[论文解读] An Ontology Oriented Architecture for Context Aware Services Adaptation

Hatim Guermah, Tarik Fissaa+3 more|arXiv (Cornell University)|Apr 12, 2014

Context-Aware Activity Recognition Systems参考文献 19被引用 14

一句话总结

本文提出了一种面向本体的体系结构，用于普适计算环境中上下文感知的服务自适应。通过利用形式化本体和推理技术，该方法动态建模上下文信息，并使服务能够基于语义上下文智能自适应，从而提高移动和无线系统中的自适应性和互操作性。

ABSTRACT

In the field of ubiquitous computing, a class of applications called context-aware services attracted great interest especially since the emergence of wireless technologies and mobile devices. Context-aware application can dynamically capture a range of information from its environment and this information represents a context, the application adapts its execution according to this context. An important challenge in ubiquitous computing is dealing with context. Ontologies presents the most promising instrument for context modeling and managing due to their high and formal expressiveness and the possibilities for applying ontology reasoning techniques. In this paper, we present an ontology based approach for the development of context aware services.

研究动机与目标

• 解决在普适计算环境中管理复杂、动态上下文的挑战。
• 通过引入形式化、机器可处理的上下文模型，克服传统上下文管理的局限性。
• 基于对上下文变化的语义理解，实现服务的智能、自动化自适应。
• 通过标准化的基于本体的建模，提高上下文感知应用的互操作性和可重用性。
• 通过语义推理支持在移动和无线环境中可扩展、可扩展的服务自适应。

提出的方法

• 设计一种集成上下文感知、本体建模和服务自适应组件的多层体系结构。
• 使用本体正式表示上下文实体（例如，用户、位置、设备）及其关系。
• 使用语义推理引擎从原始传感器数据和本体规则中推断新的上下文状态。
• 通过基于本体的转换规则，将上下文变化映射到服务自适应策略。
• 使用标准的Web服务和本体技术（例如，OWL、RDF、WS-*）实现该体系结构，确保平台独立性。
• 通过一个原型验证该方法，展示在真实移动场景中实现动态自适应。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效利用本体来建模和管理普适计算环境中的动态上下文？
• RQ2 哪些体系结构组件是实现实时、语义感知服务自适应所必需的？
• RQ3 基于本体的推理在多大程度上提升了上下文感知服务自适应的准确性和响应速度？
• RQ4 该体系结构在多大程度上能够支持在各种移动和无线应用之间的互操作性和可重用性？
• RQ5 基于本体的上下文自适应系统的性能和可扩展性特征是什么？

主要发现

• 所提出的基于本体的体系结构通过正式的语义建模，实现了服务的动态和上下文感知自适应。
• 对本体进行语义推理，能够从低层次的传感器数据中推断出更高层次的上下文状态。
• 该体系结构在异构平台上显著提升了上下文感知服务的互操作性和可重用性。
• 原型实现成功地在用户位置或设备可用性等上下文变化时自适应服务。
• 使用标准化的本体语言（例如，OWL）增强了系统的可维护性和可扩展性。
• 该方法通过语义抽象将上下文建模与服务逻辑解耦，支持可扩展的上下文管理。