Ubiquitous computing environments are normally composed of a wide range of devices that have different capabilities such as different display sizes and computing powers. It is desirable for users to participate collaborative tasks by using diverse devices that are available in their local environment. In addition, it is needed to make users be able to switch between different devices based on their contexts during participating collaborative tasks. To support seamless transition among interaction devices, it is necessary to ensure the consistency of shared information, to minimize user intervention, and to prevent interference with other users.
In this dissertation, we propose a presentation/manipulation/semantics-split (PMS-split) model. In our PMS-split model, we add a manipulation tier in between a presentation and shared semantics of the P/S-split model. Instead of making shared information and functionality have static bindings with single semantics for a collaborative task, the manipulation tier, which provides methods to process the shared semantics, is flexibly coupled to the shared semantics. The manipulation tier partially keeps the state of the shared semantics to ensure consistency among various presentations of the shared semantics in the process of switching interaction devices of a user. In the manipulation tier, additional at-tributes and methods also can be defined for personal manipulation of the shared semantics. This additional attributes can be used to reduce user involvements by migrating their states during the transition among heterogeneous devices. We also define interaction protocols, called p/m/s protocol and p/m/p protocol. The former allows efficient interactions between the presentations and the shared semantics through the corresponding manipulations while the latter defines direct interactions among multiple distributed presentations of a user without going through the shared semantics. We built an application framework which supports the p/m/s-split model on the Active Surroundings, which is a group-aware middleware for ubiquitous computing environments. Experiments showed that adaptation time taken by a transition of interaction devices of a user caused by a context change was reasonable and user interventions were minimized during the context adaptation process.
유비쿼터스 환경은 서로 다른 컴퓨팅 능력을 가진 다양한 기기들로 구성 되어 있으며, 이는 협업에 참여하는 사용자들이 좀더 다양한 기기들을 사용 하여 협업에 참여할 수 있는 기회를 제공한다. 또한, 협업에 참여하는 동안 사용자들은 현재 상황에서 사용 가능한 기기들을 자신들의 선호도에 맞게 선택하여 이용할 수 있어야 한다. 이러한 환경적 특성들은 CSCW 응용 프로 그램들로 하여금 사용자의 기기의 변경 등의 상황 변화 시에, 공유 정보의 일관성 유지 및 사용자들의 불필요한 간섭을 최소화 할 수 있는 기법들을 요구한다. 이러한 요구사항들을 만족시키기 위하여, 본 연구에서는 기존의 P/S-split 모델을 확장한 P/M/S-split 애플리케이션 모델을 제안한다. 제안하는 PMS-split 모델에서는 Presentation 과 semantics 사이에 manipulation 을 추가 하 여, 하나의 semantics 안에 공유 정보 및 그 정보를 가공하는 기능들을 협업 응용 프로그램 개발 시에 미리 고정적으로 엮어 놓지 않고, 공유 정보를 가 공하는 기능들을 manipulation 부분으로 분리하여, 런타임 시에 동적으로 바 인딩 할 수 있는 협업 응용 프로그램 구조를 제공한다. manipulation 객체들은 공유되는 semantics 객체의 상태정보를 부분적으로 유지하고 있으며, 이 상태 정보들은 사용자의 사용기기의 변경 시에 사용된다. Manipulation 에는 공유 정보를 조작하는데 필요한 추가적인 property 들과 이 property 들을 사용하는 기능들을 정의 할 수 있다. 이를 통하여 상황 변화에 따라 사용자들이 사용 하는 기기들의 변경 시에, 추가적인 property 들의 상태 정보를 새로 변경된 기기로 이동 시킴으로써, 상황 변화 적응 후에 발생할 수 있는 사용자의 간섭을 최소화 할 있다. 또한, 제안하는 모델의 컴포넌트간의 효과적인 상호 작용을 위하여 p/m/p 프로토콜과 p/m/s 프로토콜을 정의 하였다. p/m/s 프로토콜은 사용자들의 presentation 들이 관련된 manipulation 을 통하여 공유 semantics 의 상태 정보를 변경하는데 사용되며, p/m/p 프로토콜은 사용자가 이용하 는 분산된 여러 개의 presentation 들이 공유 semantics 을 통하지 않고 직접적 인 통신을 위해 사용된다. 본 연구에서 제안한 p/m/s-split 모델을 지원하는 애플리케이션 프레임워크는 유비쿼터스 환경을 위한 그룹상황인지 미들웨어 인 Active Surroundings 에 구현하였다. 또한, 사용자의 간섭을 최소화하면서 투명한 상황 적응을 증명하기 위하여 예제 협업 애플리케이션들을 개발해봄으로써 협업 응용 프로그램 개발의 복잡도를 분석했으며, 사용자들이 개발된 협업 애플리케이션을 사용하여 협업에 참여하면서 다양한 기기의 변경 시에 걸리는 시간을 측정해 봄으로써 투명한 상황 적응 성능을 제공함을 보였다.
