Proposta e desenvolvimento de soluções para aferir estados emocionais em aplicações IoT

Abstract

A Internet das Coisas (IoT), compreende todos os aparelhos e objetos que têm a capacidade de estarem permanentemente ligados à Internet, sendo capazes de se indenti car na rede e de comunicar entre si. A IoT torna os Sistemas Ciber Físicos(CPS) possíveis. Estes sistemas permitem muitas funcionalidades inovadoras por meio das suas redes e do acesso ao mundo virtual, alterando signi cativamente o dia a dia do utilizador. Neste contexto, irão surgir novos modelos de negócios, processos de trabalho e métodos de desenvolvimento que atualmente parecem impossíveis. Estas mudanças também influenciarão fortemente a sociedade e as pessoas. Existe ainda pouco trabalho científico que se foque nos efeitos do contexto humano no controlo dos CPS. De facto, um importante elemento frequentemente não considerado nos atuais CPS é o utilizador humano. Um típico Human-in-the-Loop Cyber-Physical System (HITLCPS) consiste num ciclo que envolve um humano, um sistema incorporado (componente cibernética) e o ambiente físico. Basicamente, o sistema aumenta a interação do ser humano com o mundo físico. A presença e comportamento humanos já não serão vistos como fatores externos e desconhecidos, mas tornar-se-ão numa parte fulcral do sistema. O principal objetivo deste projeto é desenvolver soluções que permitam aferir estados físicos e emocionais dos utilizadores através de informação recolhida por dispositivos IoT na aplicação IoT Student Advisor & BEst Lifestyle Analyser (ISABELA). Utilizando técnicas de aprendizagem automática, pretende-se compreender o impacto das situações diárias no stress, padrões de sono, actividade física, sociabilidade e bem-estar emocional de vários estudantes e relacionar estes parâmetros com o seu desempenho académico. Através da aplicação no telemóvel, dos sensores sociais e de caixas IoT é recolhida a informação para obter a atividade, a localização, a sociabilidade e os padrões de sono para inferir o comportamento do utilizador.

Internet-of-Things (IoT) comprises all devices and objects that have the ability to be permanently connected to the Internet, being able to identify themselves in the network and to communicate with each other. IoT makes Cyber-Physical Systems (CPS) possible. These systems allow many innovative features through their networks and access to the virtual world, signi cantly changing the day to day of the user. In this context, new business models, work processes and development methods that today seems impossible will appear. These changes will also strongly influence society and people. There is still a lack of scienti c work focusing on the effects of the human context on CPS control. In fact, an important element often not considered in the current CPS is the human user. A typical HITLCPS consists of a loop involving a human, an embedded system(the cyber component), and the physical environment. Basically, the embedded system augments a human's interaction with the physical world. Human presence and behavior will no longer be seen as external factors and unknown, but they will become a central part of the system. The main goal of this project is to develop solutions that allow users to measure their physical and emotional states through information collected by IoT devices in the application ISABELA. Using machine learning techniques, it is intended to understand the impact of daily situations on stress, sleep patterns, physical activity, sociability and emotional well-being of various users and to relate these parameters to the student's academic performance. Through the application on the mobile phone, social sensors and IoT boxes, information are collected to obtain the activity, location, sociability and sleep patterns to infer the behavior of the user.