Avaliação da Qualidade Ambiental de Espaços Urbanos através do Uso Instrumental da Computação Móvel, da Análise Espacial e da Análise de Redes

Chamada MCTI/CNPq/MEC/CAPES N º 18/2012
�rea de Conhecimento: Planejamento e Projeto do Espaço Urbano

Coordenador: Prof. Dr. Renato Cesar Ferreira de Souza Escola de Arquitetura da Universidade Federal de Minas Gerais Rua Paraíba 697, Funcionários, Belo Horizonte, Minas Gerais CEP 30130-140

 

  1. Identificação da Proposta

Propomos a criação de um aplicativo para auxiliar a gestão do espaço urbano. O aplicativo será um software gratuito para telefones celulares, pads e tablets, que permitirá georeferenciar situações ambientais críticas pelos próprios usuários, dentro de um setor urbano escolhido.

Situações ambientais críticas são conflitos entre atividades das pessoas e os elementos espaciais que lhes dão suporte. Por exemplo, obstruções no sistema viário, falta de iluminação noturna, insegurança em percursos com ocorrência histórica de criminalidade, pouca visibilidade e baixa frequência humana em áreas públicas, dentre outras.

O aplicativo será conjugado com um processo de análise configuracional urbana durante um tempo determinado. Por análise configuracional urbana, entendemos a aplicação dos conceitos desenvolvidos por  Bill Hillier e sua equipe (Hillier, 1984 http://www.bartlett.ucl.ac.uk/; Hillier, 1993; Hillier, 1996), conceitos esses que se detalham na teoria do “Space Syntaxâ€?, e compreeendem a análise das ordenações do desenho urbano e espaço físico que interferem sobre os assentamentos humanos.

Essa conjugação conceitual buscará estudar os registros das situações ambientais críticas, feitos pelos usuários/moradores através do software proposto, na busca de elementos que lancem luz sobre a dinâmica da vida social, econômica e cultural no recorte urbano escolhido.

  1. Qualificação do Principal Problema a ser Abordado

O principal problema abordado nessa pesquisa é a busca de uma gestão cada vez mais eficiente do espaço urbano e de seus recursos. Algumas questões tornam tal problema interessante o suficiente para justificar sua pesquisa:

2.1. Contribuição na eficiência e na dinâmica dos registros e sua análise. 

No Brasil, as cidades estão crescendo como complexos que já necessitam de um gerenciamento altamente competente de seus recursos. Estimativas apontam que esse fenômeno é mundial, e que por volta de 2030 as áreas urbanas em todo mundo irão conter 60\% da população (Urbiotica, 2010). Com essa informação é possível prever um adensamento populacional, sendo que as cidades necessitarão de instrumentos cada vez mais eficientes e dinâmicos para ajudar em sua gestão. Portanto, as pesquisas sobre a sustentabilidade dos espaços das cidades brasileiras são extremamente importantes para decodificar sua dinâmica de crescimento e transformação. Essa decodificação deve levar em conta uma análise dos principais conflitos espaciais vividos pela população, mas também deve considerar a análise da configuração do espaço urbano em que ela vive. Temos a hipótese de que o software a ser criado permitirá a formação de uma rede social que poderá refletir o dinamismo das situações urbanas mais críticas, capturando dados que alimentarão a análise da configuração espacial. Isso poderá ajudar, quem sabe, a nortear futuras transformações urbanas a serem planejadas.

