Instant download Ambient intelligence software and applications 5th international symposium on ambie

Page 1


Ambient

Intelligence Software and Applications 5th International Symposium on Ambient Intelligence 1st Edition Carlos Ramos

Visit to download the full and correct content document: https://textbookfull.com/product/ambient-intelligence-software-and-applications-5th-int ernational-symposium-on-ambient-intelligence-1st-edition-carlos-ramos/

More products digital (pdf, epub, mobi) instant download maybe you interests ...

Ambient Intelligence – Software and Applications –, 9th

International Symposium on Ambient Intelligence Paulo Novais

https://textbookfull.com/product/ambient-intelligence-softwareand-applications-9th-international-symposium-on-ambientintelligence-paulo-novais/

Ambient Intelligence – Software and Applications –,10th

International Symposium on Ambient Intelligence Paulo

Novais

https://textbookfull.com/product/ambient-intelligence-softwareand-applications-10th-international-symposium-on-ambientintelligence-paulo-novais/

Ambient Intelligence – Software and Applications : 11th

International Symposium on Ambient Intelligence Paulo Novais

https://textbookfull.com/product/ambient-intelligence-softwareand-applications-11th-international-symposium-on-ambientintelligence-paulo-novais/

Ambient Intelligence Software and Applications 6th

International Symposium on Ambient Intelligence ISAmI 2015 1st Edition Amr Mohamed

https://textbookfull.com/product/ambient-intelligence-softwareand-applications-6th-international-symposium-on-ambientintelligence-isami-2015-1st-edition-amr-mohamed/

Ambient Intelligence Software and Applications 8th

International Symposium on Ambient Intelligence ISAmI 2017 1st Edition Juan F. De Paz

https://textbookfull.com/product/ambient-intelligence-softwareand-applications-8th-international-symposium-on-ambientintelligence-isami-2017-1st-edition-juan-f-de-paz/

Guide to Ambient Intelligence in the IoT Environment Principles Technologies and Applications Zaigham Mahmood

https://textbookfull.com/product/guide-to-ambient-intelligencein-the-iot-environment-principles-technologies-and-applicationszaigham-mahmood/

Ambient Intelligence 4th International Joint Conference AmI 2013 Dublin Ireland December 3 5 2013 Proceedings 1st Edition Serge Autexier

https://textbookfull.com/product/ambient-intelligence-4thinternational-joint-conference-ami-2013-dublin-irelanddecember-3-5-2013-proceedings-1st-edition-serge-autexier/

Ubiquitous Computing and Ambient Intelligence 11th International Conference UCAmI 2017 Philadelphia PA USA November 7 10 2017 Proceedings 1st Edition Sergio F. Ochoa

https://textbookfull.com/product/ubiquitous-computing-andambient-intelligence-11th-international-conferenceucami-2017-philadelphia-pa-usanovember-7-10-2017-proceedings-1st-edition-sergio-f-ochoa/

Ambient Intelligence 14th European Conference AmI 2018

Larnaca Cyprus November 12 14 2018 Proceedings Achilles Kameas

https://textbookfull.com/product/ambient-intelligence-14theuropean-conference-ami-2018-larnaca-cyprusnovember-12-14-2018-proceedings-achilles-kameas/

Ambient IntelligenceSoftware and Applications

5th International Symposium on Ambient Intelligence

Serieseditor

JanuszKacprzyk,PolishAcademyofSciences,Warsaw,Poland e-mail:kacprzyk@ibspan.waw.pl

Forfurthervolumes: http://www.springer.com/series/11156

AboutthisSeries

Theseries“AdvancesinIntelligentSystemsandComputing”containspublicationsontheory, applications,anddesignmethodsofIntelligentSystemsandIntelligentComputing.Virtuallyall disciplinessuchasengineering,naturalsciences,computerandinformationscience,ICT,economics,business,e-commerce,environment,healthcare,lifesciencearecovered.Thelistoftopicsspansalltheareasofmodernintelligentsystemsandcomputing.

Thepublicationswithin“AdvancesinIntelligentSystemsandComputing”areprimarily textbooksandproceedingsofimportantconferences,symposiaandcongresses.Theycoversignificantrecentdevelopmentsinthefield,bothofafoundationalandapplicablecharacter.An importantcharacteristicfeatureoftheseriesistheshortpublicationtimeandworld-widedistribution.Thispermitsarapidandbroaddisseminationofresearchresults.

AdvisoryBoard

Chairman

NikhilR.Pal,IndianStatisticalInstitute,Kolkata,India e-mail:nikhil@isical.ac.in

Members

RafaelBello,UniversidadCentral“Marta Abreu”deLasVillas,SantaClara,Cuba e-mail:rbellop@uclv.edu.cu

EmilioS.Corchado,UniversityofSalamanca,Salamanca,Spain e-mail:escorchado@usal.es

HaniHagras,UniversityofEssex,Colchester,UK e-mail:hani@essex.ac.uk

LászlóT.Kóczy,SzéchenyiIstvánUniversity,Gy ˝ or,Hungary e-mail:koczy@sze.hu

VladikKreinovich,UniversityofTexasatElPaso,ElPaso,USA e-mail:vladik@utep.edu

Chin-TengLin,NationalChiaoTungUniversity,Hsinchu,Taiwan e-mail:ctlin@mail.nctu.edu.tw

JieLu,UniversityofTechnology,Sydney,Australia e-mail:Jie.Lu@uts.edu.au

PatriciaMelin,TijuanaInstituteofTechnology,Tijuana,Mexico e-mail:epmelin@hafsamx.org

NadiaNedjah,StateUniversityofRiodeJaneiro,RiodeJaneiro,Brazil e-mail:nadia@eng.uerj.br

NgocThanhNguyen,WroclawUniversityofTechnology,Wroclaw,Poland e-mail:Ngoc-Thanh.Nguyen@pwr.edu.pl

JunWang,TheChineseUniversityofHongKong,Shatin,HongKong e-mail:jwang@mae.cuhk.edu.hk

AmbientIntelligenceSoftwareand Applications

5thInternationalSymposium onAmbientIntelligence

Editors

CarlosRamos

PolytechnicofPorto

Porto

Portugal

PauloNovais

CCTC/InformaticsDepartment

UniversityofMinho

Braga Portugal

CélineEhrweinNihan HauteEcoled’IngénierieetdeGestion duCantondeVaud Yverdon-les-Bains Switzerland

JuanM.CorchadoRodríguez Dept.ofComputingScienceandControl FacultyofScience UniversityofSalamanca Salamanca Spain

ISSN2194-5357ISSN2194-5365(electronic)

ISBN978-3-319-07595-2ISBN978-3-319-07596-9(eBook) DOI10.1007/978-3-319-07596-9

SpringerChamHeidelbergNewYorkDordrechtLondon

LibraryofCongressControlNumber:2014939995

c SpringerInternationalPublishingSwitzerland2014

Thisworkissubjecttocopyright.AllrightsarereservedbythePublisher,whetherthewholeorpartofthe materialisconcerned,specificallytherightsoftranslation,reprinting,reuseofillustrations,recitation,broadcasting,reproductiononmicrofilmsorinanyotherphysicalway,andtransmissionorinformationstorage andretrieval,electronicadaptation,computersoftware,orbysimilarordissimilarmethodologynowknown orhereafterdeveloped.Exemptedfromthislegalreservationarebriefexcerptsinconnectionwithreviews orscholarlyanalysisormaterialsuppliedspecificallyforthepurposeofbeingenteredandexecutedona computersystem,forexclusiveusebythepurchaserofthework.Duplicationofthispublicationorparts thereofispermittedonlyundertheprovisionsoftheCopyrightLawofthePublisher’slocation,initscurrentversion,andpermissionforusemustalwaysbeobtainedfromSpringer.Permissionsforusemaybe obtainedthroughRightsLinkattheCopyrightClearanceCenter.Violationsareliabletoprosecutionunder therespectiveCopyrightLaw.

Theuseofgeneraldescriptivenames,registerednames,trademarks,servicemarks,etc.inthispublication doesnotimply,evenintheabsenceofaspecificstatement,thatsuchnamesareexemptfromtherelevant protectivelawsandregulationsandthereforefreeforgeneraluse. Whiletheadviceandinformationinthisbookarebelievedtobetrueandaccurateatthedateofpublication, neithertheauthorsnortheeditorsnorthepublishercanacceptanylegalresponsibilityforanyerrorsor omissionsthatmaybemade.Thepublishermakesnowarranty,expressorimplied,withrespecttothematerial containedherein.

Printedonacid-freepaper

SpringerispartofSpringerScience+BusinessMedia(www.springer.com)

Preface

Thisvolumecontainstheproceedingsofthe5th InternationalSymposiumonAmbientIntelligence(ISAmI2014).TheSymposiumwasheldinSalamanca,SpainonJune 4th -6th attheUniversityofSalamanca,undertheauspicesoftheBioinformatic,IntelligentSystemandEducationalTechnologyResearchGroup(http://bisite.usal.es/)ofthe UniversityofSalamanca.

ISAmIhasbeenrunningannuallyandaimingtobringtogetherresearchersfromvariousdisciplinesthatconstitutethescientificfieldofAmbientIntelligencetopresentand discussthelatestresults,newideas,projectsandlessonslearned,namelyintermsof softwareandapplications,andaimstobringtogetherresearchersfromvariousdisciplinesthatareinterestedinallaspectsofthisarea.

