A Concept of services delivery to modern households: linked data approach

Abstract

Ageing of population in many countries brings many challenges to researchers and opens new research fields. The number of systems and applications that affect to human living is enormously huge, and more are to come. Among the challenges that are subjects of research domains relevant to Ambient Assisted Living (AAL), interoperability between the systems is one of the most important.

Regardless of a great number of implementations of Smart Homes – home platforms and solutions, developed in research circles and available on markets – and the fact that the interoperability aspects were addressed in a number of ways during the last decades, real-world solutions are still well fragmented. In addition, they may contain proprietary elements, and require relatively high development effort to achieve interoperability. Those are limiting factors that affect the appearance of new AAL services.

The research objectives of this Master’s theses are the following: to research a state-of-the art service provisioning; to define relevant notions, to specify appropriate details and to identify best practices; and to propose a concept of service provisioning that is independent on existing AAL systems. The research boundaries of this work are determined by the AAL services domain, where stakeholders assist an independent living of domestic users by maintaining a high quality of their lives.

An extensive theoretical research on all relevant aspects as well as practical experiments, including a user-driven research, an early inclusion, and field trials were performed. The proposed Decentralised Service Architecture and the refined Smart Living concepts are the major outcomes of the work. The idea of the architecture is to abstract whenever it is possible from the low-level technical interoperability to knowledge-based interoperability via such a high-level medium as the Web, using the Linked Data approach – in order to facilitate the minimum or no development effort for service provisioning. The HoviMestari system is utilising the Decentralised Service Architecture framework that is designed based on needs of elderly people.

Some aspects of human living, such as education, work, cultural and social life, range beyond those living environments where Smart Homes operate. The concept of Smart Living is better suitable since it essentially assumes all the aspects of human living being affected with technologies. Technological challenges are similar regardless of a smart space and its domain. Understanding that may bring to a development of generic, unified solutions that could be reusable across smart spaces and domains.

Monissa maissa väestön ikääntyminen tuo paljon uusia haasteita tutkijoille sekä avaa uusia tutkimusalueita. Elämiseen vaikuttavien systeemien ja ohjelmien määrä on valtava, ja lisää on tulossa. Ambient Assisted Living -ohjelmassa (AAL) tutkittavista haasteista systeemien yhteentoimivuus on tärkein.

Älykotien sovellusten suuresta määrästä huolimatta – tutkimuslaitoksissa kehitettyjen ja markkinoilta saatavien – sekä useista viittauksista yhteentoimivuuden aspekteihin viimeisten vuosikymmenten aikana, oikean elämän ratkaisut ovat hyvin osittuneet. Lisäksi ne voivat sisältää sovelluskohtaisia elementtejä ja vaatia suhteellisen suurta kehitystoimintaa jotta yhteentoimivuus saavutettaisiin. Ne ovat rajoittavia osia jotka vaikuttavat uusien AAL palveluiden ulkomuotoon.

Tämän maisterityö tutkimustavoitteet ovat seuraavat: tutkia uusimpia palveluvarustuksia; määritellä oleelliset käsitteet ja tarkentaa asiaankuuluvia yksityiskohtia sekä tunnistaa parhaat työkeinot; esittää käsite joka on itsenäinen olemassa olevista AAL-systeemeistä. Rajoitteet tutkimustyössä määrittää AAL-palvelualue, jolla osakkeenomistajat auttavat käyttäjiä itsenäisessä elämässä pitämällä heidän korkeaa elämänlaatuaan yllä.

Aiheesta on tehty laaja teoreettinen tutkimus kaikista oleellisista näkökohdista, sekä käytännön kokeita jotka sisälsivät käyttäjälähtöisen tutkimuksen, aikaisen lisäyksen sekä kenttäkokeilun. Ehdotetut Hajautettu Palveluarkkitehtuuri ja kehitetty Älykäs Eläminen käsitteinä ovat työn suurimmat tulokset. Arkkitehtuurin idea on tiivistää matalatasoista teknistä yhteentoimivuutta korkeatasoiseen tietoon pohjautuvaan yhteentoimivuuteen korkeatasoisen välittäjän, kuten Internetin kautta, linkitettyä dataa käyttäen aina kun se on mahdollista helpottaakseen palveluvarustusten matalaa tai olematonta kehitystyötä. HoviMestari-ohjelma hyödyntää Hajautettua Palveluarkkitehtuurirunkoa joka on suunniteltu iäkkäiden ihmisten tarpeita ajatellen.

Jotkut elämän osat, kuten koulutus, työ, kulttuurillinen ja sosiaalinen elämä ulottuvat älykotien hallitseman ympäristön ulkopuolelle. Älykkään asumisen konsepti on sopivampi koska se olettaa että teknologiat vaikuttavat kaikkiin elämän osiin. Tekniset haasteet ovat samankaltaisia riippumatta älykkäästä tilasta tai alueesta. Sen ymmärtäminen voi auttaa kehittämään yleisiä ja yhtenäisiä ratkaisuja joita voisi käyttää uudelleen älykkäiden tilojen ja alueiden kesken.