Author(s): Silva, André Gonçalves da
Date: 2014
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/15438
Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
Subject(s): Gestão de desastres; Resposta a emergências; Cidadãos salvadores; Redes não-estruturadas; Comunicação ponto-a-ponto; Teses de mestrado - 2014
Tese de mestrado, Engenharia Informática (Sistemas de Informação), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014
A ocorrência de catástrofes no Haiti, Japão, e mais recentemente nas Filipinas, trouxe a lume situações de isolamento, dificuldade de procura e salvamento, mesmo dispondo das mais modernas tecnologias. Essas tecnologias orientam-se sobretudo para uso pelas equipas de salvamento, ficando as vítimas com um papel passivo durante a situação. Se é verdade que essas tecnologias melhoram o desempenho das tarefas de salvamento, a atuação das vítimas e/ou de equipas de voluntários locais no terreno pode ainda introduzir mais sucesso nessas tarefas, desde que não interfira com as primeiras. Os voluntários costumam ser pessoas muito motivadas para ajudar amigos ou conhecidos que tenham sido afetados pelo desastre, e as vítimas podem ter informação sobre a situação para partilhar. Por isso, existe a possibilidade de colocar voluntários e vítimas a trabalhar em conjunto para auxiliar os salvadores nas operações de salvamento. Desta forma, as vítimas poderiam partilhar informação potencialmente valiosa sobre o local e as condições onde se encontram atualmente, enquanto os voluntários poderiam, de acordo com o seu conhecimento sobre a localidade, encontrar facilmente essas vítimas através dessas pequenas pistas e indicações. Assim, o projeto Leading Others through Secure Trails (LOST) tem como objetivo o desenvolvimento de um conjunto de ferramentas que auxiliem as vítimas e voluntários em situações pós catástrofe. Estas ferramentas são sobretudo direcionadas para dispositivos modernos, tais como computadores portáteis, smartphones ou tablets, devido à sua popularidade e cada vez maior presença no quotidiano das pessoas. Mesmo sem acesso a redes infraestruturadas típicas, como redes móveis ou hotspots de ligação sem fios púbicos, as vítimas devem ser capazes de pedir ajuda usando mensagens de texto, que podem adicionalmente conter informações sobre o contexto atual, ou no mínimo, ter acesso a um mecanismo que lhes permita ter a sua presença assinalada num mapa para que salvadores, oficiais ou não, possam encontrá-las com mais facilidade. Essas aplicações devem ainda considerar situações de interação fortemente limitadas: os dispositivos que as vítimas transportam consigo têm um nível de bateria limitado e, por vezes, recursos computacionais de baixo nível; a ligação a redes de comunicação públicas pode ser intermitente ou até inexistente; as vítimas podem estar feridas e, por isso, indisponíveis para interagir com os seus dispositivos, etc. Atualmente, o projeto LOST conta com três ferramentas base para suportar os requisitos mencionados: uma ferramenta de comunicação independente de redes estruturadas, cuja comunicação depende exclusivamente dos dispositivos que as vítimas transportam consigo; um mapa dinâmico baseado em tecnologias web onde é possível ter uma visão geral da situação, ver as vítimas, categorizá-las e obter elementos que possam ajudar salvadores e voluntários a inferir sobre o seu estado, havendo uma forte correlação da situação do desastre com o posicionamento numa mapa real; um mapa melhorado de modo a ser possível de utilizar em operações no terreno, através de dispositivos modernos, nomeadamente tablets. Esta última ferramenta é fruto de uma evolução do mapa dinâmico, de modo a ser mais usável em equipamentos Android. Este trabalho tem por objetivo explicar a concretização e o desenvolvimento das duas primeiras ferramentas, LOST-OppNet e LOST-Map. A ferramenta que promove a comunicação de vítimas para voluntários tem o nome LOST-OppNet. O seu nome deriva de opportunistic networks (redes oportunistas), que são extensamente utilizadas nesta ferramenta. Este tipo de redes é adequado para cenários onde os canais de comunicação existentes nesse momento são intermitentes ou estão inoperacionais. A ferramenta permite que os dispositivos das vítimas sejam instruídos para atingir dois objetivos principais: recolher informação diversa sobre a vítima de forma automatizada e independente desta, sempre que possível, uma vez que a vítima pode não estar disponível para interagir com o dispositivo; criar um canal de comunicação razoavelmente estável para que os dados recolhidos das vítimas possam navegar longe o suficiente e assim chegarem a salvadores e voluntários. Concretamente, é esperado que as mensagens geradas pelos dispositivos sejam disseminadas pela rede oportunista, até chegarem a um ponto em que exista ligação à Internet. Consequentemente, estes dados serão enviados para um serviço online, onde podem ser visualizados pelos voluntários e armazenados de forma permanente. Por outro lado, o LOST-Map é uma ferramenta de suporte a voluntários que tem por objetivo obter os dados previamente recolhidos pelos dispositivos das vítimas e transformá-los em informação útil para o seu salvamento. Assim, os