iFlat - Eine dienstorientierte Architektur für intelligente Räume

Abstract:
Im Rahmen der Ambient Intelligence Labore der HAW Hamburg wird seit ca. 2 Jahren ein Modell einer intelligenten Wohnung (iFlat) untersucht und weiterentwickelt. Kern dieser Aktivitäten bildet eine Software Struktur, die als lose gekoppelte Verbindung einzelner Prozesse realisiert wird. Die Kommunikation verwendet eine Modifikation eines Blackboard-Systems der Univ. Stanford (iROS) als Nachrichtenmakler und Jade als Anwendungsprotokoll. Die einzelnen Komponenten des iFlat sind als intelligente Subsysteme auf jeweils eigenständigen Rechnern ausgeprägt, so dass die zentrale Steuerung auf die Modellierung von szenarienorientierten Abläufen beschränkt ist. Durch diesen Ansatz ist eine einfache Integration neuer Komponenten in bestehende Umgebungen gewährleistet. Die Entwicklung des iFlat orientiert sich an unterschiedlichen konkreten Szenarien, die eine technologiebasierte Weiterentwicklung der Überlegungen von M. Weiser von 1991 darstellen. So kann Sal eine interessengeleitete Information auf Basis von Eyetracking-Analysen angeboten bekommen (TV vs. Newsticker), das Handy sich ein freies Display für die ungelesenen SMS suchen, die Türgegensprechanlage mit dem TV-Receiver um das Display konkurrieren. Ein mit RFID ausgestatteter Kühlschrank kann mit der PIM-Anwendung des Handys über die Gestaltung des Abendessens konferieren und Einkaufsaufträge an den Bewohner schicken. Ein Fernsehangebot macht nur Sinn, wenn ein Bewohner im Raum ist, wobei diese Kontextinformation aktuell sowohl über Eyetracker als auch über Indoor-Lokationssysteme erfolgt. Szenarienbasierte Templates, wie wir diese verstehen, beschreiben die Details der möglichen Interaktionen zwischen dem Bewohner und dem Intelligenten Raum. Dabei werden die, zu Erreichung entsprechenden Ziele, notwendigen Zwischenschritte abstrahiert. Diese aufgabenorientierte, technologieneutrale Spezifizierung der Anwendungslogik einer Interaktion erlaubt uns die darunterliegenden Geräte und damit verbundenen Treiber nach belieben auszutauchen. Damit können zur Erreichung eines Ziels ein oder mehrere Geräte herangezogen werden, wobei die technischen Details eine untergeordnete Rolle spielen. Zum anderen kann der Austausch von erforderlichen Informationen zwischen den einzelnen Geräten proaktiv und unabhängig von der Aktivität erfolgen. Intelligenter Räume werden somit als eine Zusammenstellung unterschiedlicher Dienste betrachtet, welche auf den Kontexten der individuellen Bewohner basieren. Ein Dienst ist hierbei ein in sich abgeschlossenes Softwaresystem welches in der Regel als Treiber für eine Hardware fungiert. Die Kontexterkennung ist ein zentraler Bestandteil der Architektur und wird durch eine schichtweise Verarbeitung von Rohsensordaten erreicht. Auf oberster Ebene gelangen Kontextdaten an eine Laufzeitumgebung. Auf Basis dieser Daten und einer definierten Interaktionslogik werden sämtliche installierte Anwendungen des intelligenten Hauses ausgeführt. Eine Editorkomponente ermöglicht durch das Verknüpfen von unterschiedlichen Diensten die Erstellung von Anwendungen für das intelligente Haus. Diese Vorgehensweise fällt in das Paradigma der Dienstorientierung und wird schon seit Jahren in der Geschäftswelt erfolgreich angewendet. Die Konzepte der allgegenwärtigen Computer in intelligenten Räumen können unserer Meinung nach nur funktionieren, wenn die Interaktion in solchen intelligenten Räumen über eine geeignete kontextabhängige Auswahl von Interaktionsmodalitäten erfolgt. Im iFlat werden insbesondere auch Ergebnisse der Entwicklung nahtloser Interaktionstechniken des GamecityLabs Hamburg herangezogen, das als gemeinsame Aktivität der Informatik und der Medientechnik von der Wirtschaftsbehörde finanziert wird.