الوعي بالسياق

يشير مفهوم الوعي بالسياق ، في مجال تكنولوجيا المعلومات والاتصالات ، إلى القدرة على مراعاة حالة الكيانات ، ^{[ 1 ]} والتي قد تكون مستخدمين أو أجهزة، ولكنها لا تقتصر عليهما. الموقع هو العنصر الأكثر وضوحًا في هذه الحالة . وبالنظر إلى تعريفه الضيق للأجهزة المحمولة ، فإن الوعي بالسياق يعمم مفهوم الوعي بالموقع . فبينما قد يحدد الموقع كيفية عمل بعض العمليات المتعلقة بجهاز معين، يمكن تطبيق مفهوم السياق بمرونة أكبر مع مستخدمي الأجهزة المحمولة، وخاصة مستخدمي الهواتف الذكية . نشأ مصطلح الوعي بالسياق من الحوسبة المنتشرة، أو ما يُسمى بالحوسبة الشاملة، والتي سعت إلى ربط التغيرات في البيئة بأنظمة الحاسوب، التي تكون ثابتة في الأصل. كما طُبِّق المصطلح في نظرية الأعمال فيما يتعلق بتصميم التطبيقات السياقية وقضايا إدارة عمليات الأعمال . ^{[ 2 ]}

طُرحت تصنيفات متنوعة للسياق في الماضي. يميز داي وأبود (1999) ^{[ 3 ]} بين أنواع السياق: الموقع ، والهوية ، والنشاط ، والوقت . وحدد كالتز وآخرون (2005) ^{[ 4 ]} فئات المستخدم والدور ، والعملية والمهمة ، والموقع ، والوقت، والجهاز لتغطية نطاق واسع من سيناريوهات الأجهزة المحمولة والويب. ومع ذلك، يؤكدون أن أي تصنيف أمثل لهذه الأساليب التقليدية يعتمد بشكل كبير على مجال التطبيق وحالة الاستخدام. علاوة على ذلك، قد تُطبق أساليب أكثر تطورًا عند التعامل ليس فقط مع كيانات منفردة، بل أيضًا مع مجموعات من الكيانات التي تعمل في سياق متماسك، مثل فرق العمل أو حاملي البيانات الفرديين الذين يستخدمون أجهزة متعددة.

يُستمد بعض الفهم الكلاسيكي للسياق في عمليات الأعمال من تعريف تطبيقات AAA ^{[ 5 ]} مع الفئات الثلاث التالية:

• المصادقة، والتي تعني أي تأكيد الهوية المعلنة
• التفويض، والذي يعني أي السماح بالتراكم أو الوصول إلى الموقع أو الوظيفة أو البيانات
• المحاسبة، والتي تعني العلاقة بسياق الطلب وحسابات العمل المطبق، والترخيص الممنوح، والسلع المسلمة.

وتشمل هذه الشروط الثلاثة بالإضافة إلى الموقع والوقت كما هو مذكور.

في علوم الحاسوب، يشير الوعي بالسياق إلى قدرة الحواسيب على استشعار بيئتها والتفاعل معها. قد تحتوي الأجهزة على معلومات حول الظروف التي يمكنها العمل في ظلها، وتستجيب وفقًا لذلك بناءً على قواعد أو مدخلات ذكية. وقد صاغ شيلت (1994) مصطلح الوعي بالسياق في الحوسبة المنتشرة. ^{[ 6 ] [ 7 ]} كما قد تحاول الأجهزة الواعية بالسياق وضع افتراضات حول الوضع الحالي للمستخدم. ويعرّف داي (2001) السياق بأنه "أي معلومة يمكن استخدامها لوصف حالة كيان ما". ^{[ 1 ]}

