TU Wien:Socially Embedded Computing VU (Ganhör)/Stoffzusammenfassung SS14-Technologien

Technologie soll dem Menschen nicht im Weg sein. Optimale Technologie daher:

• keine Nutzungsbeschränkung
• Nutzer können beitreten und aufhören ohne Ankündigung
• Sensoren und Physische Interfaces
• neue HCI(Systeme und Paradigmen)

kurz keine Buttons, Kabel, …

Table Computing

Tangible User Interface(TUI): Input mittels Objekten die man platzieren kann. Feedback so natürlich wie möglich am bzw rund um das Objekt. 2 Feeback Schleifen:

1. unmittelbares haptisches Feedback
2. durch digitale Berechnungen über Video, Audio, sonstiges Feedback

Bsp: reacTable, URP(Architekten Model Visualisierung)

Tangible Query Interface: Gleiches Prinzip man fragt Information ab Bei Touchscreens über Gestures(Move, Zoom, Rotate 2D und 3D) gibt aber auch Handfigurerkennung (ähnlich Leap Motion oder Schere, Stein, Papier - "Rock & Rails"), in-air pointing, Table-top Methaphern (Magnet = "anziehen", Snippen = "wegkicken")

Eigenschaften:

• kollaborativ
• kommunikativ
• einfach zu benutzen
• spielerisch
• tangible und Gesten
• Vorder-(Objekte, …) und Hintergrund

Tangible Computing

Computer in die reale Welt über materielle Realisierung von Computerschnittstellen holen. Möglichkeit zur körperlichen, haptischen Interaktion

Fragen

• Wie kann ich Raum verändern
• Körper wird Referenz der Interaktion
• materielle und physische Einschränkungen

Sehr reaktiv und frei. Dadurch

• kein einzelner Ort der Kontrolle und Interaktion
• Zusammenspiel verschiedener Geräte und Objekten
• nicht sequentiell
• Interaktionsreihenfolge nicht vorgegeben
• gezielter Einsatz von Form und Merkmalen

Tangible User Interfaces

Symbolische/linguistische Kommandos, Ikonische Repräsentation (Icons mit Bedeutung), Haptische/taktile Interaktion. Simulation von Haptik erfordert enormen Aufwand (Tastsinn ist einziger aktiver Sinn - Wahrnehmen und Agieren).

"Herkömmliche Technik": Reduktion auf "point and click"

Bsp: Marble Answering Machine, AlgoBlocks, Topobo, Navigational Blocks (Kiosk-Navigation für Museen), Tangible Video Editor, LightBeam (projiziert Information auf RL Objekte)

Alles von Objekten (heißt auch Token) wo hinstellen, rotieren usw bis hin zu Zusammenstecken von Objekten und Touch und Gestenbedinung. 2 Phasen: assoziieren(Objekt hinstellen auf das Interface) und Manipulieren(rotieren, verschieben usw …)

Klassifikation

• Interaktive Oberfläche – Touchscreen
• Konstruierendes Zusammensetzen – Zusammenstecken von Dingen
• Token & Constraint – Objekte Platzieren und Manipulieren

Stärken

• greifbares denken
• kollaboration
• Gesten
• räumliches Bewusstsein
• Muskelgedächtnis

Grenzen

• skalierbarkeit
• Kosten
• Erschoepfung bei Benutzen
• keine Erfahrung
• Deviceabhaengig

Wichtige Faktoren

• Performanz
• Robustheit
• Skalierbarkeit
• Portability
• Setup
• Aesthetik
• Kosten

Tradeoffs

• Expressive Power - welche Aufgaben innerhalb des Anwendungsbereiches
• Efficiency
• Versatility - viele Aufgaben unterschiedlicher Bereiche
• Ergonomics - ohne Verletzung oder Ermüdung
• Accessibility - unterschiedliche Fähigkeiten berücksichtigen
• Practicality - einfach zu entwickeln/produzieren

Benutzer können Aufgaben in der Anwendung sehr schnell und ergonomisch lösen. Für andere Aufgaben werden andere Systeme benötigt.

Input/Output

            +-----------+
input  -->  | black box |  -->  output
  ^         +-----------+          |
  |                                |
  +--         feedback          <--+

• Ablenkung der User
• Anleitung notwendig?
• Eine Gerät für alles versus ein Gerät für eine Aufgabe
• Menschliche Sinne
• Muskelgedächtnis, Ermüdung
• Kulturelle Unterschiede und Hausverstand
• gleiches bedeutet gleiches
• Fehlbedienung/human error

Verschiedene Phasen des Inputs: Ruheposition - hinbewegen - Event auslösen - weg bewegen - Ruheposition

z.B.: BMW iDrive (Ablenkung), Drücken/Ziehen an Türen, Aufzugs-Bedienelement, Ziffernblock Telefon vs. Keyboard, WristCam, Disney "Touche"

Mobile Phones

• kleiner Screen/Tastatur ist Limitierung

  Output: größere Bildschirme, pico projectors

  Input: Multitouch, Sensoren

• alternative Modalitäten

  Output: hörbar, taktil, stereoskopic/3D

  Input: Sprache, Gesten, Druck

• Notwendigkeit zur Interaktion minimieren

  Kontext: Standort, Kalender, Bluetooth

  Objekte: RFID, 2D Barcodes

z.B.: Mobile Phone Gestures (Accelerometer-Gesten), Occluded Items (Bedienung "von hinten"), Durch aneinanderlegen von Devices aber auch viele Möglichkeiten (Context Displays)

Input per Gesten (Uni Strokes "Alphabet" – bedeutet Start -> Linie ziehen ohne Absetzen -> Ende ist Absetzen)

Mobile Payment

Muss zuverlässig, sicher und Unabhängig von einzelnen Abwicklungen sein.

