Posicionamiento y Navegación en Interiores

Introducción del Editor Invitado • Andrea Bottino, Giovanni Malnati, and Paolo Montuschi, Politecnico di Torino, Italy • Junio 2013

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Traducido por Osvaldo Perez

compassLos avances recientes de la tecnología y su correspondiente reducción de costos potencian el crecimiento en la investigación del posicionamiento y navegación en interiores. En 2011 la revista IT Professional magazine le dedico un número especial, muy interesante, a los ‘Sistemas de localización en tiempo real y la RFID' por J. Morris Chang, Yo Ping Huang y Simon Liu, invitados por el editor.

En el siguiente video desarrollado por el Prof. Chang se destacan los puntos sobresalientes del contenido de tal número especial.

En 2012 el escritor de Novedades de Computing Now, George Lawton presente un interesante panorama de las percepciones principales en ‘Trayendo la Tecnología de Localización y la Navegación al Interior'

Ahora retornamos al tópico de esta introducción de como la investigación científica ha ido apuntando hacia la navegación en el interior durante los últimos dos o tres años. De la Biblioteca Digital de la Computer Society hemos seleccionado cinco artículos que cubren tecnologías y áreas de aplicación diferentes. Los lectores interesados pueden consultar también las lecturas adicionales, indicadas más abajo, y mirar el video que hemos preparado sobre un Sistema de navegación basado en una visión de interiores, desarrollado en el Politécnico de Torino y uno de sus organismos en desarrollo.

Finalmente hemos incluido un video en el cual Phil Laplante de la Universidad del Estado de Pensilvania bosqueja rápidamente la importancia de las aplicaciones de posicionamiento y localización en interiores.

Para la lectura adicional e información útil, visite la página de Lecturas Adicionales.

Artículos Seleccionados

Con el objetivo de ofrecer servicios en escenarios reales, el primer desafío es el de evaluar el posicionamiento y la orientación del usuario. Dado que las señales de GPS no están disponibles en el interior de los edificios, los investigadores han investigado un conjunto de tecnologías de localización, incluyendo a aquellas basadas en señales de radio, perturbaciones en el campo magnético terrestre, luces infrarrojas moduladas, ultrasonidos y características extraídas a partir de las imágenes tomadas por las cámaras de los teléfonos. En la extensa bibliografía incluida al final de esta introducción, hemos incluido algunos artículos de la amplia literatura sobre este tópico de Alessandro Mulloni y sus colegas. ‘Posicionamiento y Localización en el Interior con Cámaras de Teléfonos Móviles', que ciertamente, es una referencia obligada de artículos seminales sobre la navegación en el interior basada en imágenes, que ha sido publicada en 2009 en la revista IEEE Pervasive Computing.

Para el posicionamiento por RFID y sus aplicaciones relacionadas, el número de Marzo/Abril 2011 de IT Professional, incluye una excelente colección de artículos; entre ellos: ‘Los Guías basados en RFID le proporcionan a los Visitantes de los Museos mayor libertad' , por Yo Ping Huang, Shan Shan Wang y F E Sandnes, en donde se examina aplicaciones interesantes que aprovechan la navegación en el interior por medio de la RFID (Radiofrequency Identifiers).

En el artículo ‘Seguimiento y Navegación en el Interior utilizando la potencia de las señales recibidas y la compresión del sensado en los dispositivos móviles', Anthea Wain Sy Au y sus colegas describen una solución eficiente para el mejoramiento y de la precisión del posicionamiento y la navegación basadas en Wi FI. En la mayoría de los casos, el posicionamiento basado en las ondas de radio le requiere a los desarrolladores la confección de mapas detallados de los valores de las señales de radio en el edificio. Esta aproximación busca reducir la carga en el despliegue y mantenimiento de tales sistemas.

Un posible paso adelante es la confección automática de los mapas de señales de radio, tal como es sugerido por Chenshu Wu y sus colegas en ‘WILL: Localización Inalámbrica en Interiores sin Relevamiento del Lugar' (Wireless Indoor Localization without Site Survey). A partir de sus pruebas, este autor reporta una precisión promedio en una habitación de 86 por ciento para un típico edificio de oficinas; lo cual es competitivo con los diseños existentes. Este prometedor trabajo puede conducir a la adopción generalizada del Wi FI para los sistemas de navegación.

Aun cuando la identificación precisa del posicionamiento de la localización de un usuario es el desafío principal, los investigadores deben también resolver otros problemas. En realidad la navegación en interiores es usualmente un bloque constructivo para servicios más comprensivos basados en el contexto, que requieren muchas piezas de información sobre el contexto de los usuarios, tales como sus preferencias o sus capacidades físicas o cognitivas, la naturaleza y disponibilidad de dispositivos de interacción específicos, las características estáticas y dinámicas de del ambiente en el cual se mueven, y la disponibilidad de los sistemas de información que actualmente están dedicados a soportar los procesos de negocio en el edificio. En el artículos ‘Computación Consiente del Contexto: Mas allá de los Servicios basados en la búsqueda y la Localización' Pankaj Mehra proporciona una introducción interesante al problema la cual extiende sus contribuciones previas en el tema mensual de Agosto de 2010 de Computing Now.