في حين أن مجتمع علوم الحاسوب كان ينظر في البداية إلى السياق على أنه مسألة تتعلق بموقع المستخدم، كما يناقش داي ^{[ 1 ]} ، فقد تم في السنوات القليلة الماضية اعتبار هذا المفهوم ليس مجرد حالة، بل جزءًا من عملية يشارك فيها المستخدمون؛ وبالتالي، تم اقتراح نماذج سياقية متطورة وعامة (انظر الدراسة ^{[ 8 ]} )، لدعم التطبيقات الواعية بالسياق التي تستخدمها من أجل: (أ) تكييف واجهات المستخدم، (ب) تخصيص مجموعة البيانات ذات الصلة بالتطبيق، (ج) زيادة دقة استرجاع المعلومات، (د) اكتشاف الخدمات، (هـ) جعل تفاعل المستخدم ضمنيًا، أو (و) بناء بيئات ذكية. على سبيل المثال: قد يعرف هاتف محمول واعٍ بالسياق أنه موجود حاليًا في غرفة الاجتماعات، وأن المستخدم قد جلس. قد يستنتج الهاتف أن المستخدم في اجتماع حاليًا ويرفض أي مكالمات غير مهمة. ^{[ 9 ]}

تهتم الأنظمة الواعية بالسياق باكتساب السياق (مثل استخدام أجهزة الاستشعار لإدراك موقف ما)، وتجريد السياق وفهمه (مثل مطابقة المحفز الحسي المُدرَك مع السياق)، وسلوك التطبيق بناءً على السياق المُتعرَّف عليه (مثل تفعيل إجراءات بناءً على السياق). ^{[ 10 ]} ولأن نشاط المستخدم وموقعه أمران بالغا الأهمية للعديد من التطبيقات، فقد تم التركيز بشكل أعمق على الوعي بالسياق في مجالات البحث المتعلقة بالوعي بالموقع والتعرف على النشاط .

يُعتبر الوعي بالسياق تقنيةً تمكينيةً لأنظمة الحوسبة المنتشرة. يُستخدم الوعي بالسياق في تصميم واجهات مستخدم مبتكرة ، وغالبًا ما يُستخدم كجزء من الحوسبة المنتشرة والقابلة للارتداء . كما بدأ تأثيره يظهر في الإنترنت مع ظهور محركات البحث الهجينة. يُعرّف شميدت وبيجل وجيلرسن ^{[ 11 ]} العوامل البشرية والبيئة المادية كجانبين مهمين في علوم الحاسوب. ومؤخرًا، بُذلت جهودٌ كبيرة لتسهيل توزيع معلومات السياق ؛ حيث استعرض بيلافيستا وكورادي وفانيلي وفوشيني ^{[ 12 ]} العديد من حلول البرمجيات الوسيطة المصممة لتنفيذ إدارة السياق وتوفيره بشفافية في النظام المتنقل. وقدّم غريفوني ودوليزيا وفيري ^{[ 13 ]} مراجعةً للعديد من أنظمة خدمات تحديد المواقع القائمة على السياق باستخدام البيانات الضخمة، وذلك من خلال تحليل الخيارات المنهجية والعملية التي اتخذها مطوروها خلال المراحل الرئيسية لعملية الوعي بالسياق (أي اكتساب السياق، وتمثيل السياق، والاستدلال السياقي والتكيف). أجرى بيريرا، وزاسلافسكي، وكريستين، وجورجاكوبولوس ^{[ 14 ] دراسة شاملة حول الحوسبة الواعية بالسياق من منظور إنترنت الأشياء، وذلك بمراجعة أكثر من 50 مشروعًا رائدًا في هذا المجال. كما قام بيريرا أيضًا بدراسة عدد كبير من المنتجات الصناعية في سوق إنترنت الأشياء الحالي من منظور الحوسبة الواعية بالسياق [ 15 ]} . وتهدف دراستهم إلى أن تكون بمثابة دليل وإطار مفاهيمي لتطوير المنتجات والبحوث الواعية بالسياق في نموذج إنترنت الأشياء. وقد تم التقييم باستخدام الإطار النظري الذي طوره دي وأبود (1999) ^{[ 3 ]} منذ أكثر من عقد. ويؤدي دمج الإنترنت والتقنيات الناشئة إلى تحويل الأشياء اليومية إلى أشياء ذكية قادرة على فهم سياقاتها والتفاعل معها ^{[ 16 ] .}

