Tom's crazy CS Lab

　　這篇文章以全祿 ( XEROX ) 開發的行動型掌上電腦 ParcTab 來貫穿四種不同形式的情境感知應用系統雛型 ( Prototypes ) 。

　　哪四種?

1. 推薦選項 ( Proximate Selection )


2. 利用情境資訊來做系統重新組態的自動化 ( Automatic Contextual Reconfiguration )


3. 情境資訊和命令 ( Contextual Information and Commands )


4. 情境觸發行動 ( Context-Triggered Actions )

　　行動式分散式計算系統 ( Mobile Distributed Computing System ) 並不是把移動的人群當作是一堆行動計算機，它的宗旨是提供人們隨時隨地去存取自己所需的資訊，通訊與計算。

　　在這樣的前提下，最重要的三個情境分別是 :

　　你在哪，你和誰在一起，附近有何資源?

　　為了讓行動裝置夠輕薄且成本低廉，ParcTab 的設計就是利用紅外線接收 / 發射裝置 ( IR ) 連接附近的計算資源，使用遠端的應用程式，取代本機上的應用程式，如同現在 WEB 2。0 時代，只要內建基本的瀏覽器程式，就可以任意取用遠端各式各樣五花八門的 Web 應用程式。

　　以 ParcTab 為例，每個房間內的桌上型計算機都會有紅外線裝置，當連接一個紅外線接收端，房間就會成為紅外線網路的一份子，頻寬約 19200 bps。走進不同的房間，連接到不同的電腦，ParcTab 就可以利用該電腦的計算資源展現出不同的應用。

　　而 ParcTab 既使在未使用的狀況下，仍然會週期性地發送識別用的封包，提供作為精確定位的監控。類似集中式管理的 P2P 架構，會有專門收集重新分配定位資訊的公眾服務系統，此系統會通知所有應用程式 ParcTab 所在位置的變更和相關地點資訊。

　　了解 ParcTab 的設計導向與運作原理，我們來看看它能對上面所提的四種情境應用如何發揮?

推薦選項 ( Proximate Selection ) :

　　這項技術應用主要牽涉到兩個變因，軌跡 & 選項。

1. 例如有那些計算機輸入輸出裝置可以就近使用，包含鍵盤，顯示器，音響，傳真，攝影機，溫控裝置。地點資訊可以用來替裝置加權重。


2. 自動設定那些已經進行互動的裝置。


3. 提供你所在地附近的資訊，例如百貨公司出入口。想像一下取代黃頁用都市來區分，讀取器可以藉由距離直接告訴你最近的店家。

挑戰

　　困難處在於良好的 GUI 設計，如何同時將推薦選項和使用者習慣的字母排序方式合併來顯示資訊。

利用情境資訊來做系統重新組態的自動化 ( Automatic Contextual Reconfiguration )

　　系統重新組態意味著元件的替換。這是個有趣的觀點，到底什麼樣的情境會帶來硬體或是組態的變化需求呢? 我們來看文章內舉出的一些應用:

1. 虛擬白板
   藉由使用者的加入或離開，討論主題與性質，改變 ParcTab 上虛擬白板應用程式的會議方式。


2. 電源與效能管理最佳化
   當行動裝置接上電源，會保持磁碟機的運轉，或是使用附近的可用的記憶體來做後置存取，將 ParcTab 目前記憶體中的暫存資料轉移到附近的某台計算機伺服器上。

挑戰

　　當環境資訊變更過快，容易使系統分心，且擷取適應每個改變是不切實際的作法，因為使用者或許只對最終的環境狀態有興趣。同樣，某些轉接設定的改變會混淆使用者，特別當接收的情境資訊並不正確時。如果要讓裝置本身運作如同黑箱，使用者決無必要知道系統利用哪些情境資訊，或這期間有哪些情境改變，那，這就是要克服的問題。

情境資訊和命令 ( Contextual Information and Commands )

　　ParcTab 內建資訊瀏覽器，可以在不同的地點呈現出不同的資訊，甚至，前人可以任意增添資訊和客製化資訊。如有人在辦公室利用 ParcTab 發布便利貼資訊告知同事他何時會回到辦公室，只要其他手持 ParcTab 並被授權的使用者進入該辦公室，就會自動接收到此訊息。

　　另外在不同地點，應用程式的外觀也可以產生不同的變化。例如在圖書館就自動呈現平時隱藏的分類資料庫，並提供不同的指令可供使用。

情境觸發行動 ( Context-Triggered Actions )

　　簡單的 IF-THEN 陳述。很類似 rule-base 專家系統。在指定的情境條件發生下，執行某些預先設定好的行動。

1. 自動提醒
   其實就像是鬧鐘一般，時間到了就叫醒睡覺的人。然而除了時間一個情境外，ParcTab 由於內建身分識別，所以可以設定當在什麼條件下遇到某些人，可以提醒做某些動作。例如，提醒老師若在教室遇到某學生，要催繳他遲交的論文。

挑戰

　　並非所有情境發生時，中間所經過的步驟所觸發的條件全部都要顯現，但是延遲過久又會讓系統看來效能不好。而正確性和切時性是兩大開發必須考量的重點。

心得

　　ParcTab 的開發提供了一個很不錯的情境感知行動裝置的開發概念，他的優點在於，本身盡量簡化，只依賴少許幾個系統 API，其他的功能都來自於遠端能力較強的工作站或是伺服器提供功能上的擴充。我彷彿看到 WEB 2.0 強調的 Mash-up 精神以及 WebService 促成 SOA 應用的實現被搬到了行動裝置的戰場。

　　我們都知道行動裝置最大的死穴就在於續電力，行動裝置的接受度在於使用者考量其大小，重量。ParcTab 將計算能力高度外包的設計，提供了以上問題一個可以納入考慮的解答。但是，無可否認的，這樣的設計與問題解法，重度依賴基礎建設的完善性與成熟度。如同過去無線網路的 HotSpot 鋪設不夠多時，強調內建無線網路的 Centrino 不過是個昂貴的玩具一般。然而，這樣的基礎建設如果不是政府單位在政策上推廣，單靠民間企業機構，很難打出成績。

　　不過我相信未來基礎建設會與時並進，這樣的應用模式仍然大有可為。