AmbientIntelligenceisarecentparadigmemergingfromArtificialIntelligence, wherecomputersareusedasproactivetoolsassistingpeoplewiththeirday-to-dayactivities,makingeveryone’slifemorecomfortable.

Afteracarefulreview,27papersfrom10differentcountrieswereselectedtobe presentedinISAmI2014attheconferenceandpublishedintheproceedings.Each paperhasbeenreviewedby,atleast,three differentreviewers,fromaninternational committeecomposedof78membersfrom24countries.

Acknowledgments

Specialthankstotheeditorsoftheworkshops:NTiAI.NewTrendsinAmbientIntelligence,CAIMaH.ChallengesofAmbientIntelligenceintheWorkplacefortheManagementofHumanResources,AIfES.SpecialSessiononAmbientIntelligenceforElderly Support.

WewanttothankallthesponsorsofISAmI’14:IEEESecciónEspaña,CNRS,AFIA, AEPIA,APPIA,AI*IA,andJuntadeCastillayLeón.

ISAmIwouldnothavebeenpossiblewithoutanactiveProgramCommittee.We wouldliketothanksallthemembersfortheirtimeandusefulcommentsandrecommendations.

WewouldlikealsotothankallthecontributingauthorsandtheLocalOrganizing Committeefortheirhardandhighlyvaluablework. YourworkwasessentialtothesuccessofISAmI2014.

June2014TheEditors

CarlosRamos

PauloNovais

CélineEhrweinNihan

JuanM.CorchadoRodríguez

Organization

OrganizingCommitteeChair

JuanM.Corchado(Chairman)UniversityofSalamanca,Spain PauloNovais(Co-chairman)UniversityofMinho,Portugal

ProgramCommittee

CarlosRamos(Chairman)PolytechnicInstituteofPorto,Portugal AdvanBerloSmartHomes,Netherlands AndreasRienerJohannesKeplerUniversityLinz,Austria ÂngeloCostaUniversidadedoMinho,Portugal AntonioF.GómezSkarmetaUniversityofMurcia,Spain AntonioFernándezCaballeroUniversityofCastilla-LaMancha,Spain AntónioPereiraInstitutoPolitécnicodeLeiria,Portugal BenjamínFonsecaUniversidadedeTrás-os-MonteseAltoDouro, Portugal

CarlosBentoUniversityofCoimbra,Portugal CarlosRamosPolytechnicofPorto,Portugal CatarinaReisInstitutoPolitécnicodeLeiria,Portugal CecilioAnguloPolytechnicUniversityofCatalonia,Spain CesarAnalideUniversityofMinho,Portugal CristinaBuizaIngema,Spain DavyPreuveneersKatholiekeUniversiteitLeuven,Belgium DianeCookWashingtonStateUniversity,USA EduardoDiasNewUniversityofLisbon,Portugal ElisabethEichhornCarmeqGmbH,Germany EmilioS.CorchadoUniversityofBurgos,Spain FernandoSilvaInstitutoPolitécnicodeLeiria,Portugal FlaviaDelicatoUniversidadeFederaldoRiodeJaneiro,Brasil FlorentinoFdez-RiverolaUniversityofVigo,Spain FrancescoPotortìISTI-CNRinstitute,Italy

FranciscoC.PereiraSMART(Singapore-MITAlliance),Singapore FranciscoSilvaMaranhãoFederalUniversity,Brazil FulvioCornoPolitecnicodiTorino,Italy GoretiMarreirosPolytechnicofPorto,Portugal GregorBrollDOCOMOEuro-Labs,Germany GuillaumeLopezAoyamaGakuinUniversity,Japan HabibFardoumUniversityofCastilla-LaMancha,Spain HansW.GuesgenMasseyUniversity,NewZealand IchiroSatohNationalInstituteofInformaticsTokyo,Japan JaderickPabicoUniversityofthePhilippinesLosBaños, Philippines

JavierCarboUniv.CarlosIIIofMadrid,Spain JavierJaenPolytechnicUniversityofValencia,Spain JoVermeulenHasseltUniversity,Belgium JoelRodriguesUniversityofBeiraInterior,Portugal JoséCarlosInstitutoPolitécnicodeLeiria,Portugal JoséM.MolinaUniversityCarlosIIIofMadrid,Spain JoséMachadoUniversityofMinho,Portugal JoycaLacroixPhilipsResearch,Netherlands JuanA.BotíaUniversityofMurcia,Spain JuanR.VelascoUniversityofAlcala,Spain JunzhongGuEastChinaNormalUniversity,China KasperHallenborgUniversityofSouthernDenmark,Denmark KristofVanLaerhovenTUDarmstadt,Germany LatifLadidUniversityofLuxembourg,Luxembourg LawrenceWongWaiChoongNationalUniversityofSingapore,Singapore LourdesBorrajoUniversityofVigo,Spain MarcodeSaYahoo!Research,USA MartijnVastenburgDelftUniversityofTechnology,Netherlands NunoCostaInstitutoPolitécnicodeLeiria,Portugal NunoGarciaUniversityofBeiraInterior,Portugal ÓscarGarcíaUniversityofSalamanca,Spain PabloHayaUniversidadAutónomadeMadrid,Spain PaulLukowiczUniversityofPassau,Germany PauloNovaisUniversityofMinho,Portugal Radu-DanielVatavuUniversity“StefancelMare"ofSuceava, Romania ReneMeierLucerneUniversityofAppliedSciences, Switzerland

RicardoCostaPolytechnicofPorto,Portugal RicardoS.AlonsoUniversityofSalamanca,Spain RuiJoséUniversityofMinho,Portugal SimonEgertonMonashUniversity,Malaysia TeresaRomãoNewUniversityofLisbon,Portugal

ThomasHermannBielefeldUniversity,Germany TiborBosseVrijeUniversiteitAmsterdam,Netherlands VeikkoIkonenVTTTechnicalResearchCentre,Finland VicCallahanUniversityofEssex,UK VicenteJuliánValenciaUniversityofTechnology,Spain WolfgangReitbergerViennaUniversityofTechnology,Austria YiFangPurdueUniversity,USA

YoramLev-YehudiBeaconTech.,Lda,Israel

LocalOrganizationCommittee

DanteI.TapiaUniversityofSalamanca,Spain JavierBajoPolytechnicUniversityofMadrid,Spain JuanF.DePazUniversityofSalamanca,Spain FernandoDelaPrietaUniversityofSalamanca,Spain GabrielVillarrubiaGonzálezUniversityofSalamanca,Spain AntonioJuanSánchezMartínUniversityofSalamanca,Spain CesarAnalideUniversityofMinho,Portugal AntónioManuelde

JesusPereiraLeiriaPolytechnicInstitute,Portugal

Workshops

NTiAI.NewTrendsinAmbientIntelligence OrganisingCommittee

DavideCarneiroUniversityofMinho,Portugal ÂngeloCostaUniversityofMinho,Portugal JoséCarlosCastilloUniversityCarlosIII,Spain

CAIMaH.ChallengesofAmbientIntelligenceintheWorkplacefor theManagementofHumanResources

OrganisingCommittee

Bajo,JavierTechnicalUniversityofMadrid Boos,DanielZürich

Borter,SilnaSchoolofBusinessandEngineeringVaud Corchado,JuanManuelUniversityofSalamanca Dufour,FlorianSchoolofBusinessandEngineeringVaud EhrweinNihan,CélineSchoolofBusinessandEngineeringVaud

Firoben,LaurenceSchoolofBusinessandEngineering Vaud

Kinder-Kurlanda,KatharinaE.GESISCologne

AIfES.SpecialSessiononAmbientIntelligenceforElderlySupport OrganisingCommittee

AntónioPereiraPolitechnicIntituteofLeiria,Portugal AntonioFernández-CaballeroUniversidaddeCastilla-LaMancha,Spain PauloNovaisUniversityofMinho,Portugal

Context-AwareAutomaticServiceSelectionMechanismforAmbient

HoudaHaiouni,RamdaneMaamri

AMultimodalConversationalAgentforPersonalizedLanguage

DavidGriol,IsmaelBaena,JoséManuelMolina, AraceliSanchisdeMiguel

PowerIndicesofInfluenceGamesandNewCentralityMeasuresfor AgentSocietiesandSocialNetworks

XavierMolinero,FabiánRiquelme,MariaSerna

VíctorCorcobaMagaña,MarioMuñozOrganero

RicardoAnacleto,LinoFigueiredo,AnaAlmeida,PauloNovais ImprovingModularity,InteroperabilityandExtensibilityinAmbient

MarcoGomes,DavideCarneiro,AndréPimenta,MiltonNunes, PauloNovais,JoséNeves UAVsAppliedtotheCountingandMonitoringofAnimals

PabloChamoso,WilliamRaveane,VictorParra,AngélicaGonzález

JoséJavierDurán,AlbertoFernández,SaraRodríguez,VicenteJulián, HolgerBillhardt

DesignandImplementationoftheIntelligentPlantFactorySystemBased onUbiquitousComputing ..........................................

JeonghwanHwang,HoseokJeong,HyunYoe

GettingandKeepingAgedPeopleSociallyIncluded:TrialswithReal End-UsersoftheEasyReachSystem. .................................

