Tisser le Web Social des Objets : Permettre une Interaction Autonome et Flexible dans l’Internet des Objets

par Andrei-Nicolae Ciortea

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Olivier Boissier.

Soutenue le 14-01-2016

à Lyon en cotutelle avec l'Université Politehnica de Bucarest , dans le cadre de Ed Sis 488 , en partenariat avec Département Informatique pour les Systèmes Coopératifs Ouverts et Décentralisés (laboratoire) et de École nationale supérieure des mines (Saint-Etienne ; 1816-....) (établissement opérateur d'inscription) .

Le président du jury était Costin Badica.

Le jury était composé de Olivier Boissier, Costin Badica, Fabien Gandon, Erik Mannens, Antoine Zimmermann, Adina Magda Florea, Stefan Trausan-Matu, Alessandro Ricci.

Les rapporteurs étaient Fabien Gandon, Erik Mannens.

mots clés

• Web des Objets
• Internet des Objets
• Système multi-agents
• Web Sémantique
• Internet des objets
• Intelligence artificielle répartie
• Web sémantique

Résumé

L’Internet des Objets (IoT) vise à créer un eco-système global et ubiquitaire composé d’un grand nombre d’objets hétérogènes. Afin d’atteindre cette vision, le World Wide Web apparaît comme un candidat adapté pour interconnecter objets et services à la couche applicative en un Web des Objets (WoT).Cependant l’évolution actuelle du WoT produit des silos d’objets et empêche ainsi la mise en place de cette vision. De plus, même si le Web facilite la composition d’objets et services hétérogènes, les approches existantes produisent des compositions statiques incapables de s’adapter à des environnements dynamiques et des exigences évolutives. Un autre défi est à relever: permettre aux personnes d’interagir avec le vaste, évolutif et hétérogène IoT.Afin de répondre à ces limitations, nous proposons une architecture pour IoT ouvert et autogouverné, constitué de personnes et d’objets situés, en interaction avec un environnement global via des plateformes hétérogènes. Notre approche consiste de rendre les objets autonomes et d’appliquer la métaphore des réseaux sociaux afin de créer des réseaux flexibles de personnes et d’objets. Nous fondons notre approche sur les résultats issus des domaines des multi-agents et du WoT afin de produit un WoT Social.Notre proposition prend en compte les besoins d’hétérogénéité, de découverte et d’interaction flexible dans l’IoT. Elle offre également un coût minimal pour les développeurs et les utilisateurs via différentes couches d’abstraction permettant de limité la complexité de cet éco-système. Nous démontrons ces caractéristiques par la mise en oeuvre de plus scénarios applicatifs.

mots clés

• Web of things
• Internet of things
• Multi-Agent systems
• Semantic Web

Titre traduit

Weaving a Social Web of Things : Enabling Autonomous and Flexible Interaction in the Internet of Things

Résumé

The Internet of Things (IoT) aims to create a global ubiquitous ecosystem composed of large numbers of heterogeneous devices. To achieve this vision, the World Wide Web is emerging as a suitable candidate to interconnect IoT devices and services at the application layer into a Web of Things (WoT).However, the WoT is evolving towards large silos of things, and thus the vision of a global ubiquitous ecosystem is not fully achieved. Furthermore, even if the WoT facilitates mashing up heterogeneous IoT devices and services, existing approaches result in static IoT mashups that cannot adapt to dynamic environments and evolving user requirements. The latter emphasizes another well-recognized challenge in the IoT, that is enabling people to interact with a vast, evolving, and heterogeneous IoT.To address the above limitations, we propose an architecture for an open and self-governed IoT ecosystem composed of people and things situated and interacting in a global environment sustained by heterogeneous platforms. Our approach is to endow things with autonomy and apply the social network metaphor to createflexible networks of people and autonomous things. We base our approach on results from multi-agent and WoT research, and we call the envisioned IoT ecosystem the Social Web of Things.Our proposal emphasizes heterogeneity, discoverability and flexible interaction in the IoT. In the same time, it provides a low entry-barrier for developers and users via multiple layers of abstraction that enable them to effectively cope with the complexity of the overall ecosystem. We implement several application scenarios to demonstrate these features.