情景感知在移動(dòng)計(jì)算中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著移動(dòng)商務(wù)的發(fā)展，情景感知在交互移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為了把這一概念應(yīng)用到設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)環(huán)境中，有必要了解什么是情景感知、情景感知的分類等概念。學(xué)者們針對(duì)情景感知概念的討論和驗(yàn)證從未停止過(guò)，分析情景感知在移動(dòng)計(jì)算中的應(yīng)用是當(dāng)前一個(gè)重要的研究方向。本文對(duì)情景感知概念及移動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)獲取的方法提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：情景感知；移動(dòng)計(jì)算；情景感知分類

中圖分類號(hào)：TP301

人類在交流思想和傳遞感情方面做的相當(dāng)出色，這是由于有許多因素：共享語(yǔ)言、理解世界如何運(yùn)作、知道每天的工作內(nèi)容等等。當(dāng)人們之間進(jìn)行交談的時(shí)候，他們能夠用隱含的情景信息來(lái)交流。不幸的是，思想傳送的努力并沒有很好的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)的移動(dòng)交互計(jì)算中。在傳統(tǒng)的移動(dòng)交互計(jì)算中，用戶在計(jì)算機(jī)的輸入方面遇到了瓶頸。

通常情況下，程序員不能夠充分發(fā)揮情景感知在人機(jī)移動(dòng)交互計(jì)算中的作用。本文主要研究了情景交互在人機(jī)移動(dòng)交互計(jì)算中如何提高交流的作用，以便能夠創(chuàng)造出更多有用的計(jì)算機(jī)設(shè)備。為了更加高效的使用情景，我們必須理解情景感知是什么和它如何在移動(dòng)交互計(jì)算中的應(yīng)用。

1 概念

早在1994年B.SCHILIT和THEIMER提出了情景感知的概念，認(rèn)為情景感知就是指位置、人和物體周圍的標(biāo)示和這些物體的變化，情景感知應(yīng)用能將情景告知應(yīng)用，而應(yīng)用能適應(yīng)情景。BROWNPJ更加深入的提出情景感知為位置、用戶周圍的人的標(biāo)識(shí)、時(shí)間、季節(jié)和溫度等。CHRISTIANSEN認(rèn)為“是我們和別人交互時(shí)使用（感知或非感知）的所有‘東西’可以是物理的也可以是社會(huì)性的”。DAVIDKOTZ“情景是一系列的環(huán)境特征，這個(gè)環(huán)境特征或者決定了應(yīng)用行為，或者應(yīng)用事件發(fā)生在該環(huán)境或者對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是有意義的環(huán)境”。SNOWDON和GRASSO將情景定義為多層結(jié)構(gòu)：個(gè)人的（Personal）、項(xiàng)目的（Project）、群組的（Group）和組織的（Organization）。情景的個(gè)人層包括個(gè)體當(dāng)前活動(dòng)的信息，諸如他們?cè)谀睦铮麄冏x哪些文檔，他們和誰(shuí)在一起。這些信息是個(gè)性化的，與協(xié)作組以外的人無(wú)關(guān)。情景項(xiàng)目層包括項(xiàng)目截止期及與項(xiàng)目協(xié)作伙伴有關(guān)的所有信息。情景群組層中，情景和每日活動(dòng)關(guān)系稍弱，但關(guān)注的是全局、整體和長(zhǎng)期的性質(zhì)。情景組織層中，情景不僅僅關(guān)注戰(zhàn)略層也關(guān)注相關(guān)的其他群組的活動(dòng)。

2 情景感知應(yīng)用

2.1 情景信息的獲取

情景信息獲取的目標(biāo)決定了如何用戶完成任務(wù)。因?yàn)橛脩魧?duì)直接下決定是很困難的。情景經(jīng)常提供給用戶有用的信息，情景感知代表輸入的通用模型（包括隱式的和顯式的），允許幾乎任何應(yīng)用程序在輸入環(huán)境中或多或少考慮情境感知。

然而，在情景感知僅僅包括自動(dòng)獲得的信息或者也包括手動(dòng)獲取的信息方面，學(xué)者們存在著分歧。理想情況下，情景感知將被自動(dòng)獲取并就沒有必要手動(dòng)采集。然而，在現(xiàn)實(shí)世界中不是所有的情景信息可以被自動(dòng)檢測(cè)到并應(yīng)用，它們必須依賴于用戶手動(dòng)提供。

隨著大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)被從不同的信息源中提煉出來(lái)，情景感知應(yīng)用逐漸為世人所認(rèn)知，越來(lái)越多的關(guān)于情景感知的應(yīng)用模型被開發(fā)出來(lái)。同時(shí)，當(dāng)環(huán)境不斷變化時(shí)，例如當(dāng)用戶使用手機(jī)時(shí)，運(yùn)用情景感知理念是最有實(shí)際意義的。