MicheleCornacchia,FilomenaPapa,EnricoNicolò,BartolomeoSapio

AGeneral-PurposemHealthSystemRelyingonKnowledgeAcquisition throughArtificialIntelligence

GiovannaSannino,IvanoeDeFalco,GiuseppeDePietro

VideoProcessingArchitecture:ASolutionforEndoscopicProcedures Results

IsabelLaranjo,JoelBraga,DomingosAssunção,CarlaRolanda, LuísLopes,JorgeCorreia-Pinto,VictorAlves

AMulti-agentPlatformforHospitalInteroperability

LucianaCardoso,FernandoMarins,FilipePortela,ManuelSantos, AntónioAbelha,JoséMachad

FranciscoManuelBorrego-Jaraba,GonzaloCerruelaGarcía, NicolásGarcíaPedrajas,IreneLuqueRuiz,MiguelÁngelGóme-Nieto

UbiquitousSensorizationforMultimodalAssessmentofDriving Patterns .........................................................

FábioSilva,CesarAnalide,CelestinoGonçalves,JoãoSarmento

CloudFit:ACloud-BasedMobileWellnessPlatformSupportedby WearableComputing

AngelRuiz-Zafra,ManuelNoguera,KawtarBenghazi, JoséMaríaHerediaJiménez

DevelopingAmbientSupportTechnologyforRiskManagementinthe MiningIndustry 161 HelenaLindgren,LageBurström,BengtJärvholm

WirelessSensorNetworkstoMonitoringElderlyPeopleinRuralAreas .... 171 GabrielVillarrubia,JuanF.DePaz,FernandodelaPrieta, AntonioJ.Sánchez

Context-AwareModuleforSocialComputingEnvironments ............. 183 GabrielVillarrubia,JuanF.DePaz,JavierBajo,YvesDemazeau

WirelessMultisensoryInteractioninanIntelligentRehabilitation Environment .....................................................

MiguelOliver,JoséPascualMolina,FranciscoMontero, PascualGonzález,AntonioFernández-Caballero

LateralFallDetectionviaEventsinLinearPredictionResidual ofAcceleration ....................................................

F.H.AyshaBeevi,C.F.Pedersen,S.Wagner,S.Hallerstede FightingElders’SocialandTechnologicalExclusion:TheTVBased Approach ........................................................

LuísCorreia,NunoCosta,AntónioPereira

ADecisionSupportSystemforMedicalMobileDevicesBasedonClinical GuidelinesforTuberculosis 217 SílvioCésarCazella,RafaelFeyh,ÂngelaJornadaBen

NewApplicationsofAmbientIntelligence 225 DavideCarneiro,PauloNovais

AmI:MonitoringPhysicalActivity ...................................

RicardoCosta,LuísCalçada,DivaJesus,LuísLima,LuísC.Lima Multi-agentTechnologytoPerformOdorClassification .................

SigeruOmatu,TatsuyukiWada,SaraRodríguez,PabloChamoso, JuanM.Corchado AuthorIndex

Context-Aware Automatic Service Selection Mechanism for Ambient Intelligent Environments

Lire Laboratory, Constantine 2 University, Constantine, Algeria h.haiouni@gmail.com, rmaamri@yahoo.fr

Abstract. To develop context-aware Ambient Intelligence systems, suitable context models and reasoning approaches are necessary to provide the suitable services to users in dynamic and transparent manner. Due the advantages in modeling dynamic systems, Colored Petri Nets are adopted in this paper. So based on Colored Petri Nets modeling language, we propose a context-aware automatic service selection mechanism for intelligent environments. Using this formalism we also propose a solution to avoid conflict that can occur among resources sharing.

Keywords: Ambient Intelligence, Context Awareness, Multi Agent Systems, Colored Petri Nets, conflict resolution.

1 Introduction

The concept of Ambient Intelligence (AmI) has been introduced by European Commission’s Information Society Technologies Advisory Group (ISTAG) [10]. AmI describes the future vision of computer science [23]. It deals with the vision that computing and communication ability are spread everywhere among nearly every object in our daily environment. An ambient system is a ubiquitous environment capable to interact intelligently with users and to provide the users with all the available functionalities and services in a flexible, integrated and almost transparent way for the end-user. For this purpose objects forming ambient systems must have some characteristics such as autonomy, reactivity, social abilities and proactivity. The agent-based paradigm is one of the paradigms that can be used for the implementation of distributed systems. Typically, an agent has four properties [11]: autonomy, social ability, reactivity and pro-activeness. A multi-agent system (MAS) is a federation of agents interacting in a shared environment that cooperate and coordinate their actions given their own goals and plans. A MAS design can be beneficial in many domains, particularly when a system is composed of multiple entities that are distributed functionally or spatially [7]. Based on the above definitions, it is clear that agent paradigm is particularly appropriate for AmI. For these reasons, the use of MAS technology in ambient environments has been addressed in many researches like [2, 3], [5], [9], [21].

C. Ramos et al. (eds.), Ambient Intelligence - Software and Applications, Advances in Intelligent Systems and Computing 291, 1 DOI: 10.1007/978-3-319-07596-9_1, © Springer International Publishing Switzerland 2014

To provide intelligent and pertinent services to users, AmI-based systems are expected to use contextual information such as location, identity, time, presence, temperature, etc. Dey and al [6] define the context as any information used to characterize the situation of an entity, which can be a person, a place or an object. A system is context-aware if it uses context to provide relevant information and/or services to the user, where relevancy depends on the user’s task [8].

In this paper we focus both on context awareness and planning ability on ambient environments and we present a context-aware automatic service selection mechanism. Our proposed mechanism based on Colored Petri Nets (CPN) modeling language (an extension of Petri Nets (PN)). CPN are used to model contextual information and reasoning about. Based on this formalism we have proposed a solution to avoid conflict that can occur among resources sharing. The remaining part of this paper is organized as follows: section 2 shows a brief overview of the PN based contextawareness and MAS planning for AmI. The key concept of PN and CPNis given In section 3. In section 4, we present a context awareness modeling principals and we explain the reasoning process for context aware automatic services selection. An illustrative scenario is given in section 5. Finally, we recapitulate the main arguments and present some outline of future work.

2 Related Work

In this section, we briefly present some related work on multi-agent planning and Petri net-based context modeling for AmI systems.

Weld defines the planning problem as follows [24]. Given a description of the known part of the initial state of the world, a description of the goal (i.e., a set of goal stats), and a description of the possible actions that can be performed, modeled as state transformation functions. In the domain of AmI, to develop a planning mechanism we might take into consideration that distributed devices composing such systems are more compact in size, but their CPU and memory are much less powerful, and are often battery-powered. Consequently, these devices could not perform complex computations such those required by planning tasks. Because of AmI systems features, centralized planning is suitable. Many researches have proposed the use of man centralized components such [3, 4]. In [3] for example, the authors study what is the planner most appropriate for AmI systems. They have proposed the D-HTN (Distributed Hierarchical Task Network) planner. They based on the idea that, each smart spaces is equipped by an agent called majordomo that deals with the planning and execution activities and it is composed of one agent called device agent (split in the cooperative semiagent (CO) and the operative semiagent (OP)) for each device present in the environment. Really, for the required flexibility of the system and the number of devices involved, it is obvious that centralized control is not viable. However for limited smart spaces like smart homes, conferences rooms and many others, centralized planning could be adopted as solution. For systems with a large number of individuals we might push toward distributed planning. Authors in [19] present

Context-Aware Multi-Agent Planning (CAMAP), an approach for multi-agent planning that applies argumentation mechanisms to decide the most appropriate course of action according to the context information distributed among the agents. CAMAP is applied to AmI environment in the field of health-care.

Recently, the PN-based context-awareness modeling approaches were proposed in several works and they have been recognized as promising context models [20]. This is due mainly to both formal and graphical nature, expressiveness, and analytical property of PN. Modeling with PN inherently satisfies the requirements of context model, especially the usability of modeling formalisms and representation of relationships among context information [20]. Kwon [14] proposed an extension of CPN called Amended CPN to represent and analyze the context-aware systems. In this work the system is decomposed into several meaningful subsystems as a pattern. Amended CPN consist of multiple CPN, the Pattern and Context net represent contextual state and dynamic contextual change of another dimensional PN. As we proposed also in this work, in [14] each context type (location, weather, etc) is identified as color in Amended CPN and contextual information can be represented by a set of colors. Wang and Zeng [22] proposed a modeling methodology allows nondeterministic time duration for the activity. It permits to estimate the minimum and maximum duration time of each activity when the model is built. Moreover, it includes the resource constraints representing the resources which must be satisfied for executing the services. There are two kinds of places in the PN model for representing the activity and resources, Pa and Pr, respectively. A Pr containing a token means that the corresponding resource is available. Time and resource are critical ingredients in contextaware environment. This approach is one of the rare ones that consider both the time and resource constraints. However it presents few detailed information to represent resources constraints.

The related work presented above is summarized in Table 1. This paper contributes with the design of a model for Context-Aware Multi-Agent Planning, applied to Smart Home scenarios in AmI environments. Our approach uses CPN to model context and different services. We present also a solution to resource conflict occurring when services compete for the same resource in the same period of time.