يُصنَّف السياق المتعلق بالعوامل البشرية إلى ثلاث فئات: معلومات عن المستخدم (معرفة العادات، والحالة العاطفية، والظروف الفيزيولوجية الحيوية)، والبيئة الاجتماعية للمستخدم (التواجد في نفس المكان مع الآخرين، والتفاعل الاجتماعي، وديناميكيات المجموعة)، ومهام المستخدم (النشاط التلقائي، والمهام المحددة، والأهداف العامة). وبالمثل، يُصنَّف السياق المتعلق بالبيئة المادية إلى ثلاث فئات: الموقع (الموقع المطلق، والموقع النسبي، والتواجد المشترك )، والبنية التحتية (الموارد المحيطة للحوسبة، والاتصال، وأداء المهام)، والظروف المادية (الضوضاء، والضوء، والضغط، وجودة الهواء). ^{[ 17 ] [ 18 ]}

بينما ركزت التعريفات المبكرة للسياق على المستخدمين، أو الأجهزة المتصلة بهم مباشرةً، فإن تعريف داي ^{[ 1 ]} الشهير (" أي معلومة يمكن استخدامها لوصف حالة كيان ما ") يمكن تطبيقه دون هذا القيد. وقد يُوحي السياق المتمحور حول المستخدم، كما هو الحال في تصميم واجهات التفاعل بين الإنسان والحاسوب ، بفصلٍ واضحٍ للغاية، وربما تعسفي جزئيًا، بين "المحتوى" (أي شيء يُدخله المستخدمون صراحةً ، أو يُعرض لهم)، والسياق، وهو ضمني ويُستخدم لأغراض التكييف . أما الرؤية الأكثر ديناميكيةً ولا مركزيةً، التي نادى بها دوريش ^{[ 19 ]،} فتعتبر السياق علاقةً في المقام الأول . وقد توافق هذا في الأصل مع الانتقال من الحوسبة المكتبية إلى الحوسبة المنتشرة ، ولكنه يتلاءم أيضًا مع فهمٍ أوسع للذكاء المحيطي، حيث تصبح الفروق بين السياق والمحتوى نسبيةً وديناميكية. ^{[ 20 ]} من هذا المنظور، أيًا كانت مصادر المعلومات (مثل مستشعرات إنترنت الأشياء ) التي قد تُشكّل سياقًا لبعض الاستخدامات والتطبيقات، فقد تُشكّل أيضًا مصادر محتوى أساسيًا لاستخدامات وتطبيقات أخرى، والعكس صحيح. المهم هو مجموعة العلاقات التي تربطها، فيما بينها ومع بيئتها. في حين أن الأوصاف المبكرة للسياق الذي يركز على مستخدم واحد قد تتناسب مع نماذج الكيان-السمة-القيمة الكلاسيكية ، فإن نماذج المعلومات القائمة على الرسوم البيانية الأكثر مرونة، مثل تلك المقترحة مع NGSI-LD ، تُعدّ أكثر ملاءمةً لاستيعاب الرؤية العلائقية للسياق، وهي الرؤية ذات الصلة بإنترنت الأشياء ، والأنظمة السيبرانية الفيزيائية ، والتوائم الرقمية . في هذا المفهوم الأوسع، لا يُمثّل السياق فقط كمجموعة من السمات المرتبطة بكيان ما، بل يُجسّد أيضًا بواسطة رسم بياني يربط هذا الكيان بكيانات أخرى. يُعرّف الوعي بالسياق بأنه القدرة على استيعاب هذه المعلومات المتداخلة من مصادر مختلفة.

تم تطبيق مفهوم الوعي بالسياق في مجال العمل التعاوني المدعوم بالحاسوب (CSCW) لمساعدة الأفراد على العمل والتعاون بكفاءة أكبر. منذ أوائل التسعينيات، طوّر الباحثون عددًا كبيرًا من أنظمة البرمجيات والأجهزة القادرة على جمع معلومات سياقية (مثل الموقع، ومقاطع الفيديو، ورسائل حالة الغياب) من المستخدمين. تُشارك هذه المعلومات بعد ذلك بشكل مفتوح مع المستخدمين الآخرين، مما يُحسّن وعيهم الظرفي، ويُمكّنهم من تحديد الفرص الطبيعية للتفاعل فيما بينهم. في بدايات الحوسبة الواعية بالسياق، صُممت العديد من الأنظمة المُطوّرة لهذا الغرض خصيصًا لمساعدة الشركات أو فرق العمل المُتباعدة جغرافيًا على التعاون في المستندات أو مخرجات العمل المشتركة. ولكن في الآونة الأخيرة، ظهرت مجموعة متنامية من الدراسات التي تُبيّن كيف يُمكن تطبيق هذه التقنية أيضًا على مجموعات من الأصدقاء أو أفراد العائلة لمساعدتهم على البقاء على اطلاع دائم بأنشطة بعضهم البعض.