2.2 情景感知應(yīng)用

情景感知的手機(jī)應(yīng)用可以被用于各種不同的計(jì)算平臺(tái)中，從手持設(shè)備、可穿戴計(jì)算機(jī)到定制的嵌入式系統(tǒng)。因此情境感知應(yīng)用需要文件小、便攜式和可互操作的系統(tǒng)，并且可以在很廣泛的應(yīng)用平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。一些獲取情感信息的方法如下：

（1）直接感應(yīng)。這種方法經(jīng)常用在內(nèi)置本地傳感器的手機(jī)應(yīng)用中。客戶端軟件直接從這些傳感器收集所需的信息，如果沒有額外的層用于獲取和處理數(shù)據(jù)，這些傳感器的驅(qū)動(dòng)寫入到應(yīng)用程序中。

（2）情景服務(wù)器。架設(shè)專門的情景服務(wù)器是一種獲取數(shù)據(jù)的重要方法。這種方法中，多個(gè)客戶端允許訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源。這是一種分布式的方法，通過(guò)具有數(shù)據(jù)采集功能的傳感器組件把數(shù)據(jù)以更加便利的方式采集到情景服務(wù)器中，這促進(jìn)并擴(kuò)展了基于中間件的體系結(jié)構(gòu)。Winograd介紹了三個(gè)不同的協(xié)調(diào)多進(jìn)程和組件的情景管理模型：窗口小程序，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和黑板模型。

（3）語(yǔ)境的分類。情景類型的分類將有助于應(yīng)用設(shè)計(jì)人員挖掘最有可能的情境部分，將在他們?cè)O(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)起到非常重要的作用。前面的情景定義向我們明確了情景類型的發(fā)展。戴伊把情景定義為可被用來(lái)描述實(shí)體的情況的任何信息（即個(gè)人，地方或物體），這些信息包括用戶和應(yīng)用程序本身之間的相互作用。根據(jù)戴伊的定義，情景信息可以根據(jù)所描述的實(shí)體分類。

用戶情景可以是不同的實(shí)體的組合，例如用戶的身份，活動(dòng)，地點(diǎn)和情緒等；用戶的社會(huì)情景可能是他們與其他人的社會(huì)關(guān)系（如家庭成員，同事，朋友）；用戶的物理環(huán)境可能包括他們位置的照明層次。網(wǎng)絡(luò)情景可以是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)參數(shù)的質(zhì)量，如往返時(shí)間；一個(gè)設(shè)備的情景中可以是它的功能、顯示屬性或者電池容量水平等。

情景信息最重要的內(nèi)容包括你在哪里，你和誰(shuí)在一起和你附件有哪些資源。情景隨著周圍環(huán)境的不斷變化而改變，下面列舉一些環(huán)境：①計(jì)算環(huán)境可以改變的處理器，用戶輸入和顯示的訪問設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)容量，連通性，計(jì)算的時(shí)間度；②用戶的社會(huì)位置，相關(guān)人群關(guān)系的收集和社會(huì)地位；③光照和噪音水平等物理環(huán)境。

謝帕斯科把情感定義為會(huì)感興趣的物理和概念狀態(tài)上的一個(gè)特定實(shí)體的子集。這些定義都過(guò)于具體。情景對(duì)用戶及其使用的移動(dòng)應(yīng)用具有重要的意義。我們無(wú)法枚舉其中全部情況，例如情況的哪個(gè)方面是重要的，因?yàn)榍闆r經(jīng)常在不斷的改變。在一些案例當(dāng)中，物理環(huán)境可能是重要的，而在其他情況下他可能是完全無(wú)關(guān)緊要的。

在實(shí)踐中，有些特定類型的情景比其它更重要，像位置，身份，活動(dòng)和時(shí)間。位置，身份，時(shí)間和活動(dòng)是用于表征一個(gè)特定實(shí)體的情況的主情景類型。這些類型的情景不僅回答了誰(shuí)、什么、何時(shí)、何地的問題，同時(shí)也作為索引納入情景信息的其他來(lái)源。例如，給定一個(gè)人的身份，我們可以獲取很多條相關(guān)信息，如電話號(hào)碼、地址、電子郵件、生日、好友列表，相關(guān)關(guān)系人等等信息。從這些例子當(dāng)中很明顯的看出，作為一個(gè)實(shí)體中的主情景可以被用作索引來(lái)找到次要情景（如電子郵件地址）。

3 結(jié)束語(yǔ)

在手持設(shè)備盛行和無(wú)處不在的大數(shù)據(jù)時(shí)代分析的今天，用戶的情景感知數(shù)據(jù)是非常動(dòng)態(tài)的。當(dāng)在這些設(shè)置中使用情景感知設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序時(shí)，它允許用戶根據(jù)當(dāng)前情景的不同來(lái)定制自己的情景，這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)大有益處的。為了更加有效地促進(jìn)情景的使用，本文探討并討論了在移動(dòng)計(jì)算中如何更好的理解情景感知、如何獲取情景數(shù)據(jù)、情景歸類和情景應(yīng)用。情景感知的安全和隱私問題，在該研究領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：朱穎（1980-），女，浙江臨海人，教師，講師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件。

作者單位：浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，杭州 310018