2.2. Contribuição no avanço tecnológico do instrumental aplicado a espaços urbanos.

A Tecnologia da Informação (TI) tem evoluído de forma a permitir supor que nos próximos anos apareçam instrumentais bastante úteis para a gestão do espaço público. Os avanços tecnológicos parecem, nos dias de hoje, afastarem-se do dilema tecnológico comentado por Thackara (2000) há alguns anos, onde grande parte da tecnologia era desenvolvida impulsionada pelo próprio progresso tecnológico e pela facilidade de evoluir um passo adiante do estado em que se encontrava. Segundo ele, o design dessas novas tecnologias apontava para a produção de produtos usáveis, porém não necessariamente úteis.  Ou seja, grande parte do que vinha sendo desenvolvido baseava-se no fato de a tecnologia possibilitar tal evolução, e não numa real demanda da sociedade. Mas o debate acerca do uso da TI no espaço urbano, para o qual contribui também essa pesquisa, permite antever que o foco do desenvolvimento tecnológico estará mais atento à utilidade desses novos sistemas como um apoio instrumental à gestão eficiente mais do quê algo genial que a tecnologia permita desenvolver – ou seja, estamos hoje mais preocupados com o sentido do desenvolvimento tecnológico.

Do uso que se faz da TI na cena urbana, distinguiremos duas vertentes. A primeira vertente chamaremos de Computação para Análise Configuracional e à segunda daremos o nome de Computação Ambiental. A primeira analisa a ordenação configuracional do espaço público e a segunda utiliza a forma física desse espaço como interface para acesso a capacidades computacionais instaladas nos lugares. Essa segunda vertente compreende sistemas que utilizam o espaço físico e as atividades quotidianas das pessoas como interfaces para acessar capacidades computacionais móveis e embutidas, armazenando dados, processando-os e transmitindo-os, proporcionando, por exemplo, o escrutínio de atividades e usuários, o registro de diversos tipos de dados in loco, dentre outras funções.

Ainda sobre a Computação para Análise Configuracional, alguns softwares já foram produzidos no Brasil, tais como o POTENCIAT e o Morphometrica (Krafta, 2009) e, com métodos derivados de campos de conhecimento distintos, como a nova ciência das redes e a teoria do caos (C.f. em Gleick, 1988; Dendrinos, 1992; Capra, 1996; Strogatz, 2000), dentre outras, algumas abordagens produziram simulações computadorizadas das transformações urbanas, estudando-as sob o o ponto de vista de sua configuração (a ordenação de sua estrutura física).

Acerca da segunda vertente, a Computação Ambiental, os anais da “International Conference on Computer Science and its Applications 2012â€? (Murgante, 2012) mostram uma imensa dificuldade em produzir simulações ou protótipos no Brasil. Tratando temáticamente de suas aplicações no espaço da cidade, o primeiro volume daqueles anais apresenta diversos casos onde modelos abstratos foram imaginados para testar as funções de sistemas, mas praticamente inexistem casos brasileiros onde eles foram, de fato, construídos e testados. Indo além, pode-se se observar que grupos separados de especialistas buscam hoje soluções pontuais que só fazem avançar a complexidade da tecnologia, sem focalizar no fato de que a Computação Ambiental usa o espaço físico, o espaço trivial e quotidiano da cidade como interface. Parece ser nesse espaço o lugar onde se torna compensador aplicá-la por – hipoteticamente – evitar grandes e dispendiosas reformas físicas, utilizando, ao invés, a organização espacial da informação no meio ambiente. Ou seja, a Computação Ambiental visaria qualificar espaços urbanos. Essa visão foi defendida na pesquisa “A place-theoretical Framework for the development of IT in urban spacesâ€? (Souza, 2008) onde se tentou construir uma linguagem acessível para os profissionais envolvidos nos estágios iniciais do projeto de espaços urbanos amparados pela TI. Confirmando as dificuldades mencionadas acima, Souza (2010,  vide http://www.mom.arq.ufmg.br/rcesar/) concluiu que há, no Brasil, uma falta de centros de pesquisa, indústrias e produtores que fabriquem elementos de TI aplicáveis ao espaço urbano.

Assim, imaginamos que o software que se propõe criar como escopo dessa pesquisa apresente uma característica que é consequência da superação da dificuldade econômica que haveria se pretendêssemos monitorar automaticamente os acidentes urbanos in locu. Essa característica é a de implantar a monitoração por via de uma rede social que se pretende formar com os usuários/moradores do setor urbano escolhido. O valor da telefonia móvel na formação de redes sociais muito foi bem discutido no artigo de Russel Beale, há alguns anos (Beale, 2005). De lá para cá, capacidades computacionaiss se associaram aos novos aparelhos, inclusive pads e tablets, potencializando ainda mais aplicações úteis para as redes sociais. Assim, através do uso estratégico dessas capacidades computacionais móveis (celulares, pads, tablets), partimos da hipótese de que uma comunidade poderá monitorar, avaliar e ajudar nas decisões a serem tomadas sobre onde e como modificar, de maneira econômica e melhor, o espaço urbano ocupado por ela (Souza, R. C., 2010). 