Table 1. Summary of the related work

AmI PN MAS Resources constraints

[3] Yes No Yes No

[4] Yes No Yes No

[20] Yes No Yes No

[15] Yes Yes Yes No

[23] Yes Yes No Yes

Our approach Yes Yes Yes Yes

3 Concept of the Petri Nets

In contrast to (ordinary) PN, in which a token are uniform and represent typeless information, CPNs can carry complex information. They provide data typing (color sets) and sets of values of a specified type for each place. Formally a CPN [12] is a structure (P, T, A, N, ∑, V, C, E, G, M0), where:

• P, T, A are finite set of places, finite set of transitions and finite set of arcs, respectively. Such as P T P A T A ;

• N : is a node function such as : A→ (P x T U T x P);

• ∑ : is a finite and non-empty set of data types, also called color sets or colors.

• V: is finite set of typed variables such as: TYPE [V] ∑;

• C: is a color set function. It assigns a color type (set) to each place: P→ ∑;

• E: A→ Expression E(a) of type C(p(a)), is the arc function. It maps each arc to an arc expression such: a A Type E a C p a MS Type Var E a ∑ Where p(a) is the place of N(a);

• G: is a guard function. It assigns a guard to each transition. It is defined from T into Boolean expressions such that : t T Type G t boolean Type Var G t ∑

• M0: is the initial marking. It is defined from P into expressions such that: p P Type I p C p MS

A transition t is said to be enabled if and only if the guard function G(t) attached to this transition is evaluated to true , and all of its input places are marked with at least E(p, t) tokens. The firing of an enabled transition t removes E(p, t) tokens from each input place p of t and adds E(t,p) tokens to each output place p of t.

4 Context-Aware Automatic Service Selection Mechanism

The multi agent architecture used for developing context awareness applications for smart spaces can contain mainly three types of agents: Planner Agent, Context Manager Agent and Sensor Agents (Fig 1). Agents communicate by sending and receiving messages following the hierarchy using communication language such as ACL (Agent Communication Language) language. Sensor agents residing in sensor level represent all perceptual components. Perceptual components are distributed through the environment, in order to provide a detailed model of the real world and make it available to the application. They provide elementary contextual perceptual information which is a key component of context awareness systems. In Context Management Level, an agent gathers data from different sensor agents. It aggregates sensor data over a time period. It can also deduce high-level context information from basic sensed contexts. The reasoning process is carried out by the Planner Agent in Reasoning & decision level. The reasoning about context is the process of mapping between context and services. Planner Agent uses information provided by Context manager Agent to select a set of possible services from Services library.

Reasoning&

4.1 Modeling Principles

The real world presents a dense multi-dimensional contextual space. Representing all of them is impossible for many reasons: i) this needs an enormous memory space; ii) some information is irrelevant or less important than others; ii) in practice, some type of context can’t be captured, or it is expensive to capture them. So to develop context awareness applications, the first step consist of selecting form infinite contextual information list, those which are the interesting ones. In this setup, designers must determine which types of contextual information to be captured and to be used by the application.

After determining which information should be perceived and collected. The question now is how to represent context and how to reason about. Context modelling and reasoning are the core components of context-aware systems. In the following sub sections, we discuss of key concepts that can be modeled by CPN constructs (Fig. 2).

Context Modeling. Context-aware computing is the ability of applications to discover and react to changes in the environment in which they are situated (17). In order to represent the context and to reasoning about, we propose the adoption of CPN based model. With the flexibility of token definition it is possible to use them to model various contextual information. A context is a set of contextual information such as Context = C1* C2*…*Cn.

Resources Modeling. In the modeling of plans using CPN, we represent resources by resource places. We can use one resource place for each resource type as we can use one single resource place with a composite data type for convenience. In Fig. 1, PR1, PR2,…, PRn are resources places. An arc from action transition to resource place means that the execution of the action needs one (or more) resource (s) of that type.

Services Modeling. A service is a set of predefined ordering actions that refer to one (or more) contextual situation (s) (e.g. real world situation(s)). To model a service by CPN we use transitions to represent actions whereas places are used to represent actions stats. All service models will be stored in a plan library witch be used later by planner agent.

Fig. 1. Multi-Agent Architecture in Smart Home

Context represented by tokens gard

CPN model of service

CPN model of service

CPN model of service

Resources Places

4.2 Reasoning about Context

Reasoning is used to decide what services should be invoked when any change of context occurs. Fig.3 shows the proposed service selection process:

Context Delivering & Management. In order to provide proactive and adequate services to the user, context delivering components have to be integrated. The role of these components is to continuously track information about user and his environment. Context management includes many operations such as sensor data aggregation over a time period and inferring high-level context information from basic sensed contexts …etc.

Situations Identification. The reasoning about context is the process of mapping between context and services. A situation can be defined by collecting relevant contexts, uncovering meaningful correlations between them, and labeling them with a descriptive name. The descriptive name can be called a descriptive definition of a situation, which is about how a human being defines a state of affairs in reality [13].

Situation Identification is the processes to deriving a situation by interpreting or merging several pieces of perceived information. Situation identification techniques have been studied extensively in AmI. The most promise one have been highlighted in [13]. In this stage all possible contextual situations will be identified. Each contextual situation represents a service modeled by CPN. Services models are created by designers of context-aware applications. According to token values, all possible services models will be selected from service models library. The Planner Agent will have n CPN service models (n is positive integer).

Fig. 2. CPN-based Context Awareness Modeling.
Fig. 3. Services Selection Process

CPN Composition & Conflict Resolution. It is possible that for some context values many services can be invocated. However in certain cases conflict among resources sharing can bloc system evolution. In the other hand, in many cases some types/values of information are more important than others, or in other words not all services have the same importance. As an example, consider the tow following information: “the gas range is turned on for 10units of times” and “weather is raining”. In this situation, conflict among resources which are windows could happen. Because it is raining windows must be closed. In the other hand the windows must be opened because the gas range has been turned on (if there are not other kinds of aeration). From our point of view, this phenomenon can be avoided by Establishing Priority for Services. To do that, we propose in this framework to classify services into several types. For each service class we associate a priority level as fallow: class 1  level 0 (higher priority), class 2  level 1 ,…, and class n  level n-1 (lowest priority)

The priority mechanism can be applied using CPNby assigning priority to transitions. We choose to define priority as a positive real-valued function over transitions, the higher the value, the greater the priority. So we define the priority function mapping a transition into R+. When two transitions are enabled, the one with the highest priority fires. All transitions forming the same service model have the same priority. The role of priority transitions appears in merging services models phase where conflicts among resources can take place. After applying priorities and merging CPN Models the resultant net will be executed to obtain the order in which a set of possible services are executed.

5 Illustrative Scenario: Smart Home

AmI can be applied in any dynamic environment where is a need to manage tasks and automate services (e.g., hospitals schools, homes, etc). Abascal et al [1] assumes that home is the ideal place to apply percepts and technologies for giving high- level services to the user. Smart homes represent the ideal solution for individuals with different needs and abilities (child, old, blind, handicap, etc). So we illustrate our approach through smart home scenario. The main expected benefits of this technology can be: i) Increasing safety: e.g., by automating specific tasks that an individual with disabilities or elderly can’t perform them. Or by providing a safe and secure environment;ii)Comfort: e.g., by adjusting light, temperature , TV channels automatically); iii)Economy: e.g., by monitoring the use of energy. To ensure these benefits, the system must provide many services. Services can be classified into three classes according to their objective. The first class represents services providing safety or security. The second class represents all services that provide users comfort, and the last one represents services having economic aspect. From our point of view, assuring safety of peoples has much important than assuring there comfort. For this reason, the first service class must have the higher priority. Concerning the second and the third ones, we assume that comfort aims became before economy one. For instance, if the user prefers high lighting, and energy module detects an over use of energy, the systems

will give more importance devices and sensors formin house is sleeping. The we and carbon monoxide (CO uses this perceived informa brary. In this case, tow serv selected services (designed

to user’s preferences. The house is equipped with sm g an AmI system. Imagine now that the owner of ather is very could in outside (-5°), all windows all clos ) alarms detects poisonous CO gas in home. The syst tion to select a set of possible services from Services ices can be invoked. Fig. 4, Fig. 5 represent CPN mode with CPN tools [25]).

The first service aims t flowing actions: i) Close w decreasing it. The second actions: i) windows must possible.

4. Control Inside Temperature

o regulate inside temperature. It is composed of the t indows, ii) regulate inside temperature by increasing one aims to protect inhabitant life by performing flow be opened; ii) occupant must be informed as soon

mart the sed, tem s liel of tow g/or wing n as

Fig.
ig. 5. CO Poisonous Gas Prevention

The CPN model presented in Fig. 6 is obtained by merging service 1 and service2 CPN models. Note that both services compete for the same resource (Pr place) simultaneously. Both of them pretend to take the control over windows. Our solution to this conflict pass through using priorities associating to services to choose which one has the privilege of accessing first the resource. Because service 2 deals with unsafe situation it will have the higher priority. So all transitions of service 2 model (Ts21, Ts22, Ts23) will have the higher priority, =1, and for all transitions t’ of service 2 CPN model, =0. As consequence service 2 will be executed before service 1.

