Projet ARC 7: Réseaux socio-intéractifs ambiants pour lutter contre l'isolement des personnes agées.

Porteurs du projet:

Laboratoire: LIRIS (Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information)

Equipe de recherche : DRIM (Distribution, Recherche d'Information et Mobilité)

Etablissement : INSA-Lyon

Adresse : 20 Avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne, FRANCE

En collaboration avec l'entreprise Tumbup.

Objectifs du projet

Les progrès récents dans les domaines des réseaux sans fil et de la micro-informatique ont profondément modifié notre rapport à l’information numérique, contribuant à la réalisation du concept d’informatique diffuse [1] (pervasive computing) dans laquelle l’utilisateur est au centre de la collecte et du traitement des données. Un des objectifs majeurs de ces environnements est de permettre aux utilisateurs d'exécuter leurs tâches quotidiennes en intégrant les fonctionnalités d’accès à l’information et les services disponibles à un instant et lieu donnés. Alors que les systèmes de l’informatique diffuse existants se focalisent sur la satisfaction des besoins des utilisateurs mobiles les uns indépendamment des autres (ex., Aura [6], Gaia [5], TaskComputing [4], PerSE [2]), la prise en compte de la dimension sociale des utilisateurs mobiles permettra de répondre à ces besoins d’une manière plus adaptée (personnalisée). Ceci nous mène à la notion d’environnements socio-interactifs ambiants. Dans ces environnements, les utilisateurs sont mis en correspondance les uns avec les autres non-seulement car ils sont à proximité géographique mais aussi car il partagent les mêmes besoins/centres d'intérêts [3]. Dans le cadre de ce projet nous nous intéressons au développement de systèmes socio-interactifs ambiants pour lutter contre l'isolement des personnes âgées.

Problématique de recherche

Une des problématiques principales que l'on s'est posées dans le ce projet a été la construction de réseaux mobiles de proximité à partir des dispositifs mobiles appartenant aux usagers. La construction de ces réseaux est indispensable au développement de systèmes socio-interactifs ambiants. En effet, les usagers mobiles en milieu urbain constituent des réseaux intrisèquement asynchrones aussi appelés réseaux tolérants aux délais (Delay Tolerant Networks). Dans ce contexte, nous nous sommes focalisés sur deux objectifs principaux: (1) le développement de protocoles de routage dans les réseaux mobiles tolétants aux délais; ces protocoles sont essentiels pour permettre la mise en correspondance des personnes en milieu urbain. Un interêt particulier a été donné aux protocoles de routage respectants la vie privée et (2) la collecte de traces de mobilités afin de tester les protocoles définis. En effet, il est indispensable de disposer de traces de mobilités pour tester les méchanismes proposés.

Contributions scientifiques

La première contribution de ce projet a été la proposition d'un protocole de routage dans les réseaux tolérants aux délais et respectant la vie privée des usagers. En effet, la mise en correspondance d'usagers en milieux urbains donne accès un de nombreuses données sensibles concernant ces derniers. Les protocoles de routage proposés doivent donc manipuler ces données tout en respectant la vie privée des usagers. Dans ce contexte, une collaboration entre Zeina Torbey et Jingwei Miao (ancien doctorant dans l'équipe) a donné naissance au protocole E3PR. Un protocole de routage préservant la vie privée et qui a des performances meilleurs que le protocole 3PR précédemment proposé par Jingwei Miao. Un article de revue a été rédigé et est actuellement en cours de soumission.

Le travail réalisé concernant la deuxième problmatique qui est relative a la collecte de traces de mobilité, a découlé d'une part d'un besoin fort que nous avions et qui est relatif à l'obtention de traces de mobilité rééelles pour tester nos protocoles de routage dans les réseaux DTNs et de la collaboration qui nous semblait logique entre ce projet et un projet Priva'Mov(2013-2016) financé par le LABEX IMU.

Impact du projet sur les travaux de l'équipe DRIM

Dans le contexte de ce projet, Zeina Torbey a contribué à faire émerger une thématique nouvelle dans l'équipe liée à la construction des réseaux de proximité et qui se situe autour du crowdsensing. Comme défini dans la littérature, le crowdsensing est le plus grand réseau de capteurs au monde : des millions de téléphones mobiles qui peuvent prendre des images, capter des sons, enregistrer les déplacements des usagers..etc. Il s'agit d'une technologie permettant de mesurer l’environnement, d'analyser la mobilité, de suivre l’activité physique des porteurs, de détecter des mouvements et des vibrations ...etc. En d'autre termes, il s'agit du paradigme qui permettra de lutter ultimement et de manière efficace contre l'isolement des personnes en environnement urbain. C'est donc sur des problématiques de crowdsensing que Zeina a travaillé pendant son post-doctorat.