2.3. Contribuição no avanço teórico da análise de espaços urbanos.

Como mencionado, a presente pesquisa propõe a conjunção da análise configuracional do espaço urbano com a análise dos registros das situações críticas que refletem o aspecto social, econômico e cultural da população, através do software a ser desenvolvido. Igualmente, mencionamos que por análise configuracional urbana entendemos a aplicação dos conceitos desenvolvidos por  Bill Hillier e demais pesquisadores (Hillier, 1984; Hillier, 1993; Hillier, 1996) nos trabalhos internacionais da teoria “Space Syntaxâ€?. Esses conceitos se desdobram em procedimentos analíticos tais como a análise das linhas axiais dos espaços abertos, a análise das medidas de integração, a análise dos núcleos integradores, a análise do movimento natural de pedestres, a análise da conectividade e a análise da integração local e das centralidades locais. Acreditamos que a soma dessas análises ao estudo dos registros de incidentes urbanos, feitas pela população com o software, poderá fazer avançar a visão que conecta o fato da cidade como ordenação física e a presença dinâmica das atividades humanas como um fato.

  1. Objetivos e metas a serem alcançados

 

3.1. Objetivo geral 

O objetivo geral dessa pesquisa é produzir um aplicativo para telefone celular, pads e tablets, de distribuição gratuita, que permita o registro e a georeferência de condições ambientais críticas percebidas in locu pelo habitante/usuário de determinado setor urbano a ser escolhido. Como foi anteriormente mencionado, essas condições críticas são conflitos entre atividades urbanas e a falta de elementos espaciais que lhes dêem suporte. Esse registro será enviado a um computador que armazenará os dados (servidor), e esses dados poderão ser monitorados, para ativar, se necessário, os serviços especiais como vigilância policial, assistência paramédica, corpo de bombeiros, dentre outros. Também os outros habitantes/usuários que estiverem no setor urbano poderão ver, através de seus telefones e tablets, as informações registradas pelos demais, e poderão tomar decisões com o auxílio delas. Assim, suprindo a ausência de dispendiosos sensores, câmeras, etiquetas eletrônicas e outros dispositivos para sentir as mudanças  que ocorrerem nos lugares urbanos, o habitante/usuário ficará a cargo de ser, ele mesmo, o sensor e também comentarista das situações ambientais críticas a que tiver sendo exposto ou estiver presenciando.

 

3.2. Objetivos Específicos

3.2.1. Rede Social de monitoração do meio ambiente

Criar uma rede social para web, visível e interativa, a partir de celulares, pads e tablets, de forma a permitir que os habitantes/usuários do setor urbano em estudo incluam em suas interações e conversas o registro e comentário sobre as questões ambientais críticas. Da mesma forma que se percebeu que a socialização em rede é eficaz para o “e-commerceâ€?- considerando que nós consumimos socialmente e que o aconselhamento de um produto por amigos é algo positivo para nossa segurança  (Ecommerceorg, 2012) – acreditamos que também a socialização da monitoração ambiental será motivada pela rede formada por pessoas de um determinado setor urbano, incutindo nelas a habilidade de observar e a responsabilidade de cuidar desse setor.

3.2.2. Preditibilidade dada por registros e estudos configuracionais

Através de estudos configuracionais da área urbana em questão, pretende-se verificar a igualdade ou desigualdade, distribuição e relação das categorias dos registros feitos pelas pessoas, buscando compreender a temporalidade dos lugares, ou seja, o modo como se dão suas transformações e para o quê um estado inicial pode evoluir. Em outras palavras pretende-se verificar suas mudanças e as consequências delas como antecipações do futuro;

3.2.3. Estudo comparativo da configuração e aspectos socioeconômicos e culturais

Através do estudo da rede social formada, pretende-se verificar sua correlação com os estudos configuracionais, pela análise dos emissores de registros, sua georeferência e algumas de suas características que podem ser tomadas como reflexo de sua condição social, econômica e cultural.