6 Conclusion and Future Work

In this paper we have proposed context-aware automatic service selection approach in intelligent environment. PN have been successfully used for modeling and analysis behavior of various complex dynamic systems. For this reason we have adopted CPN as modeling language to model contextual information and reasoning about. We have proposed a solution to avoid conflict that can occur among resources sharing. Our solution based on the idea of establishing priorities to services. Using CPN formalism, this idea has been represented by associating priorities to transitions. Future research would investigate the establishment of priorities in a flexible manner rather than being done during the development process. In this work only the conflict occurring among resources sharing has been taken into account. However, Conflicts can occur for many others reasons in AmI systems [25]. For instance, when there are conflicting user preferences in the same moment, e.g. One user prefers a lamp to be turned on while another user prefers that it should be turned off. So our efforts now are concentrated on expending the proposed reasoning process based on a formal model to detect other kinds of conflicts on AmI environments and resolve them.

Fig. 6. The resultant Merged CPN

References

1. Abascal, J., Civit, A., Fellbaum, K.: Smart Homes- Technologiy for the future. In: COST Seminar, Leuven, Belguim. Telecommunications: Access for all (2001)

2. Abraham, A., Corchado, J.M., Alonso, R.S.: Agents and ambient intelligence: case studies. In: Dante, I., Tapia, J. (eds.) Ambient Intell. Human Comput., vol. 1, pp. 85–93 (2010), doi:10.1007/s12652-009-0006-2

3. Amigoni, F., Gatti, N., Pinciroli, C., Roveri, M.: What planner for ambient intelligence applications? IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part A: Systems and Humans 35(1), 7–21 (2005)

4. Carbi, G., Ferrari, L., Leonardi, L., Zambonelli, F.: The LAICA project/ supporting ambient intelligence via agents and ad-hoc middelware. In: Proceedings of WETICE 2005, 14 th IEEE International Workshops on Enabling Technologiesw/ Infrastructurew for Collaborative Entreprises, vol. 5, pp. 39–46 (2005)

5. Tapia, D.I., Fraile, J.A., Rodríguez, S., Alonso, R.S., Corchado: Integrating, J.M.: hardware agents into an enhanced multi-agent architecture for Ambient Intelligence systems. Inf. Sci. 222, 47–65 (2013)

6. Dey, A.K., Abowd, G.D., Salber, D.: A conceptual framework and a toolkit for supporting the rapid prototyping of context-aware applications. Human-Computer Interaction 16 (2001)

7. Ferber, J.: Les Systèmes Multi Agents: vers une intelligence collective. InterEdidion (1995)

8. Abowd, G.D., Dey, A.K.: Towards a Better Understanding of Context and ContextAwareness. In: Gellersen, H.-W. (ed.) HUC 1999. LNCS, vol. 1707, pp. 304–307. Springer, Heidelberg (1999)

9. Hu, X., Du Bruce Spencer, W.: A Multi-Agent Framework for Ambient Systems Development. In: MobiWIS 2011 (2011)

10. ISTAG, Scenarios for Ambient Intelligence in 2010, European Commission Report (2001)

11. Jennings, N.R., Wooldridge, M.J.: Applications of intelligent agents. In: Nicholas, R. (ed.)

12. Jensen, K.: Coloured Petri nets and the invariant method. T.S.C. 14, 317–336 (1981)

13. Ye, J., Dobsona, S., McKeever, S.: Situation identification techniques in pervasive computing: A review. Pervasive and Mobile Computing 8, 36–66 (2012)

14. Kwon, O.B.: Modeling and generating context-aware agent-based applications with amended colored petri nets. Exp. Syst. Appl. 27(4), 609–621 (2004)

15. Murata, T.: Petri nets: properties, analysis and applications. Proceedings of the IEEE 6(1), 39–50 (1990)

16. Peterson, J.K.: Petri Nets Theory and the modeling of systems. Prentice-hall.inc., Englewood ellifs (1981)

17. Satoh, I.: Mobile Agents for Ambient Intelligence. In: Ishida, T., Gasser, L., Nakashima, H. (eds.) MMAS 2005. LNCS (LNAI), vol. 3446, pp. 187–201. Springer, Heidelberg (2005)

18. Schilit, B.N., Theimer, M.M.: Disseminating active map information to mobile hosts. Netw. IEEE 8(8), 22–32 (1994)

19. Ferrando, S.P., Onaindia, E.: Context-Aware Multi-Agent Planning in intelligent environments. Information Sciences 227, 22–42 (2013)

20. Han, S., Youn, H.Y.: Petri net-based context modeling for context-aware systems. Springer Science+Business Media B.V (2011)

21. Vallée, M., Ramparany, F., Vercouter, L.: Composition Flexible de Services d’Objets Communicants. In: UbiMob 2005: Proceedings of the 2nd French-Speaking Conference on Mobility and Ubiquity Computing, pp. 185–192 (2005)

22. Wang, H., Zeng, Q.: Modeling and analysis for workflow constrained by resources and nondetermined time: an approach based on petri nets. IEEE Trans. Syst. Man Cybern. A Syst. Hum. 38(4), 802–817 (2008)

23. Weiser, M.: The computer for the 21st century. Scientific American 256(3), 94–104 (1991)

24. Weld, D.S.: Recent advances in AI planning. AI Magazine 20(2), 93–123 (1999)

25. Carreira, P., Resendes, S., Santos, A.: Toward automatic conflict detection in home and building automation systems. Pervasive and Mobile Computing (2013)

26. CPN Tools, http://cpntools.org/

AMultimodalConversationalAgent forPersonalizedLanguageLearning

DavidGriol,IsmaelBaena,Jos´eManuelMolina,andAraceliSanchisdeMiguel

ComputerScienceDepartment

CarlosIIIUniversityofMadrid AvdadelaUniversidad,30,28911-Legan´es,Spain {david.griol,josemanuel.molina,araceli.sanchis}@uc3m.es, 100065131@alumnos.uc3m.es

Abstract. Conversationalagentshavebecameastrongalternativeto enhanceeducationalsystemswithintelligentcommunicativecapabilities. Inthispaper,wedescribeamultimodalconversationalagentthatfacilitatesanindependentanduser-adaptedsecondlanguagelearning.The differentmodulesofthesystemcooperatetointeractwithstudentsusing spokennaturallanguageandvisualmodalities,andadapttheirfunctionalitiestakingintoaccounttheirevolutionandspecificpreferences.The resultsofapreliminaryevaluationshowthatusers’satisfactionwiththe systemwashigh,aswellastheperceiveddidacticpotentialandadaptive functionalities.

Keywords: Multimodalconversationalagents,e-learning,educative technology,naturallanguageprocessing.

1Introduction

AmbientIntelligenceischaracterizedbyintelligent,pervasive,andseamless computersystemsembeddedintoeverydaydevices,tailoredtotheindividual’s context-awareneedsandprovidinganaturalandintelligentinteraction.This way,multimodalconversationalagents[1]havebecameastrongalternativeto enhancemulti-agentsystemswiththeseintelligentcommunicativecapabilities [2].

Withthegrowingmaturityofconversationaltechnologies,thepossibilities forintegratingconversationanddiscourseine-learningarereceivinggreater attention.Usingnaturallanguageineducationalsoftwareallowsstudentsto spendtheircognitiveresourcesonthelearningtask,andalsodevelopmore social-basedagents[3].

Currentpossibilitiestoemployconversationalagentsforeducativepurposes includetutoringapplications[4],question-answering[5],conversationpractice forlanguagelearners[6],pedagogicalagentsandlearningcompanions[7],and dialogstopromotereflectionandmetacognitiveskills[8].Theseagentsmayalso beusedasrole-playingactorsinimmersivelearningenvironments[9].

C.Ramosetal.(eds.), AmbientIntelligence-SoftwareandApplications,13 AdvancesinIntelligentSystemsandComputing291, DOI:10.1007/978-3-319-07596-9 2, c SpringerInternationalPublishingSwitzerland2014

Systemsdevelopedtoprovidethesefunctionalitiestypicallyrelyonavariety ofcomponents,suchasspeechrecognitionandsynthesisengines,naturallanguageprocessingcomponents,dialogmanagement,databasesmanagement,and graphicaluserinterfaces.Laboratorysystemsusuallyincludespecificmodulesof theresearchteamsthatbuildthem,whichmakeportabilitydifficult.Thus,itis achallengetopackageupthesecomponentssothattheycanbeeasilyinstalled bynoviceuserswithlimitedengineeringresources.Inaddition,duetothisvariabilityandthehugeamountoffactorsthatmustbetakenintoaccount,these systemsaredifficulttodevelopandtypicallyaredevelopedad-hoc,whichusually impliesalackfromscalability.Ourworkrepresentsastepinthisdirection.

Inthispaperwedescribeamultimodal conversationalagentforadaptivesecondlanguagelearning.Thesystemhasbeendevelopedbymeansofamodular approachthatallowstoeasilydevelopingmultimodalconversationalagentsfor pedagogicalapplications.Thisapproachfacilitatesarapidandcost-effectivedevelopment.Thisway,differentalternativescanbeconsideredforeachmodule, andthepedagogicknowledgeisseparatedfromthetechnicaldetails,sothat teachersandparentscanaddnewcontentswithouthavingatechnicalbackgroundatthesametimeasthesoftwareincludesthesenewdatafortheinteractionwiththestudents.