حتى الآن، يمكن وصف الأنظمة التي تستخدم الوعي بالسياق لتحسين الوعي الظرفي بما يلي:

• السياق (السياقات) التي يجمعونها من كل مستخدم، و
• الطريقة التي ينقلون بها هذه المعلومات إلى المستخدمين الآخرين

يُعدّ موقع المستخدم السياق الأكثر شيوعًا للحصول عليه ومشاركته بهدف تحسين الوعي الظرفي. ففي نموذج أولي مبكر، وهو نظام Active Badge ^{[ 21 ]} ، على سبيل المثال، كان لكل مستخدم شارة تعريف فريدة يمكن تتبعها عبر سلسلة من أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء المثبتة في الأعلى. وأثناء تجول المستخدمين في المبنى، كان خادم مركزي يراقب مواقعهم باستمرار. ويمكن للمستخدمين الآخرين الاطلاع على هذه المعلومات (إما نصيًا أو على خريطة، كما في دراسة لاحقة ^{[ 22 ]} ) لتحديد ما إذا كان المستخدم موجودًا في مكتبه، مما يسمح لهم بتحديد أفضل وقت لزيارته لإجراء محادثة غير مخطط لها. كما تمت مشاركة الموقع في أنظمة PeopleTones ^{[ 23 ]} و Serendipity ^{[ 24 ]} وأنظمة دعم التفاعل الجماعي ^{[ 25 ]} لمساعدة المستخدمين على تحديد أوقات قربهم من الأصدقاء، والمستخدمين ذوي الاهتمامات الشخصية المشتركة، وزملاء العمل، على التوالي. وبالمقارنة مع Active Badge، الذي يعرض معلومات الموقع فقط، فإن هذه الأنظمة أكثر استباقية، حيث تُنبه المستخدمين عند اقترابهم من بعضهم البعض. يتيح هذا للمستخدم معرفة متى تتوفر فرصة تفاعل محتملة، مما يزيد من فرص استفادته منها.

يُعدّ نشاط عمل المستخدم سياقًا شائعًا آخر للمشاركة، وغالبًا ما يتم ذلك عبر مشاركة مقاطع الفيديو. في نظام "كوميونيتي بار" ^{[ 26 ]} ، طوّر الباحثون تطبيقًا مكتبيًا يلتقط لقطات شاشة دورية لشاشة المستخدم. ثم تُشارك هذه المعلومات مع زملاء المستخدم ليتمكنوا من معرفة المستندات/الملفات التي يعمل عليها زملاؤهم، مما يوفر إطارًا مرجعيًا مشتركًا يُمكّن المستخدمين من مناقشة هذه الملفات كما لو كانوا في نفس المكان. في "مونتاج" ^{[ 27 ]} ، يُمنح المستخدمون إمكانية تشغيل كاميرا الويب عن بُعد على جهاز كمبيوتر مستخدم آخر لفترة وجيزة. تُمكّن هذه الإمكانية من "إلقاء نظرة سريعة" على مستخدم آخر، مما يسمح للمستخدمين بمعرفة ما إذا كان مشغولًا أم لا، وهو ما يُساعدهم بدوره على تحديد الوقت الأنسب لبدء محادثة.