 

  1. Metodologia a ser empregada

 

O quadro teórico que enquadra o emprego das teorias do “Space Syntaxâ€? é amplamente difundido no meio especializado, e irá embasar as análises como método dessa pesquisa. Somamos a ele o quadro teórico que diz respeito à Computação Ambiental, como se descreve abaixo, para compor o conjunto de métodos da pesquisa.

 

 

4.1. Quadro Teórico

De acordo com Souza (2008), os componentes e os serviços de TI podem servir para sentir os lugares urbanos, representá-los e atuar sobre eles. Inspirando-se na classificação de Mark Weiser (1993) e de Shaffer (1999) – que enumera os componentes e serviços de TI num sistema Ubíquo – Souza (2008) baseou-se em Mccullough(2004) para categorizar esses componentes e serviços, atribuindo-lhes funções imbricadas no espaço urbano. Criou, assim, uma topologia dos dispositivos eletrônicos. Os componentes da computação ambiental então seriam:

 

  • Os componentes capazes de sentir o lugar: aqueles que detectam modificações na área interna do lugar (mudança de qualquer tipo de energia) difundindo esse registro para outros dispositivos conectados em rede. Eles incluem os microprocessadores, os sensores, as etiquetas eletrônicas (tags) e as conexões para a comunicação.
  • Os componentes para atuar no lugar: um grupo de elementos que interfere fisicamente no ambiente. Eles liberam algum tipo de energia e alguns possuem mecanismos capazes de provocar ações automáticas. São eles os servomecanismos (actuators), os processos de controle e a extensa variedade de telas (displays).
  • Os componentes para representar o lugar: são um grupo de elementos, dentre eles os softwares, capazes de permitir o ajuste de todos os sistemas de TI integrados no lugar, através da simulação por algum tipo de modelo. Eles permitem predizer padrões de modificação no ambiente e incluem as técnicas de determinação de pontos fixos, o projeto de modelos de software e todos os processos de sintonização e ajuste dos sistemas mecânicos e eletrônicos implantados.

Figura 1: ELEMENTOS REPRESENTATIVOS DA UBICOMP  (Shaffer, 1999)

Souza(2008) relacionou a topologia do lugar com a potencialidade de os componentes e serviços modificarem positivamente as qualidades da cena urbana. Um grupo de tabelas foi utilizado para isso, como se vê na amostra abaixo.

Figura 2: TRECHO DA TABELA QUE RELACIONA COMPONENTES E SERVIÇOS DE TI E AS QUALIDADES DO LUGAR, (Souza, 2008)

As qualidades dos lugares urbanos, vistas no topo da tabela acima, resumidamente são:

  • A Territorialidade, o processo através do qual uma área interna é mantida, preservando e protegendo um grupo social. As ações dos indivíduos com esse propósito são comportamentos territoriais. Essa qualidade é atribuída pelas pessoas quando elas geram marcas, identificam os limites, limitam o interior e conseguem entender suas próprias marcas e códigos territoriais;
  • A Privacidade, ou seja, o controle seletivo da informação. Pode ser descrita como um controle interpessoal dos eventos, ora permitindo a participação social, ora inibindo-a. Níveis desejáveis de privacidade são estabelecidos por meio dos elementos espaciais e por meio de comportamentos individuais;
  • A Identidade, qualidade que é atribuída a partir dos aspectos gerais que permitem reconhecer a unidade do lugar, servindo como base para a consolidação de valores, crenças e idéias individuais e coletivas. Individualmente, ela promove a distinção entre as pessoas, e coletivamente, ela provê elementos físicos e culturais que os indivíduos reconhecem como padrões, permitindo à pessoa e ao grupo se integrarem ao lugar.
  • A Ambiência, que é a qualidade relacionada a todos os eventos que tornam o lugar aprazível, tangendo dimensões subjetivas através das quais os indivíduos experimentam o lugar. Essa qualidade surge também através dos modos objetivos com os quais o lugar é mantido e preservado, tendo conforto ambiental e permitindo ajustes para o bem estar individual.