2The TestYourEnglish PedagogicalSystem

The TestYourEnglish pedagogicalsystemhasbeendesignedwiththemain aimoffacilitatinganindependentandpersonalizedsecondlanguagelearning. Figure1showstheinitialscreenofthesystem.Asitcanbeobserved,users mustregisterintheapplication.Thisway,theirpreviousinteractionscanbe takenintoaccounttoprovideuseradaptationfunctionalities.

Fig.1.

Thecurrentversionofthesystemisweb-based.Theapplicationconsistsof thesetofcorecomponentsformultimodaldialogsystems(speechrecognition, spokenlanguageunderstanding,dialogmanagement,languagegeneration,and speechsynthesis)andsplitacrossaserverandaclientdevicerunningastandard webbrowser.Corecomponentsontheserverprovidespeechrecognitionand speechsynthesiscapabilities,accesstothedatabases,andaloggercomponent whichrecordsuserinteractions.

Thesystemisaccessibletoanyuserwithastandardwebbrowserandanetworkconnection.Thisway,theapplicationcanbeeasilyaccessednotonlyfrom desktop,laptop,andtabletcomputers,butfromavarietyofmobiledevicesas well.Inaddition,anAudioControllercomponentrunsontheclienttocaptureauser’sspeechandstreamittothespeechrecognizer,aswellastoplay synthesizedspeechgeneratedontheserverandstreamedtotheclient.

Naturallanguageunderstandingisperformedbymeansofgrammarswhichincludethedifferentoptionsthatarealsovisuallyprovidedtothestudent.Todo this,wefollowtheJavaSpeechGrammarFormat(JSGF, www.w3.org/TR/jsgf/), whichallowsspecifyingthesesentencesinacompactway,easilyadaptedandalso embeddingsemanticsintothegrammar.

Speechrecognitionhypothesesarepassedtothedialogmanagerarchitecture forprocessing.Regardingdialogmanagement,alltheeventsintheapplication arecontrolledusingJavaScript.Giventherequisitesofthetask,wedecidedto useadialogmodelbasedonfinitestatesinwhichateachmomentaquestion isselectedandshowninthescreenalongwiththealternativeanswersandthe associatedmultimediafiles.

Themainfunctionsofthesystemcanbeclassifiedintothreemainmodules: Practice,Assessment,andContentsmanagement.ThePracticemoduleincludes threekindsofexercises:grammar,vocabulary,andlisteningexercises.Students canaccessthismodulebymeansofaforminwhichtheycanselecttheleveland categoryoftheexercises(e.g.,verbaltensesforthegrammarexercises,topicfor thevocabularyexercises,ortitleofthetextforthelisteningexercises).

Grammarexercises(seeFigure2top-left)consistoffillinggapsinsentences withaverb,adjective,adverborothergrammarelementsfromthetopicand difficultylevelinitiallyselected.Vocabularyexercises(Figure2top-right)allow userstodictateorwritewordsthataredescribedbymeansofimagesdisplayedto theuser.Listeningexercisesconsistoftwomainparts(Figure2bottom).Firstly, themultimodalsystemreadsthetextselectedbytheuser.Then,asetofrelated questionsarepresentedtotheusertoevaluatetheirreadingcomprehension.

TheAssessmentmodule(seeFigure3)allowsuserstoreviewtheanswersthat theyprovidedtothepreviouslyselectedexercises,visualizethecorrectsolutionin caseoferrors,andknowdetailedstatisticsaboutthestudent’sspecificevolution usingthesystem.

Thepersonalizationofthesystemiscarriedoutbymeansofthe“choosefor me”functionalityofthePracticemodule.Thisfunctionalitytakesintoaccount thenumberofexercisesineachcategorya ndlevelcorrectlysolvedbyeachuser, sothatthesystemcanprovidepersonalizedsuggestionsandselectthefollowing

Fig.2. Exampleofthedifferentkindsofexercisesofferedbythesystem exercisesaccordingtotheerrorsfoundin previousinteractions.Todothis,the systemmanagesthedatabasecontainingtheexercisescompletedbytheuser forthecurrentcategoryanddifficultylevel.Thesystemalsoanalyzeswhether thenumberofmistakesmadeforthecurrentdifficultylevelishighestthana specificthreshold(initiallypredefinedtothehalfofthem).Theobjectiveisto personalizeusers’recommendationstakingintotheirspecificevolutionwiththe differentcategoriesofexercisesanddifficultylevels.

Figure4showsasetofusecasesforthepersonalizationfunctionalityofthe system.Inthefirstcase,thesystemrecommendstryingadditionalexercises fromthesamedifficultylevelthatthepreviouslyselectedgiventhatthestudent hasnotalreadysuccessfullycompletedatleastthehalfofthem.Inthesecond case,thesystemprovidesthesamerecommendationgiventhatthenumberof mistakesishigherthanaspecificthreshold.Inthethirdcase,thesystemsuggests selectingthenextdifficultylevelgiventhattheresultsforthecurrentlevelare satisfactory.

Another random document with no related content on Scribd:

Al gauw stelde er een voor wat vroeger naar huis te gaan, hij had honger, jokte hij.

Ambro had dien middag geen trek in eten, iets wat bijna nooit gebeurde.

„Wat ziet de jongen bleek,” zei z’n moeder ongerust. „Hij zal toch niet ziek worden!” [11]

Vader keek hem eens onderzoekend aan.

„Scheelt er iets aan, baas?” vroeg hij.

Ambro durfde hem toch niet te best aankijken.

„Ik ben wat misselijk,” stamelde hij. „Mag ik van tafel opstaan?”

Toen hij een tijdje later, heel bleek op den rand van zijn bed zat, kwam vader eens even bij hem.

„Hoofdpijn ook?” vroeg vader. „En maagpijn ook hè?”

„Van … van … m’n eigen verdiende centen,” stamelde Ambro.

„Wàt zeg je daar?” vroeg vader en keek hem wat ongeloovig aan.

En toen vertelde het joggie onder horten en stooten hoe hij aan ’t geld was gekomen en toch eigenlijk de belofte aan vader niet gebroken had.

Vader moest even lachen om het geval, ’t was ook niet onaardig gevonden van den schelm.

Dat het kwaad hier zichzelf strafte vond vader heel best.

[Inhoud]

„TUSSCHEN HEMEL EN AARDE.”

Het was op een Zaterdagmiddag. De jongens zaten wat lusteloos bij elkaar in het hol. De nieuwe „Nick Carter” was uit, een knok-partijtje tusschen Wim Bolk en Bob van Eest was net geëindigd en nu wisten ze niets te bedenken om zich te vermaken.

„’t Hol is saai vandaag,” vond Piet Kaan.

„Laten we de apen gaan plagen,” stelde Paul Vermeeren voor. [12]

„Jakkes nee! dat hebben we al zoo vaak gedaan,” beweerde Karel Boekers.

„Ik weet wat,” zei Ambro, die wel nooit uitgeput scheen in het bedenken van nieuwe pretjes.

Er was direct algemeene belangstelling. Als Ambro met een voorstel op de proppen kwam, kon je gelooven dat ’t leuk was.

„Laten we naar de havens gaan en keet schoppen.”

„En als ze ons dan hier komen zoeken,” angstigde Karel Boekers.

„Och klets!” viel Piet Kaan hem in de rede. „Er komt bijna nooit iemand kijken, ze gelooven ’t nu wel, hoor!”

„Nou,” vroeg Ambro. „Willen we gaan?”

Ze voelden er allemaal wel wat voor, ’t was allicht leuker dan in ’t hol, waar ’t vandaag een saaie boel was.

In minder dan geen tijd stonden ze buiten den Dierentuin en gingen naar het vlak bij gelegen terrein van de Hollandsche Spoor, waar ze de sleeperswagens wisten te staan die af en aan reden naar de havens.

De Rotterdamsche sleeper is goedhartig en als er plaats is neemt hij graag gratis een stuk of wat van die bengels achter op zijn wagen meê.

Ze klommen dus gauw op de wagens; dit spaarde hun de lange wandeling naar de havens uit.

En zoo ging de reis over de hobbelende keien stapvoets naar hun nieuw feestterrein. Bij de Maasbrug gekomen, commandeerde Ambro: „Uitstappen [13]heeren!” en door het gewoel van karren en menschen glipten de bengels naar de losplaats van een groote Engelsche boot, die aan „de Boompjes” (een kade te Rotterdam) gemeerd lag.

„Kijk die kist es fijn bengelen,” riep Karel Boekers en hij wees naar een groote hijschkraan waaraan juist een kist omhoog werd geheschen, om vanaf de kade in het ruim van het schip te worden neergelaten.

„Ik durf er best aan te gaan hangen en de reis meemaken,” riep Ambro.

Alle jongens lachten hem uit.

„Wat een opschepper,” riepen ze in koor. „Dat durf je toch niet.”

Nu was er voor Ambro geen grooter schande denkbaar, dan aangezien te worden voor een jongen die niet durft. Dan werd de jongen roekeloos en was hij in staat tot de onzinnigste daden. Zonder een oogenblik te denken aan de gevolgen gaf hij dan onmiddellijk toe aan zijn lust tot waaghalzerij. Zoo ook nu.

„Dat zullen we eens zien,” riep hij. „Als de bootwerkers me niet in de gaten hebben, zullen jullie me een luchtreis met de kist zien maken.”