يُعدّ الصوت الخاص بالمستخدم نوعًا ثالثًا من المعلومات التي يمكن مشاركتها لتحسين الوعي الظرفي. في نظام Thunderwire ^{[ 28 ]} ، طوّر الباحثون مساحة وسائط صوتية فقط، تُمكّن الأصدقاء من مشاركة الصوت الخام من ميكروفونات أجهزتهم المحمولة. هذا النظام، الذي كان في جوهره عبارة عن مكالمة جماعية مستمرة، يسمح للمستخدمين بالاستماع إلى صوت مستخدمين آخرين لتحديد ما إذا كانوا يشاركون في محادثة ومتى. يعتمد نظاما WatchMe ^{[ 29 ]} وListenIn ^{[ 30 ]} أيضًا بشكل كبير على الصوت لتحديد ما إذا كان من الممكن مقاطعة المستخدم ومتى. على عكس Thunderwire، يعتمد هذان النظامان على خوارزميات التعلّم الآلي لتحليل صوت المستخدم وتحديد ما إذا كان يتحدث. يسمح هذا للنظام بتزويد المستخدمين الآخرين بالمعلومات نفسها (أي ما إذا كان المستخدم في محادثة أم لا) دون الحاجة إلى مشاركة الصوت الفعلي، مما يجعله أكثر تركيزًا على الخصوصية.

يُعدّ نشاط المستخدم العام نوعًا رابعًا من السياقات الشائعة الاستخدام. ففي نظامي Hubbub ^{[ 31 ]} وConchat ^{[ 32 ]} ، طوّر الباحثون سلسلة من تطبيقات المراسلة الفورية التي تراقب نشاط المستخدم أو خموله باستخدام برمجيات أو أجهزة استشعار بيئية، على التوالي. ويمكن بعد ذلك تزويد المستخدمين الآخرين بهذه المعلومات لإعلامهم بمدى توافر أصدقائهم للرد على رسائلهم. وفي نظام Digital Family Portrait ^{[ 33 ]} ، طوّر الباحثون إطار صور رقميًا يُقدّم تصورات نوعية للأنشطة اليومية للمستخدم (أي أحد الوالدين أو الأجداد المسنين). ثم تُقدّم هذه التصورات لأبناء المستخدم البالغين ليتمكنوا من الاطمئنان على والديهم دون الحاجة إلى إزعاجهم بشكل مباشر، مما يسمح لهم بالعيش في منازلهم مع تقدمهم في السن.

على الرغم من أن هذه الأنظمة تُظهر كيف يمكن استخدام الوعي بالسياق لدعم الوعي الظرفي والاجتماعي، إلا أن فعاليتها على المدى الطويل لم تُفهم بالكامل بعد. وقد خضعت العديد من الأنظمة المذكورة أعلاه للتقييم على المستوى المفاهيمي فقط، أو لإثبات جدواها التقنية. وبالتالي، فبينما تشير النتائج الأولية لهذه الدراسات إلى أن الوعي بالسياق يمكن أن يدعم مهام الوعي الظرفي، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من البيانات الطولية.

تُعدّ الوكلاء المتنقلون المُدركون للسياق ^{[ 34 ]} أفضل بيئة مناسبة لتنفيذ أي تطبيقات مُدركة للسياق. تُزوّد ​​أنظمة الاتصالات الصوتية والبيانات الحديثة المتكاملة طاقم المستشفى بهواتف ذكية للتواصل الصوتي فيما بينهم، ولكن يُفضّل استخدامها للبحث عن المهمة التالية المطلوب تنفيذها وتدوين التقرير التالي المطلوب.

ومع ذلك، فإن جميع محاولات دعم الموظفين بهذه الأساليب تتعثر حتى فشل قبولها، وذلك بسبب الحاجة إلى البحث عن حدث جديد لهويات المرضى وقوائم الطلبات وجداول العمل. لذا، يجب أن يتخلص الحل الأمثل من هذا التفاعل اليدوي مع شاشة صغيرة، وبالتالي يخدم المستخدم بشكل أفضل.

• تحديد المريض الفعلي والبيئة المحلية تلقائيًا عند الاقتراب منه،
• التسجيل الآلي للأحداث المتعلقة بوصول المريض الفعلي ومغادرته،
• عرض آلي للطلبات أو الخدمات المستحقة في الموقع الحالي ومع
• الوثائق الداعمة لتوفير هذه الخصائص للسجلات الصحية الإلكترونية .