A topologia dos elementos da Computação Ambiental ancora-se nos elementos espaciais do lugar, permitindo que eles sejam entendidos como informação e que o sistema implantado organize essa informação adequadamente, resolvendo conflitos entre atividades e os elementos espaciais que as ancoram. Assim, as qualidades descritas buscam ser atingidas por elementos aplicados no espaço. A figura abaixo mostra a topologia, explicitando sua relação com as qualidades. Esses elementos do lugar podem ser sumarizados como arranjos topológicos de eventos que ocorrem no mundo urbano. Eventos são os resultados das interações entre as pessoas e o espaço, num contínuo processo de ajuste, através do qual os distúrbios são minimizados. Sumariamente, os elementos dessa topologia podem ser resumidos em:

Figura 3: TOPOLOGIA DOS ELEMENTOS DO LUGAR E DOS COMPONENTES DA TI, (Souza, 2008)

  • Centralidade (1);
  • Direções internas (3 e 4);
  • Fechamentos (5);
  • Ã?rea interna (2);
  • Entradas (6).

A qualificação de um lugar, portanto, se faz por meio desses elementos, que informam sobre cada característica dos eventos no espaço. Assim, na figura anterior, uma área interna (2) é definida pela delimitação de um espaço, antes indefinido, criando um interior e separando-o do exterior, qualificando o lugar com territorialidade.

Essa delimitação pode implicar na criação de um fechamento (5) cuja visibilidade, desde o exterior, permite que as pessoas qualifiquem o lugar com identidade e, ao controlar o que pode ser visto ou não, o qualifiquem também com privacidade.

A apropriação, com o uso, irá conferir centralidade (4), que significa um conjunto de centros de interesse cuja organização permite a criação de hierarquias de eventos facilitando a orientação e identidade. Os eventos do interior podem estar alinhados significativamente, criando direções internas (3), que também contribuem para a identidade.

O modo como as pessoas se apropriam do interior criado, mantendo-o e preservando-o, permite que elas qualifiquem o lugar com ambiência.

As conexões com o exterior são controladas por entradas (6), que contribuem para a privacidade, sendo que as características formais dessas entradas contribuem para a identidade do lugar.

Só conseguiremos determinar algum tipo de solução para os conflitos entre atividades e elementos espaciais faltantes ou estragados quando o conflito for visível, ou seja,  conspícuo – como diria Heidegger (1962) . Quando o “equipamentoâ€?, que é, nesse caso, o espaço urbano, retroceder a seus elementos naturais não dando mais suporte ao habitar humano e às suas atividades, aí então ele se destacará como coisa visível. Para isso então nossa pesquisa propõe o registro desses conflitos em rede.

 

4.2. Quadro Metodológico e suas etapas

Escolheremos uma área urbana de certa simplicidade, para garantir que nossa observação conterá a menor quantidade de interferências fora do alcance do nosso tema. O método a ser empregado é o estudo de caso, pois o fenômeno pesquisado é indivorciável da realidade observada, portanto, de impossível reconstituição laboratorial forçando-nos a sempre a retomar a reflexão sobre as suas relações com os demais contextos.

