintenant prêtes à orienter leur thématique vers ces approches ubiquitaires. En second lieu la région est riche de PME et de grandes entreprises qui vont rapidement avoir des besoins dans ce domaine. Nous pouvons citer le domaine des transports avec Transpole et l'entreprise Bombardier Transport, les entreprises du textile qui s'intéressent à un domaine proche que l'on appelle le wearable computing, le domaine de la logistique dans les entreprises de vente par correspondance telles que la Redoute ou les 3 Suisses ou encore les PME spécialisées dans la conception d'u logiciel telles que NORSYS ou ALICANTE.Objectifs
L’objectif de ce projet MOSAIQUES (MOdèles et InfraStructures pour Applications ubIQUitairES) est donc de définir un cadre de développement (méthodologie et outillage) pour la définition d’applications fonctionnant dans un environnement ubiquitaire. Ce projet complète le projet TACT T51 COLORS (COmposants Logiciels Réutilisables et Sûrs) par la prise en compte de la notion d’adaptabilité dynamique dans les applications et les infrastructures logicielles pour les applications ubiquitaires et le projet IRCICA portant sur le tissage de composants logiciels. Il faut également noter que la thématique de ce projet est centrale dans les programmes européens de type IST ou NoE auxquels nous participons ou envisageons de participer. L’objectif de ce projet est donc d’aborder la conception et la mise en oeuvre d’applications ubiquitaires selon les axes suivants: - La définition d’un support méthodologique pour la construction d’applications ubiquitaires. Ce premier axe a pour objectif l'étude des méthodologies pour la conception des applications fonctionnant sur un environnement de type ubiquitaire.
- La réalisation d’un support d’exécution avec des propriétés d’adaptabilité dans un environnement ubiquitaire qui fournira les moyens nécessaires pour qu’un assemblage d'éléments logiciels puisse être adapté dynamiquement en fonction de l'environnement d'accueil, et par conséquent l’application qui le contient. Dans cet axe, nous étudierons également un ensemble de services système et utilisateur. En effet, un certain nombre de problèmes tels que la sécurité ou encore la sûreté de fonctionnement doivent être revisités dans un tel contexte.
- La validation de l'approche passe par la définition d'un ensemble de méthodes et d'outils permettant de prendre en compte l'adaptabilité que ce soit au niveau statique ou dynamique. Cet axe se focalisera sur la définition et la vérification d'une relation entre services offerts, ressources disponibles et qualité de service requise.
- La démonstration de la faisabilité de l’approche par la réalisation d’applications dans des domaines particuliers comme les transports ou encore les E-services ubiquitaires pour la E-Santé, la E-formation et le E-Commerce. Cette démonstration se fera en lien étroit avec le volet Nouveaux Usages du projet TAC.
Verrous technologiques
Les verrous technologiques à lever concernent : - la modélisation de la notion d'adaptabilité,
- la définition d'un noyau d'adaptabilité dynamique pour les systèmes et les infrastructures logicielles,
- l’identification des capteurs de défaut de ressources et les services à mettre en place pour pallier ces défauts,
- l'automatisation de l'adaptation au contexte, ainsi que la vérification formelle,
- la composition des différents services dans un support d’exécution.
Les équipes impliquées
Ce projet MOSAIQUES est constitué de 8 équipes : - GOAL, LIFL, Université des Sciences et Technologies de Lille,
- RD2P, LIFL, Université des Sciences et Technologies de Lille,
- STC, LIFL, Université des Sciences et Technologies de Lille,
- SMAC, LIFL, Université des Sciences et Technologies de Lille,
- LAMIH, Université de Valenciennes,
- EMD, Ecole des Mines de Douai,
- NOCE, TRIGONE, Université des Sciences et Technologies de Lille,
- LEOSTINRETS, Institut National de Recherche sur les Transports et leur Sécurité, Lille