En particulier, Zeina a activement participé au développement de l'application de crowdsensing Priva'Mov en lien avec le projet IMU Priva'Mov (2013-2016) que je coordonne. Cette application est téléchargeable sur le portail google play (suivre ce lien). Elle est aujourd'hui installée sur une centaine de dispositifs et collecte des traces de mobilités qui seront ensuite utilisées pour répondre à un certain nombre de problématiques parmi lesquelles (on l'espère) celles posées dans le cadre du projet ARC 7.

Collaboration avec l'entreprise Tumbup

Ce projet a été réalisé en collaboration avec l'entreprise Tumbup. Cette entreprise avait été incubée durant l'année 2011 dans l'équipe DRIM avec l'aide de la Région Rhône-Alpes via son dispositif de soutien à la création d'entreprises innovantes. Fondée par d'anciens étudiants du département informatique de l'INSA de Lyon, cette société s'appuie sur un moteur de recommandations sociales, c'est-à-dire basé sur les centres d'intérêt et goûts de l'utilisateur et des personnes de son réseau social. L'utilisateur en phase de recherche d'information peut ainsi bénéficier, grâce à la technologie Tumbup, de recommandations personnalisées fondées sur les avis émis par les personnes de son réseau social partageant les mêmes goûts et centres d'intérêt.

A l'issue de son incubation, la société Tumbup a réorienté sa cible applicative vers la recommandation de programmes TV, fondant le système mixotv.

Les thématiques nouvelles de Tumbup, et en particulier leur intérêt grandissant pour la recommendation de programmes TV pour des usagers en situation de mobilité, ont fait émerger des problématiques de réseaux mobiles tolérants aux délais communes avec celles de l'équipe DRIM dans le cadre de ce projet. En effet, dans les situations de mobilité, les usagers peuvent être confrontés à des déconnexions. Dans ce contexte, les travaux réalisés dans le cadre de ce projet et qui portent sur le routage dans les réseaux tolérants aux délais pourraient être utilisés pour le développement de systèmes de caches distribués permettant aux usagers d'accéder à leurs recommendation même en situation de déconnexion réseau.

Par ailleurs, les travaux effectués par Zeina Torbey dans le cadre du projet ont pu bénéficier de l'expérience des membres de Tumbup en particulier pour les aspects routage respectant la vie privée (un article cité plus haut dans ce site est en cours de soumission sur ces thématiques). En effet, la sécurité et la protection de la vie privée se situe au coeur de tout système de recommendation. Les membres de Tumbup ont donc une vision très éclaiée sur sujet d'autant plus qu'ils manipulent de manière quotidiennes les données personnelles de vrais utilisateurs.

Débouchées du projet

Grace au travail effectué dans ce projet, deux thèses ont été lancées sur les thématiques de crowdsensing dans l'équipe.

La première, traite des aspects de confiance et de réputation dans les environnements de crowdsensing. Hayam Moussa est la doctorante travaillant sur ce sujet. Pendant son post-doctorat, Zeina a participé à l'encadrement de Hayam en assistant aux réunions hebdomadaires que nous avons avec elle. Deux publications d'Hayam Moussa que vous pouvez trouver en bas de cette page sont en cours de soumission.

La deuxième thèse est celle de Tarek Awwad qui vient de débuter et qui est sur les thématiques de la résilience dans les environnements de crowdsensing mobiles. Cette thèse, co-encadrée par Lionel Brunie et Nadia Bennani est effectuée en co-tutelle entre l'INSA Lyon et l'Université de Passau (Prof. Harald Kosch, Allemagne).

A Reputation System Robust Against Malicious Participants in Participatory Sensing Applications. Hayam Mousa, Omar Hasan, Sonia Ben-Mokhtar, Osama Younes, Mohiy Hadhoud∥, Lionel Brunie. [.pdf]

Trust Management and Reputation Systems in Mobile Participatory Sensing Applications: A Survey Hayam Mousa, Sonia Ben Mokhtar, Omar Hasan, Osama Younes, Mohiy Hadhoud, Lionel Brunie. [.pdf]