As etapas que se seguem constituem os passos metodológicos dessa pesquisa, especificando também os aspectos técnicos necessários:

  1. Escolha de um recorte urbano na cidade de Belo Horizonte e de um repertório de condições ambientais críticas que posssam potencialmente ocorrer na área urbana escolhida. Baseado no quadro teórico apresentado anteriormente, esse repertório será organizado como uma lista de conflitos interferentes nas qualidades do lugar, a saber, territorialidade, privacidade, identidade e ambiência. Esses conflitos contituirão um menu prévio que aparecerá quando o usuário tocar sobre o mapa da região e permitirá que ele especifique outros detalhes se quiser, inclusive fotos;
  2. Análise configuracional do setor urbano, segundo Hillier e a teoria do “Space Syntaxâ€?. Implementaremos essas análises com os conceitos de Isovista de Turner (2001), estudando a representação dos ângulos visuais a partir de determinados pontos no espaço. Para tanto utilizaremos o software DepthMap livremente distribuído pela Bartlett (Bartlett, 2012), University College of London, e adaptaremos o software livre Google SketchUp, para o cálculo das isovistas em três dimensões;

III. Elaboração de um “Mock-upâ€? para o software a ser desenvolvido visando o registro de situações ambientais críticas. Depois disso, ocorrerá o desenvolvimento do aplicativo para Apple Iphone, Apple Ipod e  Apple Ipad utilizando o sistema operacional Os 6.1 e o software Xcode 4.1 para compilação do aplicativo na linguagem Objetive-C em computadores Imac. Justificamos a escolha dessa plataforma pela sua reconhecida pervasividade de produtos e serviços. Uma vez que nosso grupo de pesquisa obteve da Apple a assinatura livre para o desenvolvimento de aplicativos acadêmicos, a distribuição do aplicativo gerado será também gratuita e feita com grande facilidade pelo Applestore Brasileiro (loja de aplicativos para os dispositivos Apple);

  1. Elaboração de versão Web para visualização dos registros de estados ambientais críticos sobre um mapa do setor urbano escolhido através da internet.
  2. Teste do sistema gerado, com sua monitoração em um grupo de pessoas envolvidas com a área urbana escolhida.
  3. Correção da interface e dos códigos do aplicativo para o seu ajuste às observações anotadas pelo grupo de pessoas que o testaram.

VII. Coleta de dados dos registros e usuários durante um período de tempo proporcional ao prazo do projeto. Esta etapa visa informar os principais estados críticos ambientais e classificar seus registradores para posterior análise.

VIII. Análise final que compreende a comparação das conclusões da análise configuracional, da análise da rede montada e da incidência dos estados críticos do meio ambiente. Pretende-se verificar a possibilidade de uso dessas três análises como um quadro teórico inovador mais do que chegar à uma conclusão sobre o estado ambiental do setor urbano estudado. Isso está de acordo com a idéia de que os fenômenos registrados são dinâmicos e devem ser compreendidos de acordo com as transformações recursivas entre espaços e atividades urbanas. Ao mesmo tempo, isso permitirá o encaminhamento de futuras pesquisas para a instrumentalização do design e projeto urbano com a Computação Ambiental.

 

  1. Principais contribuições científicas ou tecnológicas da proposta

Em primeiro lugar, destacamos que o contexto de criação do software proposto requer a aproximação da Computação voltada para a análise configuracional do espaço urbano e da Computação Ambiental. Ao mesmo tempo, esclarecemos nossa intenção de atingir um enquadramento teórico que contribua para a compreensão desses dois fenômenos, a saber, a ordenação física de um setor urbano e a sua recursiva interferência sobre as condições sociais, econômicas e culturais da população que nele vive.

Em segundo lugar, entendemos que os resultados poderão possivelmente contribuir com a análise configuracional, somando a ela as conclusões do trabalho feito e aprimorando o trabalho do “space syntaxâ€?, que vem já sendo testado em todo mundo, com sucesso, há mais de 20 anos.

Em terceiro lugar, o aplicativo a ser criado juntamente com o servidor e o setor urbano constituem uma tecnologia para gestão ambiental que poderá ser futuramente implementada. Por exemplo, a monitoração por câmera fixas e sensores poderá ser associada ao sistema, e dispositivos atuadores como cancelas, luzes de segurança e alarmes sonoros poderão ser acionados de acordo com as interações da rede. Ou seja, essa tecnologia de gestão ambiental poderá ser adaptada para setores urbanos maiores, de maior complexidade.

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Dissertações no período:

Autora: Riane Ricceli

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