Smart-M3

Smart-M3 es el nombre de un proyecto de software de código abierto que busca proporcionar una infraestructura de intercambio de información de la Web Semántica entre entidades de software y dispositivos. Combina las ideas de sistemas distribuidos en red y la web semántica. El objetivo final es habilitar entornos inteligentes y la conexión de mundos reales y virtuales. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

La idea clave de Smart-M3 es que los dispositivos y las entidades de software pueden publicar su información integrada para otros dispositivos y entidades de software a través de intermediarios de información compartidos y sencillos: un modelo de intercambio de información basado en el envío de datos, en lugar de un modelo específico de publicación-suscripción. La comprensibilidad de la información se basa en modelos de ontología comunes y formatos de datos comunes. Otra idea clave es que Smart-M3 es independiente del dispositivo, del dominio y del proveedor. Es una solución de código abierto y gratuita disponible bajo licencia BSD. Por lo tanto, Smart-M3 se refiere a una tecnología de software , varios productos de software que codifican esta tecnología, una plataforma informática que estos productos ponen a disposición y cualquier sistema informático que se haya desarrollado e implementado utilizando esta plataforma.

La tecnología de software Smart-M3 ^{[ 3 ]} es un desarrollo evolutivo de la Web Semántica con algunas propiedades especializadas. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Los productos de software Smart-M3 son de código abierto . Están disponibles en SourceForge . ^{[ 6 ]} Los productos de software Smart-M3 permiten la implementación de una plataforma de computación Smart-M3. La plataforma de computación Smart-M3 permite almacenar y recuperar información basándose en mecanismos de espacio de tuplas . Al igual que en Linda (lenguaje de coordinación) , existe un pequeño conjunto definido de capacidades de interacción basadas en la semántica. Un programador puede desarrollar piezas de software que harán uso de estas capacidades de interacción. Hay varios productos de software Smart-M3 disponibles que dan soporte a dicho desarrollo de software. Cualquier software de este tipo debe cumplir con la interfaz definida de la plataforma de computación Smart-M3, el protocolo de comunicación definido y los principios generales de diseño. Un sistema Smart-M3 ^{[ 7 ]} existe cuando dichas piezas de software se han construido e implementado junto con la plataforma de computación Smart-M3.

El Smart-M3 se está desarrollando en el Centro de Investigación de Nokia dentro del programa Artemis JU en Sofía (objetos inteligentes para aplicaciones inteligentes) y en proyectos de investigación nacionales finlandeses DIEM (ecosistema de interoperabilidad de dispositivos). ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Smart-M3 aborda el problema de los múltiples proveedores, dispositivos y componentes ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} (de ahí proviene el término M3). Este problema M3 implica que diversos dispositivos deben interactuar entre sí, como un teléfono móvil, un televisor y un ordenador portátil. Un dispositivo puede estar compuesto por partes que se consideran componentes individuales para interactuar con otro dispositivo. Por ejemplo, un usuario utiliza el teclado de un ordenador de sobremesa para introducir datos en un teléfono móvil. Además, el usuario tiene libertad para elegir el fabricante. Cualquier software que aborde este problema M3 debe, como mínimo, funcionar correctamente en un entorno condicionado por estas limitaciones. Asimismo, la tecnología Smart-M3 permite desarrollar software capaz de aprovechar las oportunidades que ofrece dicho entorno. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

Cuando los humanos utilizan la Web , producen y consumen información legible por humanos e intercambian esta información según el paradigma de "publicar persistentemente y leer realmente". Un programa informático que se ejecuta en un dispositivo utilizado por humanos puede transformar, representar, analizar e indexar esa información legible por humanos, pero este programa no la comprenderá. ^{[ 15 ]} Además, la tecnología del enfoque Smart-M3 no hace que dicha comunicación entre humanos sea comprensible para las máquinas. En cambio, Smart-M3 sigue el principio de la Web Semántica de que la información comprensible para las máquinas debe prepararse explícitamente para el razonamiento del software. ^{[ 16 ]} Sin embargo, en lugar de especificar explícitamente los medios de interacción entre un programa que produce datos y los envía a través de Internet a un programa que los consume, Smart-M3 sigue exactamente el paradigma de interacción entre humanos de "publicar persistentemente y leer realmente" también cuando el software interactúa con otro software a través de Internet. ^{[ 17 ]}

Si bien la noción de la Web Semántica representa la visión de una única red universal de información comprensible para las máquinas, Smart-M3 organiza la comunicación entre máquinas estableciendo en la Web numerosos puntos de intercambio de información. En cada punto, diversos programas que se ejecutan en múltiples dispositivos de diversos tipos pueden publicar y leer información. Esta información se ha preparado no solo explícitamente en formato legible por máquina, sino también específicamente para cada punto. Cada punto de intercambio de información tiene un propósito o enfoque particular. Toda la información que un punto de intercambio pone a disposición estará dedicada a dicho propósito o enfoque. Por consiguiente, el número de programas que intercambian información en un punto determinado se limita a aquellos que comparten esta dedicación.

El problema central de M3 radica en la interoperabilidad . El enfoque Smart-M3 se aparta de la interoperabilidad directa punto a punto al aplicar el mecanismo de "publicar y leer" en puntos específicos de intercambio de información en la web. La entidad que publica no necesita ser interoperable con la que lee. De hecho, ni siquiera necesitan conocerse. En cambio, Smart-M3 simplemente permite que el publicador pueda publicar en el punto de intercambio de información seleccionado y que el lector pueda leer allí.

