Approches distribuées et adaptatives pour la mise en oeuvre de l’ubiquité numérique et l’informatique diffuse.

Distributed and adaptive approaches for ubiquitous and pervasive computing

• Auteur / Autrice : Ihab Arabi Agha
• Direction : Maxime Wack, Jaafar Gaber
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 07/11/2018
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de technologie de Belfort-Montbéliard (1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Tarek Ahmed-Ali
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ahmed Nait-Sidi-Moh
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pascal Lorenz, Tarek El-Ghazawi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Informatique omniprésente

Systèmes de communication sans fil

Mots clés libres

L'informatique ubiquitaire

Informatique omnipresente

Les réseaux de communication

Reconnaissance de modèle social

Ubiquitous computing

Pervasive computing

Communication Networks

Social pattern recognition

Résumé

Le paradigme d'émergence spontanée de services (Spontaneous Emergence Paradigm, SEP) pour la mise en œuvre de l’informatique omniprésente ou diffuse (pervasive computing), consiste à fournir des services aux utilisateurs en fonction de leur environnement ad hoc. Ce paradigme a prouvé son efficacité et son adéquation aux applications distribuées sensibles au contexte. Ce travail se concentre sur deux aspects liés à la mise en œuvre des services SEP. Le premier se distingue de ce qui est proposé dans la littérature, par une approche physiologique de « Dead Reckoning » (Physiological Pedestrian Dead Reckoning Approach, PDR), qui permet de corriger les erreurs de positionnement à partir de données physiologiques comme la fréquence cardiaque et la vitesse de déplacement. Cette approche utilise des modèles stochastiques, qui reposent sur la distribution des probabilités des fréquences cardiaques précédemment collectées par rapport à la vitesse de déplacement de l’utilisateur (par exemple, par apprentissage via une marche sur un tapis roulant). Le modèle proposé permet ainsi d’ajuster les vitesses lues dans n’importe quel futur système PDR. Le deuxième aspect de cette recherche concerne la détection de réseaux d’affinités (Social Relationship Detection framework, SRD). Cette approche propose d’explorer le niveau d’affinité entre personnes en fonction de leur connexions et interactions selon plusieurs conditions. Ces connexions à des bornes WAP (Wireless Access Point), par rapport à chaque condition, sont consolidées pour former des distributions de probabilités. Par la suite, ces distributions de probabilités sont introduites dans un réseau de neurones (back propagation neural network) pour détecter et déterminer les affinités entre utilisateurs. Cette approche permet une prise de décision adaptative à chaque connexion au WAP et selon le comportement de l’utilisateur, contrairement aux approches classiques reposant uniquement sur une connaissance globale au préalable de la convergence des attributs des utilisateurs concernés.

Service Emergence Paradigm (SEP), based on a pervasive computing approach, consists of providing services to users within intended applications, transparently from their intentions, relatively to their needs, and regardless of the time and devices used. This considered paradigm has been proved sufficiently in applications that have context awareness schemes and various working threads. This research focuses on two aspects for providing SEP services. This first aspect is to implement a Physiological Pedestrian Dead Reckoning Approach (PPDR) that corrects position errors in pedestrian dead reckoning systems based on the heart rate parameter. This approach uses specific stochastic models that rely on probability distributions of previously collected heart rate values with respect to their velocities of a user during a treadmill walk. The reason behind this collection is to form a pattern that contributes in adjusting currently read velocities in any future PDR system. The second aspect of this research is the Social Relationship Detection framework (SRD). This approach proposes a mean for exploring the level of relationship between people by observing the network connection pattern of each person over several conditions. These connections, with respect to each condition, are consolidated to form a set that holds different probability distributions. These distributions are formed based on the users’ Wireless Access Point (WAP) connection establishment routine. Afterwards, the distributions of the probabilities are fed into a trained back propagation neural network to detect the level of relationship between candidate users for forthcoming friendship recommendations. This approach is elaborated in a technique that achieves intelligent decision-making whenever the connection pattern to the WAP and the user behavior are changing with time. It is also distinguished from other classical approaches that rely solely on prior knowledge of the convergence of the users’ attributes.