Otro problema es el que está relacionado con la cantidad de información contextual. Cuando los servicios móviles requieren el despacho de un gran volumen de datos basados en la localización, los usuarios pueden experimentar un retardo significativo, especialmente cuando una cantidad considerable de usuarios debe ser servida por medio de un conjunto limitado de puntos de acceso. En el artículo ‘Despacho Adaptativo de Contenido Orientado a la Localización para las Aplicaciones Omnipresentes Sensibles al Retardo' Yu Zhang Zhibin Wu y Wade TRappe analizan los problemas y proponen algunas soluciones.

¿Que hay sobre el futuro?

Aunque confiable desde un estricto punto de vista técnico, los servicios de navegación en interior deben atacar algunas cuestiones antes de que se puedan transformar en ubicuos. Por ejemplo, los investigadores deben definir un estándar apropiado del esquema de denominación para las localizaciones internas, reducir el costo del establecimiento y mantenimiento del mapeo, (tanto para el ambiente físico como lógico) y la estandarización de servicios de navegación de terceras partes que puedan ser integrados en las aplicaciones móviles.

El primer problema también se conoce como el problema de geocodificación inversa, trasladando las coordenadas del interior de un determinado edificio en descripciones textuales. La complejidad de esta tarea cae en el hecho de que cada edificio posee su propia convención de nombres (que es mayormente desconocida para el visitante casual), y una solución genérica globalmente aceptable está aún muy lejos de comenzar a ser estandarizada.

El segundo problema se refiere a lo costoso del establecimiento del mapeo y su uso (la nomenclatura de conectividad y problemas relacionados), en los espacios interiores está sujeta a cambios más frecuentemente que en los espacios exteriores. Esto tiene un impacto en la sustentabilidad del servicio. Y aun así, en la mayoría de los casos, las herramientas específicas para el mantenimiento consistente y simple de los mapas y de los datos de navegación están ausentes. En el futuro una base apropiada para la gestión de la información de navegación puede ser proporcionada por el trabajo que se está llevando a cabo en lo respectivo a ingeniería de arquitectura para la creación y estandarización de los llamados modelo de información del edificio, BIM (Building Information Models) que son representaciones digitales de las características funcionalidades y físicas de una determinada localización.

El último aspecto remarca el hecho que el desarrollo, despliegue y mantenimiento del posicionamiento y navegación interior puede tener costos elevados que son difíciles de costear por las organizaciones pequeñas. En realidad, para el escenario de exteriores, las terceras partes tienen actualmente elaborados un modelo de negocios que permite el aprovisionamiento de estándares, normalizados, con componentes de bajo costo, (a aun gratuitos), que se pueden incorporar fácilmente en los sitios web y las aplicaciones móviles. Desafortunadamente, este enfoque no se puede migrar en forma directa a los ambientes de interiores. Sin embargo soluciones con propósitos especiales se deben implementar para confrontar las limitaciones adicionales, tales como las cuestiones de privacidad del interior de un edificio versus la información pública de los diseños de rutas y las redes internas.

A pesar de limitaciones actuales, el gran potencial económico y las capacidades sociológicas de la navegación en interiores, están presionando el avance de la investigación, desarrollo, implementación y venta de sistemas de bajo costo. En el futuro cercano, esto cambiará la forma en que interactuamos con nuestro entorno, con muchas ventajas para los diferentes actores involucrados en cualquier negocio de interiores.

Andrea BottinoAndrea Bottino es un profesor asistente en el Politécnico de Turín, Italia. Sus intereses principales de investigación incluyen realidad virtual y aumentada, gráficos por computadoras, visión de computadora, e interacción entre humano y computadora. También ha desarrollado investigaciones importantes en el campo de la geometría computacional. El trabajo más reciente de Bottino trata el desarrollo de herramientas de computación automáticas para la planificación de piezas de cirugía plástica y herencia virtual, lo cual combina las tecnologías ICT con la herencia cultural. Se lo puede contactar en andrea.bottino@polito.it.

Paolo MontuschiGiovanni Malnati es un profesor asistente en el Politécnico de Turín, Italia, Sus intereses principales de investigación son las tecnologías de redes y software para sistemas móviles y pervasivos, las aplicaciones para redes vehiculares, los sistemas de posicionamiento de interiores, y las tecnologías de multimedia para el soporte de los ambientes de e'learning. Malnai ha participado activamente en varios proyectos de investigación nacionales y Europeos, así como en las actividades de transferencia de tecnología con compañías privadas. Es el coautor de varias patentes en los campos de posicionamiento en interiores y sistemas de acceso remoto a archivos. Se lo puede contactar en giovanni.malnati@polito.it.

Paolo MontuschiPaolo Montuschi es un profesor en el Politécnico de Turin, Italia. Sus intereses de investigación son la aritmética computacional, los gráficos computacionales, las arquitecturas de computadoras, y las publicaciones electrónicas. Actualmente es editor asociado en jefe de IEEE Transactions in Computing, y es miembro del Comité Consejero de Computing Now. Nontuschi también se desempeña en el Comité de Gobierno de la IEEE Computer Society, período 2012'2013, y como Jefe del Comité de Operaciones de la Revista IEEE Computer en 2013. Se lo puede contactar en paolo.montuschi@polito.it.

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