La Figura 1 muestra una vista superior de un sistema basado en la tecnología de software del enfoque Smart-M3. El núcleo del sistema es el corpus-M3, que se descompone en un intermediario de información semántica (SIB) y el almacenamiento físico real de los datos. Por supuesto, este corpus-M3 debe estar alojado en un dispositivo. Varios dispositivos alojan múltiples agentes M3, incluyendo opcionalmente el dispositivo que ya aloja el corpus-M3.

El SIB es el punto de acceso para recibir información que se va a almacenar o para recuperar dicha información almacenada. En el almacenamiento de datos, toda esta información se guarda como un grafo que cumple con las reglas del Marco de Descripción de Recursos (RDF).

Un agente M3 es un software desarrollado e implementado con el propósito de comunicarse con un SIB y publicar o leer información en él. Un agente M3 está dentro del alcance de un SIB específico si puede comunicarse físicamente con dicho SIB mediante alguno de los múltiples medios de comunicación disponibles y si ha sido desarrollado e implementado específicamente para publicar o leer información en este SIB. Un agente M3 está asociado a un SIB específico si se encuentra dentro de su alcance y ha sido aceptado por este para publicar o leer información tras una negociación exitosa durante el intento inicial de comunicación.

Diversos dominios y áreas de aplicación involucran dispositivos de muchos tipos, y estos dispositivos pueden tener diferentes capacidades de comunicación. Para lograr la interoperabilidad en una situación tan heterogénea, el SIB admite múltiples mecanismos de transporte, como TCP/IP , HTTP , Bluetooth y NoTA . ^{[ 18 ]} Dependiendo del entorno operativo real , se selecciona la tecnología de transporte más adecuada.

Las aplicaciones no se construyen de forma monolítica, sino a partir de conjuntos de agentes que colaboran mediante el intercambio de información (agentes M3). Dicho conjunto de agentes depende de la situación y el contexto específicos que el usuario esté experimentando o requiera en ese momento. Los agentes pueden proporcionar una interfaz de usuario de estilo monolítico, pero esta es puramente una interfaz de usuario y no un concepto de funcionalidad. El modelo de programación es análogo al del modelo de actores . ^{[ 19 ]}

El enfoque Smart-M3 prevé una computación que va más allá del programa de aplicación monolítico tradicional . ^{[ 20 ]} En cambio, se consideran escenarios en los que un conjunto de agentes M3 que se ejecutan en diversos dispositivos combinan la información que estos agentes M3 almacenan y recuperan en/desde una SIB particular. Esta colaboración de agentes M3 conforma la aplicación. El tipo de colaboración y combinación de información que se produce depende de los datos disponibles y ni siquiera se conoce a priori. ^{[ 21 ]}

Basándose en los datos disponibles en un espacio, un sistema Smart-M3 permite mantener una representación digital actualizada de un entorno cubierto por un conjunto de dispositivos que ejecutan agentes M3. Si se dispone fácilmente de información sobre el entorno circundante, se puede imaginar un número ilimitado de escenarios combinados que se benefician de dicha información. ^{[ 22 ]}

Se ha propuesto y documentado la tecnología de coordinación de agentes anónimos para procesadores de conocimiento en espacios inteligentes . ^{[ 23 ]}

Se han demostrado tres ejemplos de la aplicación de esta tecnología en los llamados entornos de hogar inteligente , ^{[ 24 ]} en el entorno de la “habitación inteligente” ^{[ 25 ]} y en situaciones de redes sociales. ^{[ 26 ]}

Esta tecnología se encuentra entre las áreas clave de la Cooperación Universitaria Finlandesa-Rusa en Telecomunicaciones (FRUCT).

En el laboratorio de software y servicios móviles (MSSLab) de la Universidad Estatal de Instrumentación Aeroespacial de San Petersburgo ( San Petersburgo , Rusia ) se lleva a cabo una intensa labor de I+D en torno a la tecnología y el concepto comunes. Los principales temas de investigación son la búsqueda de información y el control de acceso en espacios inteligentes distribuidos. Se están desarrollando tesis doctorales y varios trabajos de máster. Entre las actividades de desarrollo se incluye la aplicación CoffeeBreak Assistant, diseñada para proporcionar apoyo informativo, comunicación y servicios de búsqueda de expertos durante conferencias y otros eventos. ^{[ 27 ]}

El proyecto SmartSlog ^{[ 28 ]} en el laboratorio de tecnología inalámbrica y móvil de la Universidad Estatal de Petrozavodsk ^{[ 29 ]} ( Petrozavodsk , Rusia ) desarrolla un generador de bibliotecas de ontologías ANSI C. Este generador mapea una descripción del Lenguaje de Ontología Web (OWL) a código ANSI C (biblioteca de ontologías). La biblioteca proporciona una API para programar agentes M3 en términos de alto nivel de entidades de ontología en lugar de términos de bajo nivel basados ​​en tripletes. La biblioteca de ontologías se encuentra entre una aplicación de agente y una biblioteca de bajo nivel (mediadora). Actualmente, SmartSlog emplea la interfaz KPI_low ^{[ 30 ]} (orientada a pequeños dispositivos embebidos) para comunicaciones basadas en tripletes con SIB.

El proyecto SmartConference ^{[ 31 ]} es un sistema inteligente para la automatización de procesos durante conferencias. Ofrece a los participantes la posibilidad de controlar sus presentaciones mediante dispositivos móviles, un sistema de programación automatizado y otros servicios útiles.

El proyecto SmartScribo ^{[ 32 ]} en el laboratorio de tecnología inalámbrica y móvil de la Universidad Estatal de Petrozavodsk ^{[ 29 ]} ( Petrozavodsk , Rusia ) desarrolla un sistema móvil distribuido ANSI C , C# , Python para multiblogging .