Nu geloofden de jongens hem, want hij deed steeds wat hij zei en ’t was niet de eerste maal dat zijn vriendjes misbruik maakten van zijn eergevoel.

De bootwerkers deden machinaal hun werk. Het aantal kisten leek wel onuitputtelijk, gestadig ging de ketting omhoog en omlaag.

Ambro stond dicht bij de mannen die de haken [14]om de kist sloegen en daarna het sein tot ophijschen gaven.

En vóór de mannen, vóór de jongens wisten wat er gebeurde, had Ambro, vlug als een kat, een sprong gemaakt en daar hing hij aan de ketting die om de kist was geslagen en die reeds anderhalve meter van den grond verwijderd was. Door ’t geraas van de stoommachine hoorde de bestuurder van de kraan niets van het angstige roepen der bootwerkers en ging dus kalm met zijn werk voort.

In den beginne juichten de jongens toen ze Ambro daar zegevierend tusschen hemel en aarde zagen zweven.

Maar Ambro’s stralend gezicht kreeg plotseling een uitdrukking van schrik. De kist was wel drie meter van den grond verwijderd en begon te draaien om vervolgens in het ruim af te dalen.

Ambro begon te gillen, want hij voelde dat zijn krachten hem gingen begeven. Nu zweefde hij boven het ruim, en verwachten zijn vriendjes die luid jammerend op de kade stonden, met angst het oogenblik waarop hij den ketting zou moeten loslaten en in het ruim te pletter vallen. Bleek van schrik stonden een paar bootwerkers dat alles aan te zien.

Een bonk van een kerel nam vlug een besluit, daalde ijlings langs een touwladder in het ruim af en stelde zich met geopende armen onder den kleinen waaghals, om hem zoo noodig, op te kunnen vangen. [15]

En jawel, de kleine handen konden den ketting niet langer vasthouden, met een harden gil viel hij naar beneden, maar kwam gelukkig ongedeerd in de armen van zijn redder terecht.

Op de kade slaakte men een zucht van verademing en een kreet van blijdschap weerklonk, toen men de bootwerker met de lichte last in zijn armen op het dek van het schip zag komen.

Hier zette hij den bengel neer en gaf hem, ten aanschouwe van de omstanders op de kade, een duchtig pak voor zijn broek.

Ambro jammerde luid, want de krachtige vuist van den bootwerker kwam niet malsch aan.

„Ja, schreeuw maar,” beet deze hem toe.

„Ik zal je die streken wel eens afleeren, roekelooze aap! als je mijn jongen was, ik zou je de ribben kraken, maar an ’n andermans goed maak ik me handen niet vuil.”

Eindelijk vond hij het genoeg en kon Ambro, nog snikkend, naar de vriendjes terugkeeren.

Deze ontvingen hem met [16]een zekere verlegenheid. Ze voelden zich mede schuldig aan de roekelooze daad van hun makker.

Ze liepen zachtjes-aan terug en er werd niet veel gesproken op die wandeling.

Ambro had z’n tranen gedroogd en vond, dat een Hollandsche jongen niet zoo lang moest blèren.

„Deed ie je erge pijn?” vroeg een der jongens schuchter.

„O man, hou op,” zei Ambro. „Ik dacht dat ie me kraakte. Maar wat een reuzenvent, zeg, om zoo gauw naar beneden te hollen en mij te redden.”

„Je was dood gevallen, of had misschien je ruggegraat gebroken op al die kisten,” zei Wim Bolk en hij huiverde.

„Verbeeldt je, jôh! Dan hadden vader en moeder nu misschien al de boodschap gekregen,” zei Ambro en tranen stonden in z’n heldere kijkers.

Ze brachten hem allen naar huis en ze moesten hem allemaal „een poot” geven.

Ambro ging stil naar zijn kamertje en daar bleef hij een poosje nadenken over de lotgevallen van dien middag.

Er rijpte een plan in z’n hoofd. Die bootwerker, die hem gered had, kijk, die moest ie nou een pleiziertje doen. Maar nu wat goeds te bedenken …

Wacht, had hij niet gezegd: als je mijn jongen was, zou ik je de ribben kraken …

Dan moest ie ook een zoontje hebben, misschien wel net zoo’n jog als hij.

Eer hij ’t zelf wist, zat hij voor ’t kastje waar [17]al zijn speelgoed in opgeborgen was en liet zijn oogen gaan over al het moois.

Daar had je z’n spoortrein, met al de goederenwagens en de rails, die wel wat verbogen, maar toch nog best te gebruiken waren. En de goocheldoos, waar je al die leuke toeren mee kon doen.

Zouden vader en moeder het goed vinden? Moeder was niet thuis, nu kon hij het niet vragen … en als hij tot morgen wachtte, kon hij zijn redder misschien niet zoo makkelijk vinden, tusschen de andere bootwerkers.

Neen, hij moest meteen op stap gaan. Hij twijfelde weer tusschen den spoortrein en de goocheldoos, het was zijn liefste speelgoed. Al het andere kon hem niet zoo heel veel schelen.

Toen nam hij de twee dingen, pakte alles stevig in en ging er mee op weg. Het was een zwaar pak en hij moest het een heel eind sjouwen, maar de gedachte aan de verrassing die hij nu den bootwerker ging brengen, maakte dat hij geen vermoeidheid voelde.

Eindelijk was hij bij de haven aangekomen en al heel gauw had bij zijn redder ontdekt, schuchter ging hij achter hem staan en zacht trok hij den man aan den kiel.

„Zoo drommelsche aap, ben je daar weer?”

Ambro duwde hem het pak in de handen,

„Voor uw zoontje,” zei hij verlegen, want hij wist op het oogenblik niets beters te bedenken.

De bootwerker nam het pak aan, maakte het langzaam open en toen hij daar dat mooie speelgoed [18]zag, verhelderde een blijde lach z’n ruwe gelaatstrekken. De andere bootwerkers kwamen om hem heen staan, bewonderden allen mee.

Ambro stond klein en verlegen tusschen al die groote kerels.

Daar voelde hij ineens een zware hand op z’n schouder.

„Je bent een goed jong,” zei de harde stem van den bootwerker. „Geef me de vijf.”

Ambro legde z’n kleine jongenshand in de door werken verêelte hand van den bootwerker en onderdrukte een kreet toen deze hem krachtig de hand schudde. Toen holde hij zonder meer iets te zeggen weg, want hij voelde iets akeligs in z’n keel komen, net of hij moest huilen, en dáár schaamde de jongen zich voor.

Vóór hij dien avond naar bed ging, vertelde hij alles aan zijn ouders en hoewel hij een zware berisping kreeg, konden zij niet nalaten dien avond hun jongen een extra teedere nachtkus te geven.

[Inhoud]

’N KWARTJE ’N RAT!

Wim Bolk was een echte liefhebber van visschen en op een mooien voorjaarsmiddag zat hij de bewoners van het hol van Kaan te vermaken met al z’n visch-verhalen, waarbij woorden als: ik had tuk, enz., grooten indruk op de roovers maakten. Dat hij den eenen dag een snert-baarsie, den anderen weer een reus van ’n karper ving, geloofden ze allen gaarne. [19]

„Laten we vandaag wormen gaan zoeken en morgenochtend met z’n allen om vijf uur op stap gaan, dan kunnen we tot half negen blijven visschen, net fijn,” zei Wim.

„Ja, ja,” riepen de jongens vol vuur. „Laten we ’t doen.” Ze hadden bijna allemaal een hengel en die er geen had, zou er een te leen krijgen van een broer van Wim.

„Die had al z’n bullen toch zoo echt in orde,” beweerde Wim trotsch.

„Waar zullen we de wormen gaan zoeken?” vroeg Bob van Eest.

„Onder de graszoden langs de paadjes, daar vind je ze bij hoopen,” zei Wim.

De roovers verlieten hun hol en zochten een lang paadje op. Een voor een wipten ze de graszoden op, smeten die tamelijk onverschillig midden over het paadje en begonnen ijverig te zoeken.

Wim wist het maar best, je vond er een massa wormen. De zakdoeken werden te voorschijn gehaald en daarin werden de wormen opgeborgen.

Vies uitgevallen waren ze niet, je hoeft een zakdoek toch niet uitsluitend voor je neus te gebruiken, vonden de jongens.

Terwijl ze daar zoo ijverig aan het zoeken waren, kwam eensklaps een tuinman aangewandeld. Met vertoornde blikken keek de gevreesde man naar de mooie graszoden, die wanordelijk in het midden van het wandelpad lagen.

Voor ze wisten wat er gebeurde stond hij achter [20]ze en had Karel Boekers al in de kraag van z’n blouse te pakken.

De anderen wilden eerst het hazenpad kiezen, maar ze bedachten gelukkig bijtijds, dat het gemeen zou zijn Karel nu aan zijn lot over te laten. Dus bleven ze waar zij waren en wachtten gelaten af, hoe er over hun lot beschikt zou worden.

„Jullie schavuiten,” barstte de man in hevige verontwaardiging los. „Dat benne nou jongens van nette ouwers! Schame moste jullie je!”

Na deze booze woorden haalde de man een boekje en potlood uit zijn zak, zette eerst een groote lorgnet op het topje van z’n neus, keek er boos over heen en vroeg dan op het rijtje af hun namen.

„En nu geen konkelefoesie’s,” waarschuwde hij nog eerst. „Maar je echte, ware naam, hoor!”

