EMODE - Enabling Model Transformation-Based Cost Efficient Adaptive Multi-modal User Interfaces

Derzeit gestaltet sich die Entwicklung adaptiver, multimodaler Anwendungen aufgrund fehlender standardisierter und effizienter Methoden sowie integrierter Werkzeuge komplex und kostenintensiv. Es existieren zwar etablierte Entwicklungsprozesse für Benutzungsschnittstellen (ConcurTaskTrees) und fachliche Logik (UML, Modellierung von Geschäftsprozessen), eine Unterstützung von Adaptivität und Multimodalität reicht aber bisher nicht aus bzw. fehlt vollständig. Für beide Entwicklungsprozesse vollziehen sich in der Regel außerdem beim Übergang vom Entwurf zur Implementierung gleichzeitig ein Wechsel der Repräsentation von Entwicklungsmodellen zu Quelltext und damit meist gleichzeitig ein Wechsel der Werkzeugumgebung. Insbesondere fehlt eine Integration beider Entwicklungsprozesse, die jedoch notwendig wird, da Multimodalität und Adaption sowohl die Entwicklung der Benutzungsschnittstelle als auch der fachlichen Logik entscheidend beeinflussen. Als Folge ist ein erheblicher Aufwand zur Wahrung der Konsistenz zwischen den Modellwelten notwendig. Die Nutzung der heute verfügbaren Methoden und Werkzeuge führt meist zu plattformspezifischen Lösungen, die insbesondere eine Wiederverwendung verhindern und nachträgliche Änderungen bzw. Erweiterungen erschweren. Eine fehlende integrierte Werkzeugumgebung erhöht die Entwicklungszeit und damit die Kosten zusätzlich. Das Projekt EMODE hat die Vereinfachung der Entwicklung adaptiver, multimodaler Anwendungen und damit verbunden die Senkung der Entwicklungskosten zum Ziel. EMODE baut auf der Model Driven Architecture (MDA) der Object Management Group (OMG) auf. Der Ansatz, ein Modell als Abstraktion zu verstehen, das durch eine Anreicherung mit Informationen über die Ausführungsplattform in Form von Transformationen schrittweise verfeinert und dadurch semi-automatisch in ein lauffähiges Softwaresystem überführt werden kann, ist zur Erreichung des Projektzieles äußert viel versprechend. Entsprechend dieses Konzeptes sollen im Projekt zunächst modellbasierte Ansätze sowohl aus der Softwareentwicklung (MDA, UML) als auch aus der Mensch-Maschine-Interaktion (ConcurTaskTrees) zu einem ganzheitlichen Ansatz integriert werden. Die Integration von Kontext in das integrierte Modell ist notwendig, um Fragen der Adaption der Anwendung frühzeitig in den Entwicklungsprozess einzubringen. Die schrittweise Verfeinerung im Rahmen der MDA wird durch im Rahmen von EMODE entwickelte Modelltransformationen gewährleistet. Die entwickelte Methodik und die Modelle werden in eine offene Entwicklungsplattform mit Werkzeugen integriert und es wird eine Laufzeitplattform für adaptive, multimodale Anwendungen entwickelt, die anhand zweier Beispielszenarien validiert wird. Die gesamte Entwicklung innerhalb des Projektes erfolgt iterativ. Das Ergebnis des Projektes soll eine ganzheitliche, allgemeingültige Software-Entwicklungsmethodik sein. Dabei wird besonderes Augenmerk auf die Integration der Benutzungsschnittstellenentwicklung mit der Softwareentwicklung und die Einbeziehung von Kontextinformationen zur Adaption gelegt. Daneben entsteht eine Implementierung dieser Methodik in Form einer Entwicklungs- und Laufzeitumgebung. Die Entwicklungsmethodik und die dafür verwendeten Werkzeuge sollen nicht nur in das Know-how der Projektpartner übergehen, sondern durch passende Gremien standardisiert und öffentlich zur Verfügung gestellt werden und so die Entwicklung von adaptiven, multimodalen Anwendungen allgemein erleichtern. Zur Validierung und Verbreitung der Projektergebnisse werden zwei Demonstratoren entwickelt.

Projektleiter:

Prof. Dr. rer. nat. habil. Dr. h. c. Alexander Schill

Projektmitarbeiter:

PD. Dr.-Ing. habil. Waltenegus Dargie
Dipl.-Inf. Thomas Hamann
Dr.-Ing. Gerald Hübsch
Dipl.-Inf. René Neumerkel
Dr.-Ing. Thomas Springer

aktuelle Veröffentlichungen:

1. Kay Kadner, Gerald Hübsch, Martin Knechtel, Thomas Springer, Christoph Pohl:
Platform support for multimodality on mobile devices. In: Multimodality in Mobile Computing and Mobile Devices: Methods for Adaptable Usability;
IGI Global; to be published in 2009; 2009

2. Alexander Behring, Matthias Heinrich, Matthias Winkler, Waltenegus Dargie:
Werkzeugunterstützte Modellierung multimodaler adaptiver Benutzerschnittstellen;
i-com - Zeitschrift für interaktive und kooperative Medien; 3/2007; 2008

3. Thomas Hamann, Gerald Hübsch, Thomas Springer:
A model-driven approach for developing adaptive software systems;
Proceedings of the 8th IFIP International Conference on Distributed Applications and Interoperable Systems (DAIS""""""""08); Oslo, Norway; 6/2008

4. Waltenegus Dargie, Thomas Springer:
Context-Awareness for Self-Managing Systems (Devices, Applications and Networks);
VDE Verlag; 2007

5. Gerald Hübsch, Kay Kadner:
Multimodal Information Access Across Multiple Devices;
International Conference on Mobile Technology, Applications and Systems; 2007

6. Matthias Heinrich, Matthias Winkler, Hagen Steidelmüller, Manuel Zabelt, Alexander Behring, René Neumerkel, Anja Strunk:
MDA Applied: A Task-Model Driven Tool Chain for Multimodal Applications;
Proceedings of the 6th International workshop on TAsk MOdels and DIAgrams (TAMODIA""2007); Toulouse; 2007

7. Matthias Winkler, Matthias Heinrich, Alexander Behring, Joachim Steinmetz, Waltenegus Dargie:
EMODE - ein Ansatz zur werkzeugunterstützten Modellierung multimodaler, adaptiver Benutzerschnittstellen;
37. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik - Modellbasierte Entwicklung von Benutzungsschnittstellen; Gesellschaft für Informatik; Rainer Koschke and Otthein Herzog and Karl-Heinz Rödiger and Marc Ronthaler; Lecture Notes in Informatics; Bremen; 9/2007

8. Waltenegus Dargie:
Managing Context Rules in Mobile Devices;
The 4th International Forum on Applied Wearable Computing (IFAWC 2007), Haifa, Israel; 2007

9. Waltenegus Dargie:
The Role of Probabilistic Schemes in Multisensor Context-Awareness;
4th IEEE international Workshop on Context Modeling and Reasoning (CoMoRea), IEEE Computer Society, March 2007; 2007

10. Waltenegus Dargie, Anja Strunk, Matthias Winkler, B. Mrhos, S. Thakar, W. Enkelmann:
A Model-Based Approach for Developing Adaptive Multimodal Interactive Systems;
2nd International Confernece on Software and Data Technologies; 2007

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