• Pico Payment – einstelliger Cent bereich
• Micro Payment – 10Cent bis 5 EUR
• Macro Payment – mehr als 5EUR

Funktioniert über Telefonrechnung(Abo, Providermodell, Mehrwertnummer, …) oder eigenes Konto(Webkonto oder andere firmenspezifische Modelle)

Mobilität

Wichtige Aspekte sind Tragbarkeit(Daten mitnehmen), Datenintegrität, Datenzugriff, Mitarbeiterzufriedenheit(komfortabler, einfacher, …) und Kundenzufriedenheit(einfache, schnelle Bedienung)

Anwendungsgebiete:

• Logistik – Paketverfolgung oder Lagermanagement
• Industrie – Fliessband, Produktverfolgung
• Handel – Warenentnahme, Versand
• DIenstleistungen – Fahrscheine
• Gastronomie – Bestellannahme

Technolgien

• RFID(Inventur, Warenuebernahme, …)
• Bluetooth
• Zigbee(Designziele – klein, billig, extrem wenig Stromverbrauch)
• GSM, GPRS und EDGE(In Zellen aufgeteilt, jede Zelle eine Base Transceiver Station – BTS. Zellen über Base Station Controller verbunden. Identifikation mittels SIM. Viele Erweiterungen: GPRS, EDGE, …; Sicherheitsluecken)

Wegen Stromverbrauch Batterien notwendig. Unterschiedliche Batterietypen mit unterschiedlichen Charakteristika(Memory Effekt, Selbstentladung, …)

Persuasive Computing

Will Benutzer zu etwas motivieren (Verhaltensänderung, Meinungen ändern, Awareness, schlechte Angewohnheiten, ...)

Anwendung bei Healthcare, Safety, Community Involvement, Personal Improvement, Education, raising awareness of particular issue. Bsp: Schrittzähler, “Study Buddy” – gratuliert und postet Erfolg nach dem Lernen, Foursquare(Badges, Titel wenn man oft am gleichen Ort war, usw)

Agenten

Sollen situationsgerecht Hilfen oder Information anbieten beziehungsweise Aufgaben automatisch ausführen.

Verschiedene Stufen

• keine Hilfe anbieten
• Alternativen anbieten
• Computer wählt Lösung und fragt User nach Zustimmung
• Computer erlaubt Ablehnung vor automatischer Ausführung
• Computer führt automatisch aus und informiert danach
• Computer führt automatisch aus und informiert wenn gefragt
• Computer macht alles ohne Benutzer zu informieren

Sozialer Eingliederung

• Socially situated – nimmt wahr und reagiert auf soziale Umwelt
• Socially perceptive – ist passiv aber lernt von sozialen Interaktionen(learning by limitation)
• Socially embedded – interagiert mit anderen Agenten und Menschen. Kenn menschliche Strukturen
• Socially intelligent / sociable: sucht sozialen Kontakt mit Menschen wegen interner Ziele

Verschiedene Aussagen:

Menschen wollen in Kontrolle sein und Aktionen rückgängig machen können. Anthropomorphic oder soziale interfaces sind nicht die Zukunft der Computer Aufgaben werden immer Komplexer dadurch Agenten notwendig Agenten helfen bei Abarbeitung von Aufgaben …

Privacy

“... technologists cannot simply leave the social and ethical questions to other people, because the technology directly affects these matters.” Berners-Lee, 2000

Behaviour Harvesting durch Agenten und Tools usw… Agenten vs Privacy

Sensoren

phys. Größe     +--------+     elektr. Größe
--------------> | SENSOR | ------------------->
                +--------+
                   ^
                   | Hilfsenergie

Messen etwas

• Geometrische Größen: Position, Abstand, Winkel, Richtung, Füllstand
• Bewegungsgrößen: Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehfrequenz
• Kräfte: Kraft, Druck, Spannung, Drehmoment, Härte
• Chemische Größen: ph – Wert, Anteil von Stoffen, Anwesenheit von Stoffen
• Sonsitge: Lichtdichte, elektrisches Potential, magnetische Induktion, …

Analog / Digital

Charakteristika: Auflösung, Genauigkeit, Sample Rate, Verzögerung, Range, Noise, Reliability, Cost

Filter: Low-Pass(tiefe Frequenzen gehen durch), High-Pass(hohe gehen durch), Band-Pass(Frequenzintervall geht durch)

z.B.: SleepCycle (Weckzeit je nach Schlafzyklus)