Uma ontologia como suporte para especificação de requisitos não funcionais de sistemas AAL (Ambient Assisted Living) considerando aspectos de compliance
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/50033 |
Resumo: | O envelhecimento da população mundial e a necessidade de assistência a esse público introduz novos desafios científicos que precisam ser abordados. Nesse contexto, o ambiente de vida assistida (do inglês, Ambient Assisted Living-AAL) se constitui em uma nova abordagem, baseada em soluções tecnológicas, que surgem para atender às demandas desse público. Dentre os desafios de desenvolvimento de sistemas AAL estão o atendimento às restrições éticas, legais (compliance), sociais, médicas e técnicas, que devem ser reunidas e consolidadas em uma especificação de requisitos. A especificação de requisitos é fundamental para que o sistema funcione de acordo com as necessidades dos stakeholders e atenda as restrições às quais se encontre submetido. Esses desafios e a necessidade de formalização da especificação de requisitos para tais sistemas, tem levado a comunidade acadêmica a explorar e estabelecer novas abordagens para o desenvolvimento e verificação de sistemas AAL. Para tal, existe a integração de diferentes áreas do conhecimento, tais como ontologia, engenharia de requisitos e compliance. Nesse contexto, esta tese visa, a partir dos padrões abertos da Web Semântica, utilizando a Lógica de Descrição e a linguagem Web Ontology Language, definir uma abordagem ontológica para auxiliar na especificação de requisitos (focando nos requisitos não funcionais, éticos e os associados a compliance) em sistemas AAL. Com isso, é apresentada uma ontologia core (Onto4CAAL) para suporte à especificação de requisitos em sistemas AAL, onde nela estão integrados os elementos que fazem parte desse tipo de sistema. O método de pesquisa utilizado foi um MSL e um survey com especialistas (academia e indústria) do domínio. Com o uso da ontologia de referência, foi possível desenvolver uma ontologia de domínio (Onto4Elev) para Plataformas de Elevação Vertical, onde validou-se com a indústria em relação aos elementos que a constituem. Posteriormente, construiu-se um cenário para simulação da Onto4Elev, extraindo os requisitos utilizados e as legislações envolvidas nesse tipo de sistema AAL. Como contribuições desta tese, pontua-se o uso de ontologias logicamente formalizadas para a representação não-ambígua e compartilhada do conhecimento de requisitos em sistemas AAL, sendo possível padronizar o entendimento dos termos associados a esse tipo de sistema, as legislações envolvidas e permitindo verificar as relações entre os elementos, auxiliando o projetista na tomada de decisões. |
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Dentre os desafios de desenvolvimento de sistemas AAL estão o atendimento às restrições éticas, legais (compliance), sociais, médicas e técnicas, que devem ser reunidas e consolidadas em uma especificação de requisitos. A especificação de requisitos é fundamental para que o sistema funcione de acordo com as necessidades dos stakeholders e atenda as restrições às quais se encontre submetido. Esses desafios e a necessidade de formalização da especificação de requisitos para tais sistemas, tem levado a comunidade acadêmica a explorar e estabelecer novas abordagens para o desenvolvimento e verificação de sistemas AAL. Para tal, existe a integração de diferentes áreas do conhecimento, tais como ontologia, engenharia de requisitos e compliance. Nesse contexto, esta tese visa, a partir dos padrões abertos da Web Semântica, utilizando a Lógica de Descrição e a linguagem Web Ontology Language, definir uma abordagem ontológica para auxiliar na especificação de requisitos (focando nos requisitos não funcionais, éticos e os associados a compliance) em sistemas AAL. Com isso, é apresentada uma ontologia core (Onto4CAAL) para suporte à especificação de requisitos em sistemas AAL, onde nela estão integrados os elementos que fazem parte desse tipo de sistema. O método de pesquisa utilizado foi um MSL e um survey com especialistas (academia e indústria) do domínio. Com o uso da ontologia de referência, foi possível desenvolver uma ontologia de domínio (Onto4Elev) para Plataformas de Elevação Vertical, onde validou-se com a indústria em relação aos elementos que a constituem. Posteriormente, construiu-se um cenário para simulação da Onto4Elev, extraindo os requisitos utilizados e as legislações envolvidas nesse tipo de sistema AAL. Como contribuições desta tese, pontua-se o uso de ontologias logicamente formalizadas para a representação não-ambígua e compartilhada do conhecimento de requisitos em sistemas AAL, sendo possível padronizar o entendimento dos termos associados a esse tipo de sistema, as legislações envolvidas e permitindo verificar as relações entre os elementos, auxiliando o projetista na tomada de decisões.The aging of the world's population and the need for assistance to this public introduce new scientific challenges that need to be addressed. In this context, the Ambient Assisted Living (AAL) constitutes a new approach, based on technological solutions, which arise to meet the demands of this public. Among the challenges of developing AAL systems are meeting ethical, legal (compliance), social, medical and technical constraints, which must be gathered and consolidated in a specification of requirements. The specification of requirements is fundamental for the system to work according to the needs of the stakeholders and meet the restrictions to which it is submitted. These challenges and the need to formalize the requirements specification for such systems, has led the academic community to explore and establish new approaches for the development and verification of AAL systems. For this, there is the integration of different areas of knowledge, such as ontology, requirements engineering and compliance. In this context, this thesis aims at, from the open standards of the Semantic Web, using Description Logic and the Web Ontology Language, to define an ontological approach to assist in the specification of requirements (focusing on non-functional, ethical requirements and those associated with compliance) in AAL systems. With this, a core ontology (Onto4CAAL) is presented to support the specification of requirements in AAL systems, where the elements that are part of this type of system are integrated. The research method used was an MSL and a survey with experts (academy and industry) in the domain. With the use of the reference ontology, it was possible to develop a domain ontology (Onto4Elev) for Vertical Elevation Platforms, where it was validated with the industry in relation to the elements that constitute it. Subsequently, a scenario was built for the simulation of Onto4Elev, extracting the requirements used and the legislation involved in this type of AAL system. As contributions of this thesis, the use of logically formalized ontologies for the unambiguous and shared representation of the knowledge of requirements in AAL systems is highlighted, making it possible to standardize the understanding of the terms associated with this type of system, the legislation involved and allowing to verify the relationships between the elements, helping the designer in making decisions.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia EletricaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEletrônicaOntologiaSistemas AALEspecificação de requisitoComplianceUma ontologia como suporte para especificação de requisitos não funcionais de sistemas AAL (Ambient Assisted Living) considerando aspectos de complianceinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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