Une approche autonome pour la gestion logicielle des espaces intelligents

Abstract

Depuis une vingtaine d'années, les développements dans les technologies de l'information ont fait évoluer les paradigmes de l'informatique. L'arrivée d'approches telles que l'informatique diffuse et l'intelligence ambiante ont fait émerger de nouvelles technologies permettant d'améliorer la qualité des interactions avec les systèmes informatisés. Entre autres, l'application de l'informatique diffuse et de l'intelligence ambiante à des environnements tels que des habitats, les espaces intelligents, offre des milieux où une assistance contextualisée est offerte aux utilisateurs dans la réalisation de leurs activités quotidiennes. Toutefois, la démocratisation de l'informatique diffuse et la mise en place des espaces intelligents rencontrent un bon nombre de problèmes. Le nombre important de composantes matérielles et logicielles, les dépendances entre celles-ci et leurs natures hétérogènes contribuent à la complexité de déploiement et de gestion de ces milieux, entraînant des coûts élevés.

Cette thèse vise à contribuer à la gestion logicielle des espaces intelligents par la réduction de la complexité des tâches de gestion. Notre proposition consiste en une approche autonome de la gestion logicielle, fondée sur l'approche de l'informatique diffuse autonome. L'objectif est de fournir un ensemble de fonctionnalités et de mécanismes permettant de rendre autonome la majeure partie des tâches de gestion des logiciels déployés dans des espaces intelligents. Dans le cadre de ce travail, nous proposons une solution permettant l'organisation autonome des logiciels des espaces intelligents. Ainsi, cette solution utilise les informations contextuelles des milieux afin de déterminer quelle répartition des logiciels parmi les appareils des milieux correspond le mieux aux besoins des applications, aux caractéristiques propres des environnements et, non le moindre, aux modalités et préférences d'interaction des utilisateurs de ces milieux. La solution proposée a été implémentée et évaluée à l'aide d'une série de tests et de mises en situation d'organisation logicielle.

Les contributions de ce travail à l'état de l'art de la gestion des espaces intelligents sont multiples avec comme principales innovations la présentation d'une vision de l'informatique diffuse autonome, l'implémentation d'un intergiciel d'organisation logicielle autonome basé sur une sensibilité au contexte macroscopique et microscopique et l'intégration des modalités d'interaction des utilisateurs dans le raisonnement portant sur l'organisation des logiciels.

Enfin, ce travail de thèse se déroule dans le contexte des recherches du laboratoire DO-MUS de l'Université de Sherbrooke, Canada, et du laboratoire Handicom de Telecom SudParis, France. Ces deux laboratoires travaillent à la conception de solutions permettant d'améliorer la qualité de vie et l'autonomie de personnes dépendantes, atteinte par exemple de troubles cognitifs ou de handicaps physiques.

Mots-Clés : Gestion logicielle, Informatique diffuse autonome, Auto-organisation, Espace Intelligent, Informatique diffuse, Intelligence Ambiante

Abstract (AI English translation)

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Over the past twenty years, developments in information technologies have changed the paradigms of computing. The arrival of approaches such as pervasive computing and ambient intelligence have led to the emergence of new technologies to improve the quality of interactions with computerized systems. Among other things, the application of diffuse computing and ambient intelligence to environments such as homes, smart spaces, offers environments where contextualized assistance is offered to users in carrying out their daily activities. However, the democratization of diffuse computing and the implementation of intelligent spaces encounter a number of problems. The large number of hardware and software components, the dependencies between them and their heterogeneous nature contribute to the complexity of deploying and managing these environments, leading to high costs.

This thesis aims to contribute to the software management of smart spaces by reducing the complexity of management tasks. Our proposal consists of an autonomous approach to software management, based on the autonomous pervasive computing approach. The objective is to provide a set of functionalities and mechanisms to make most of the management tasks of software deployed in smart spaces autonomous. As part of this work, we propose a solution allowing the autonomous organization of smart space software. Thus, this solution uses the contextual information of the environments in order to determine which distribution of software among the devices of the environments best corresponds to the needs of the applications, to the specific characteristics of the environments and, not least, to the modalities and preferences of user interaction. of these environments. The proposed solution was implemented and evaluated using a series of tests and software organization scenarios.

The contributions of this work to the state of the art of smart space management are multiple, with the main innovations being the presentation of a vision of autonomous diffuse computing, the implementation of autonomous software organization middleware based on sensitivity to the macroscopic and microscopic context and the integration of user interaction modalities in the reasoning relating to the organization of software.

Finally, this thesis work takes place in the context of research from the DO-MUS laboratory at the University of Sherbrooke, Canada, and the Handicom laboratory from Telecom SudParis, France. These two laboratories work to design solutions to improve the quality of life and autonomy of dependent people, for example suffering from cognitive disorders or physical disabilities.