voluntários têm acesso a um mapa dinâmico onde, para além de poderem visualizar um mapa atualizado com a geografia da região, também podem ver a localização das vítimas sobre o terreno, assim como quaisquer outras informações que tenham chegado com sucesso ao sistema. Adicionalmente, os voluntários têm acesso a um conjunto de opções integradas no mapa que lhes permitem personalizar a vista sobre a situação, com a finalidade de poder destacar certos grupos de vítimas que possam ser considerados prioritários. Por exemplo, é possível observar o caminho feito por uma vítima ao longo do desastre e assim tentar encontrar outras vítimas, ou apenas observar a sua evolução. É também possível analisar vários elementos recolhidos de forma automática pelos equipamentos das vítimas, e assim tentar inferir sobre o seu estado físico, isto é, se a vítima se consegue ou não mexer, se tem capacidade para reagir ao dispositivo, etc. Consoante os critérios escolhidos pelos voluntários, é possível definir uma escala de prioridade, análoga a um semáforo, para destacar vítimas que pareçam estar em situação de maior risco. Em conjunto, estas ferramentas visam proporcionar um sistema de apoio mútuo entre vítimas e voluntários, dando a ambas as partes a oportunidade de participar nas operações de salvamento. Utilizando o LOST-OppNet, as vítimas têm a oportunidade de comunicar textualmente acontecimentos relevantes no terreno de acordo com a sua visão e perceção. No caso da vítima não se encontrar em condições de transmitir informação usando a ferramenta, é ainda assim possível recolher dados importantes que possam levar ao salvamento da mesma, nomeadamente informações sobre a sua localização geográfica. Por sua vez, ao usar o LOST-Map, os voluntários podem ajudar em operações de salvamento de acordo com as instruções de salvadores profissionais, enquanto lhes podem fornecer informações valiosas para o sucesso da operação, recolhidas diretamente da cena de desastre. Com o auxílio da informação presente no mapa, podem não só perceber onde se encontram as vítimas, mas também ter acesso a um conjunto de pistas adicionais que podem ajudar a descobrir melhor o seu paradeiro. Para além de uma visão geral sobre a situação, os voluntários podem ainda personalizar a sua vista, de modo a visualizar a cena de desastre de diferentes perspetivas. Este trabalho pretende dar a conhecer os passos tomados para a concretização e desenvolvimento das ferramentas supracitadas, assim como mostrar as suas funcionalidades mais relevantes. Concretamente, são explicadas as decisões relativas ao desenvolvimento de software, técnicas utilizadas, plataformas de suporte (quando aplicável) escolhidas ao longo do desenvolvimento de cada uma das ferramentas. De seguida, são mostrados alguns casos de uso que mostram as ferramentas em ação, com o propósito de ilustrar o papel de cada uma em determinados contextos. Por fim, foram realizadas avaliações para cada uma das ferramentas, de modo a aferir se estas cumprem os requisitos a que foram destinadas e funcionam de acordo com as expectativas. Os resultados dos estudos indicam que os utilizadores, mesmo sem conhecimento específico de operações de salvamento, são capazes de utilizá-las.
Disasters such as those that happened in Haiti, Japan and more recently in Philippines, often results in instances of isolation, difficulty in rescuing victims, even with the use of currently available technology. Those technologies were designed primarily to aid rescuers, leaving victims with a passive role in their rescue. While it is true that such applications can enhance the performance of rescuing works, with the help motivated volunteers and even victims there are more chances to execute a successful rescue. Victims often have local data that may be useful in their rescue, such as geographical information or health condition status. Then volunteers could find those victims by following these clues. The Leading Others through Secure Trails (LOST) project is composed by three tools designed to help victims and rescuers in post-catastrophe scenarios: LOST-OppNet, LOST-Map and RescueOppus, being the first two the subject of this work. LOST-OppNet is a tool design to be included in victims’ devices, such as smartphones or tablets, and make use of networking capabilities to create a dedicated opportunistic network. This allows victims to establish a communication channel, allowing them to send volunteers text messages, along with other indicators, for instance, their geographical location. On the other hand, LOST-Map is a tool designed for volunteers, allowing them to see the location of the victims over a real-world map. This map also allows the volunteers to personalize their view of the disaster scene, with a set of filters operating on the information received from the victims. This document describes the engineering process of such tools, their functionalities and the rationale behind the main design decisions. Then, some studies are presented to validate both tools and show typical use cases that victims and volunteers may need in disaster scenarios. Results indicate that both tools are usable, even by people unfamiliar with rescue operations.