Ze gaven allen hun namen op, die door den man in langzaam, zeker schrift genoteerd werden.

„En nou allemaal marsch den tuin uit,” commandeerde hij barsch.

„Enne … jullie zalle d’r wel meer van hooren.”

Die laatste bedreiging liet niet na grooten indruk op de jongens te maken.

Alsof de man ze op de hielen zat, holden ze dan allen in gestrekten draf den tuin uit.

Den volgenden morgen aan het ontbijt werden de respectievelijke Pa’s verrast met een grooten brief van den directeur van den dierentuin,

waarin hij de wandaden van hun spruiten vermeldde en verzocht hun jongen bij hem op ’t bureau te sturen. [21]

Hierop volgde natuurlijk van vader’s kant een niet malsch standje voor de jeugdige zondaars, plus een flinke portie straf.

Dit alles leek ze echter nog niet zoo erg als dit komen bij den directeur op zijn bureau.

Wie weet wat hen daar nog wachtte!

Op den afgesproken dag stonden ze als zoete, lieve joggie’s in het bureau van den directeur.

Deze, een lange, al grijzende heer, met diepe doordringende oogen, zat in een leuningstoel en speelde met … een jong leeuwtje.

Hij aaide het over den kop en het mooie, jonge beest hapte naar de slanke hand, die zoo kalm en toch gebiedend op zijn kop rustte.

De jongens keken vol verbazing naar dit schouwspel. ’t Was ook waarlijk geen alledaagsch gezicht. En van de eene verbazing vielen ze in de andere. Want, op den rand van het groote schrijfbureau zat, in onverstoorbare kalmte een nootje peuzelend, een schattig, klein aapje.

Het keek hem met z’n verstandige, kleine oogjes zoo grappig aan.

De Directeur liet ze eens even rustig kijken, deed, alsof hij niet zag, hoe ze met gebogen hoofden, tersluiks de heele kamer doorgluurden. Hij moest toch wel even lachen om die deugnieten op een rijtje, allen met brave gezichten, de petjes in de hand, in angstig afwachten.

Maar hij dacht dan weer aan de wanorde in zijn onberispelijken tuin en … daar volgde het verhoor.

Zijn stem klonk ijzig-koud toen hij de jongens [22]ondervroeg en die strenge oogen keken door alles heen.

Tsjonge, ’t was geen appelepap, vonden de jongens.

Hij besloot zijn rede door ze te vertellen, dat ze voor dezen keer nog niet gestraft werden, doch zoodra hem weer ’t minste vergrijp tegen de reglementen van den Dierentuin ter oore kwam, zou hen minstens voor den tijd van een maand het verblijf in den tuin ontzegd worden.

Toen konden ze gaan! [23]

Oef! zeiden ze, toen ze buiten stonden.

En ze namen zich voor het hol van Kaan voor een tijdje niet te bezoeken, want ze zouden nu wel in de gaten gehouden worden.

Ze trachten zich in den tuin op andere wijze te vermaken.

Dat ging eenige dagen heel goed en ze voelden zich trotsch op het feit, dat ze al zóó ’n tijd rondliepen zonder kattekwaad uit te halen.

Daar kwam op een dag Wim Bolk met het bericht op school, dat ze op het bureau van den Dierentuin voor iederen rat die je in den tuin ving een kwartje betaalden.

Er scheen bij den eendenvijver een ware rattenplaag te zijn en ze hoopten op die manier het kwaad te bestrijden.

„Van wie weet je ’t?” vroeg Ambro, die het bericht wat onwaarschijnlijk vond.

„Van ’t neefje van Alebes,” zei Wim.

Even moet ik jullie vertellen, dat die bewuste „Alebes” waar de jongens het over hadden tot het personeel van den Dierentuin behoorde en omdat hij nogal eens misbruik maakte van sterken drank en zijn neus daardoor een verdacht rooden punt had, de jongens hem „Alebes” noemden, daar ze vonden, dat die neustop veel overeenkomst met een rijpen aalbes had.

Van dien beruchten man hooren jullie nog wel eens in het verhaal.

„Hoe ken jij het neefje van Alebes?” vroeg Bob, nu ook twijfelend. [24]

„Die gaat bij mij op gymnastiek,” zei Wim en nijdig liet hij er op volgen:

„En als ik lieg, dan lieg ik in commissie, hoor!”

Ambro, die veel zin in de rattenjacht had zei vergoelijkend: „Nou, ’t neefie van Alebes zal ’t toch wel weten.”

Ja, dat vonden ze nu toch ook en men besloot brood en stukjes vleesch mee te nemen en dat onder de brug bij den eendenvijver te leggen, dan zouden de ratten wel te voorschijn komen.

Ze wapenden zich allen met een stevigen kei en gingen toen over de brugleuning op den loer liggen.

Ze zagen dien eersten middag niets en ze begonnen al te twijfelen aan de woorden van des Alebes’ neef.

Maar den dag daarop, tjoep, ging het in den vijver en daar zwom een reus van ’n rat.

„Nou op z’n kop mikken, jongens,” vuurde Wim aan.

Plomp, daar vloog de eerste kei door het water.

De rat zwom ongedeerd verder, maar de eenden, verschrikt door dien plotselingen plons in het water, repten zich al snaterend en kwekkend angstig voort.

„Daar gaat ie,” gilde Piet Kaan. „Nou ’m d’r een achterna gooien!”

Wel vier keien werden den vluchtenden rat achterna gegooid, echter zonder hem te raken.

Het spektakel in den eendenvijver werd hoe langer hoe erger, de eendjes kwekten angstig en zochten een goed heenkomen. [25]

En de jongens, de roekelooze domme jongens, vergaten hun goede voornemens, hun belofte aan den directeur en gooiden uit alle macht met keien, steeds in de hoop den rat te kunnen treffen.

„Wat is dat hier voor een herrie,” galmde een stem achter hen.

Juist vloog er weer een kei door het water. De suppoost, die achter hen stond, pakte Wim Bolk, die den kei gesmeten had, bij z’n arm en rammelde hem door elkaar.

„Gooien jullie met keien!” riep de man verontwaardigd.

„We zijn op de rattenvangst,” zei Wim heel kalm, in het volste besef, dat hij hier iets deed wat in het belang van den dierentuin was.

De oogen puilden uit ’s mans hoofd.

„Op de rattenvangst!!!” galmde hij hem na. „Op … de … rattenvangst!!! Dat zal jullie geleerd worde! Mee, naar ’t bereau!”

„Nee, nou is de boot an!” riep Wim in heilige verontwaardiging. „En ’t màg!”

„Wàt mag!” riep de man woedend.

„En … enne …,” stotterde Wim, niet meer zoo zeker van z’n zaak. „En … je krijgt op ’t bureau voor iederen dooden rat een kwartje.”

„Ja, dat is zoo,” riepen de anderen gauw. „De neef van Alebes zei het zelf!”

Het werd den man groen voor de oogen. Wat waren dat allemaal voor praatjes van die jongens.

„Mee naar ’t bereau!” zei hij nijdig. „Ik heb met jullie praatjes niks te maken!” [26]

Tegenstribbelen gaf niet, en daar gingen ze dan in optocht, de suppoost vlak achter hen, naar het bureau, waar ze dezen keer ontvangen werden door den onder-directeur.

Hier bleek, dat het neefje van Alebes Wim een mooie poets had gebakken.

En de onder-directeur hield er volstrekt geen rekening mee, dat ze meenden ter goeder trouw gehandeld te hebben. Ze waren toch oud genoeg, om te weten, dat je in een vijver waar eenden rondzwemmen niet met keien gaat mikken.

Weer moesten ze hun namen opgeven en bij het noteeren daarvan bleek hem, dat ze voor eenige dagen ook al kwaad bedreven hadden.

En toen volgde onmiddellijk de straf.

Een maand verwijderd uit hun geliefd verblijf.

’t Was hard—maar verdiend.

[Inhoud]

EEN DROEVE DAG.

Een maand verwijderd uit den Dierentuin. Dàt wil wat zeggen voor de jongens.

Naar de havens durven ze niet te best, het voorval met Ambro ligt ze nog te versch in het geheugen.

Visschen? Nou ja, dat is leuk voor ’n keertje, maar als je urenlang aan den waterkant moet staan en je hebt haast nooit beet, dan gaat de aardigheid er gauw af.

Chris de Jonge komt met een nieuw plan voor den dag. [27]

Ze moesten eens naar de Schie gaan wandelen, daar heb je de bergplaatsen van Stor’s Houthandel en daar kunnen ze op de balken oorlogje spelen.

Algemeene instemming.

Op een Woensdagmiddag trekken ze er met hun allen heen.

Het is het schaft-uur der werklieden en ze kunnen zich dus een kostelijk uurtje vermaken.

De stapels balken die aan den kant liggen stellen een vesting voor. De jongens hebben zich in twee partijen verdeeld, waarbij de aanvallende partij woest tegen de balken opklautert om den vijand er langs den anderen kant af te drijven.

Na een verwoeden strijd behaalde Ambro’s partij de overwinning en zag men Ambro’s figuurtje boven op den stapel hout, triomfantelijk zwaaiende met een zakdoek aan een stok, waarna hij de vlag boven op den top van den houtberg plantte.

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.