Smart spaces: aware of users, preferences, behaviours and habits, in a non-invasive approach

Abstract

Numa nova era de desenvolvimento tecnológico, em que os utilizadores valorizam cada vez mais a qualidade de vida, seja na perspetiva de conforto, seja na perspetiva de não terem preocupações desnecessárias, impõe-se que as soluções tecnológicas caminhem nesse sentido, e vão de encontro à resolução dos problemas e dificuldades das pessoas. Os espaços inteligentes têm um papel fundamental como solução para assegurar o conforto do ambiente e de utilização, sem ignorar aspetos igualmente relevantes, como a sustentabilidade ambiental. São a solução por excelência para promover conforto ao nível de cada espaço da habitação ou mesmo ao nível das preferências individuais dos seus utilizadores, de forma totalmente transparente e não invasiva, e considerando aspetos como tipo de espaço (doméstico, profissional ou de lazer), características térmicas do espaço e dos equipamentos de promoção de conforto, tempos de reação, condições externas (temperatura), entre outros. Esta tese de doutoramento, realizada em contexto empresarial, visa demonstrar a viabilidade de definir uma framework, suportada por uma arquitetura multi-agente, para controlo de variáveis de conforto, como temperatura, luminosidade, e outras, que pode ser suportada por hardware low-cost e é aplicável ao parque edificado. Framework esta que se presta a diferentes implementações, consoante o tipo de espaço, personalização do conforto e privacidade desejada para os utilizadores e, eficiência na gestão dos recursos. A framework dá solução a aspetos como identificação dos utilizadores; gestão de conflitos resultantes de diferente preferências de conforto; segurança dos espaços, equipamentos e utilizadores; integração com serviços em cloud, incluindo partilha de preferências de conforto; entre outros. A framework foi validada em dois cenários de utilização, relativamente ao conforto e eficiência energética, tendo em ambos casos sido apurados resultados bastante satisfatórios, sendo de realçar o conforto com elevado nível de satisfação por parte dos utilizadores. Foi assim conseguida a completa especificação de uma framework que se espera que possa vir a ser um referencial para os fabricantes de soluções de conforto.

In a new era of technological development, in which users increasingly value quality of life, whether from the perspective of comfort or from the perspective of not having unnecessary concerns, it is imperative that technological solutions move in this direction, and can solve people’s problems and difficulties. Smart spaces play a fundamental role as a solution to ensure the comfort of the environment and its use, without ignoring equally relevant aspects, such as environmental sustainability. They are the excellence solution to promote comfort at the level of each space in the home or even at the level of the individual preferences of its users, in a totally transparent and non-invasive way, and considering aspects such as the type of space (domestic, professional or leisure), thermal characteristics of the space and comfort equipment’s, reaction times, external conditions (temperature), among others. This doctoral thesis, carried out in a business context, aims to demonstrate the feasibility of defining a framework, supported by a multi-agent architecture, to control comfort variables, such as temperature, luminosity, and others, which can be supported by low-cost hardware and is applicable to the existing buildings. This framework lends itself to different implementations, depending on the type of space, comfort customization and desired privacy for users and efficiency in resource management. The framework solves aspects such as user identification; conflict management resulting from different comfort preferences; safety of spaces, equipment and users; integration with cloud services, including sharing comfort preferences; between others. The framework was validated in two use case scenarios, in terms of comfort and energy efficiency, and in both cases quite satisfactory results were achieved, with comfort being highlighted with a high level of satisfaction from the users. Thus, the complete specification of a framework was achieved, which is expected to become a benchmark for manufacturers of comfort solutions.