تُعدّ الوكلاء المتنقلة الواعية بالسياق بيئةً مثاليةً لتطبيق التطبيقات الحديثة الواعية بالسياق، بما يتماشى مع النموذج الجديد للصناعة 4.0 . تُزوّد ​​أنظمة الاتصالات الحديثة المتكاملة (الصوتية والبيانات) العاملين في ورش العمل أو خطوط الإنتاج بهواتف ذكية لتبادل البيانات مع أنظمة التحكم في الإنتاج للحصول على التغذية الراجعة، حيث تنشأ البيانات من اكتشاف وتحديد المكونات والأجزاء، ليتم دمجها في إدارة إنتاج مرنة للمنتجات حسب الطلب.

ومع ذلك، فإن جميع محاولات دعم الموظفين بهذه الأساليب تتعثر بسبب جداول الإنتاج الثابتة، ما لم تتم مطابقة معلومات طلب العملاء وتكوين المنتج مع إمدادات قطع الغيار. لذا، يجب أن يتخلص الحل الأمثل من النقص في التفاعل بين خطة الإنتاج وخط الإنتاج، وذلك من خلال توفير المعلومات والمواد ذات الصلة.

• تحديد آلي للأجزاء المتوفرة فعلياً والتي تم تسليمها من المخزون أو من مخزون الإمداد الاحتياطي،
• عرض متطلبات التكامل بشكل آلي لتكوين النظام عند الطلب،
• الكشف التلقائي عن التكوين المُثبَّت فعليًا والإبلاغ عنه

الشرط الأساسي هو تطبيق حل خالٍ من التدخل اليدوي للعامل في معالجة المعلومات. وإلا سيرتفع معدل الخطأ مع ازدياد متطلبات المعلومات.

بالإضافة إلى ذلك، لا تُقدّم أيٌّ من حلول تحديد المواقع التقليدية، مثل RFID وWLAN وRTLS، التي تُسوّق على أنها الأكثر دقة، الجودة المطلوبة، إذ إنّ تحديد الموقع بالطريقة التقليدية باستخدام الإحداثيات المطلقة يفشل تقنيًا واقتصاديًا. بينما تُبشّر طرق أخرى تعتمد على تحديد المواقع التقريبي بعائد استثمار أفضل.

تستفيد الألعاب التفاعلية من السياقات البشرية المُستشعرة لتكييف سلوكيات نظام اللعبة. فمن خلال دمج العناصر الواقعية والافتراضية، وتمكين المستخدمين من التفاعل المادي مع محيطهم أثناء اللعب، يُمكنهم الانخراط بشكل كامل في اللعبة وتحقيق تجربة لعب أفضل. على سبيل المثال، تم الإبلاغ عن لعبة تفاعلية تستخدم سياقات النشاط البشري والموقع في المنازل الذكية بواسطة وكيل مستقل . ^{[ 35 ]}

توفر المتاحف والمواقع الأثرية أحيانًا أجهزة محمولة متعددة الوسائط كبديل للدليل الصوتي التقليدي (انظر على سبيل المثال متحف تيت مودرن في لندن). ^{[ 36 ]} يستخدم الجهاز المُدرك للسياق الموقع، وتفاعلات المستخدم الحالية، ومخطط العناصر المتصلة لتخصيص المعلومات المعروضة للمستخدم بشكل ديناميكي. ^{[ 37 ]} في بعض الحالات، يُدمج ذلك مع التنقل الفوري في أرجاء الموقع لتوجيه المستخدم إلى القطع الأثرية أو المعروضات التي يُحتمل أن تكون ذات أهمية، بناءً على تفاعلاته السابقة. ^{[ 38 ]}

• التكيف مع السياق
• الترشيح التعاوني الواعي بالسياق
• الأنظمة المنتشرة الواعية بالسياق
• واجهة مستخدم حساسة للسياق
• خدمة متميزة
• الوعي السياقي المكاني

• منهجية تصميم لمحلل القبول في تطوير أنظمة التعلم المتنقل التكيفي الواعي بالسياق
• التقاط المعلومات المحيطة للاتصالات المتنقلة من خلال شبكات الاستشعار اللاسلكية (مشروع بحثي)
• تقريب التطورات في تطبيقات وخدمات الهاتف المحمول من متناول المستخدمين (مشروع بحثي)
• برنامج وسيط لجمع المعلومات السياقية وتبادل الملفات الشخصية (غير صالح)

• فصل موسوعي خضع لمراجعة الأقران حول الوعي بالسياق والحوسبة