Enhancing interaction in mixed reality

With continuous technological innovation, we observe mixed reality emerging from research labs into the mainstream. The arrival of capable mixed reality devices transforms how we are entertained, consume information, and interact with computing systems, with the most recent being able to present synthesized stimuli to any of the human senses and substantially blur the boundaries between the real and virtual worlds. In order to build expressive and practical mixed reality experiences, designers, developers, and stakeholders need to understand and meet its upcoming challenges. This research contributes a novel taxonomy for categorizing mixed reality experiences and guidelines for designing mixed reality experiences. We present the results of seven studies examining the challenges and opportunities of mixed reality experiences, the impact of modalities and interaction techniques on the user experience, and how to enhance the experiences. We begin with a study determining user attitudes towards mixed reality in domestic and educational environments, followed by six research probes that each investigate an aspect of reality or virtuality. In the first, a levitating steerable projector enables us to investigate how the real world can be enhanced without instrumenting the user. We show that the presentation of in-situ instructions for navigational tasks leads to a significantly higher ability to observe and recall real-world landmarks. With the second probe, we enhance the perception of reality by superimposing information usually not visible to the human eye. In amplifying the human vision, we enable users to perceive thermal radiation visually. Further, we examine the effect of substituting physical components with non-functional tangible proxies or entirely virtual representations. With the third research probe, we explore how to enhance virtuality to enable a user to input text on a physical keyboard while being immersed in the virtual world. Our prototype tracked the user’s hands and keyboard to enable generic text input. Our analysis of text entry performance showed the importance and effect of different hand representations. We then investigate how to touch virtuality by simulating generic haptic feedback for virtual reality and show how tactile feedback through quadcopters can significantly increase the sense of presence. Our final research probe investigates the usability and input space of smartphones within mixed reality environments, pairing the user’s smartphone as an input device with a secondary physical screen. Based on our learnings from these individual research probes, we developed a novel taxonomy for categorizing mixed reality experiences and guidelines for designing mixed reality experiences. The taxonomy is based on the human sensory system and human capabilities of articulation. We showcased its versatility and set our research probes into perspective by organizing them inside the taxonomic space. The design guidelines are divided into user-centered and technology-centered. It is our hope that these will contribute to the bright future of mixed reality systems while emphasizing the new underlining interaction paradigm.Mixed Reality (vermischte Realitäten) gehen aufgrund kontinuierlicher technologischer Innovationen langsam von der reinen Forschung in den Massenmarkt über. Mit der Einführung von leistungsfähigen Mixed-Reality-Geräten verändert sich die Art und Weise, wie wir Unterhaltungsmedien und Informationen konsumieren und wie wir mit Computersystemen interagieren. Verschiedene existierende Geräte sind in der Lage, jeden der menschlichen Sinne mit synthetischen Reizen zu stimulieren. Hierdurch verschwimmt zunehmend die Grenze zwischen der realen und der virtuellen Welt. Um eindrucksstarke und praktische Mixed-Reality-Erfahrungen zu kreieren, müssen Designer und Entwicklerinnen die künftigen Herausforderungen und neuen Möglichkeiten verstehen. In dieser Dissertation präsentieren wir eine neue Taxonomie zur Kategorisierung von Mixed-Reality-Erfahrungen sowie Richtlinien für die Gestaltung von solchen. Wir stellen die Ergebnisse von sieben Studien vor, in denen die Herausforderungen und Chancen von Mixed-Reality-Erfahrungen, die Auswirkungen von Modalitäten und Interaktionstechniken auf die Benutzererfahrung und die Möglichkeiten zur Verbesserung dieser Erfahrungen untersucht werden. Wir beginnen mit einer Studie, in der die Haltung der nutzenden Person gegenüber Mixed Reality in häuslichen und Bildungsumgebungen analysiert wird. In sechs weiteren Fallstudien wird jeweils ein Aspekt der Realität oder Virtualität untersucht. In der ersten Fallstudie wird mithilfe eines schwebenden und steuerbaren Projektors untersucht, wie die Wahrnehmung der realen Welt erweitert werden kann, ohne dabei die Person mit Technologie auszustatten. Wir zeigen, dass die Darstellung von in-situ-Anweisungen für Navigationsaufgaben zu einer deutlich höheren Fähigkeit führt, Sehenswürdigkeiten der realen Welt zu beobachten und wiederzufinden. In der zweiten Fallstudie erweitern wir die Wahrnehmung der Realität durch Überlagerung von Echtzeitinformationen, die für das menschliche Auge normalerweise unsichtbar sind. Durch die Erweiterung des menschlichen Sehvermögens ermöglichen wir den Anwender:innen, Wärmestrahlung visuell wahrzunehmen. Darüber hinaus untersuchen wir, wie sich das Ersetzen von physischen Komponenten durch nicht funktionale, aber greifbare Replikate oder durch die vollständig virtuelle Darstellung auswirkt. In der dritten Fallstudie untersuchen wir, wie virtuelle Realitäten verbessert werden können, damit eine Person, die in der virtuellen Welt verweilt, Text auf einer physischen Tastatur eingeben kann. Unser Versuchsdemonstrator detektiert die Hände und die Tastatur, zeigt diese in der vermischen Realität an und ermöglicht somit die verbesserte Texteingaben. Unsere Analyse der Texteingabequalität zeigte die Wichtigkeit und Wirkung verschiedener Handdarstellungen. Anschließend untersuchen wir, wie man Virtualität berühren kann, indem wir generisches haptisches Feedback für virtuelle Realitäten simulieren. Wir zeigen, wie Quadrokopter taktiles Feedback ermöglichen und dadurch das Präsenzgefühl deutlich steigern können. Unsere letzte Fallstudie untersucht die Benutzerfreundlichkeit und den Eingaberaum von Smartphones in Mixed-Reality-Umgebungen. Hierbei wird das Smartphone der Person als Eingabegerät mit einem sekundären physischen Bildschirm verbunden, um die Ein- und Ausgabemodalitäten zu erweitern. Basierend auf unseren Erkenntnissen aus den einzelnen Fallstudien haben wir eine neuartige Taxonomie zur Kategorisierung von Mixed-Reality-Erfahrungen sowie Richtlinien für die Gestaltung von solchen entwickelt. Die Taxonomie basiert auf dem menschlichen Sinnessystem und den Artikulationsfähigkeiten. Wir stellen die vielseitige Verwendbarkeit vor und setzen unsere Fallstudien in Kontext, indem wir sie innerhalb des taxonomischen Raums einordnen. Die Gestaltungsrichtlinien sind in nutzerzentrierte und technologiezentrierte Richtlinien unterteilt. Es ist unsere Anliegen, dass diese Gestaltungsrichtlinien zu einer erfolgreichen Zukunft von Mixed-Reality-Systemen beitragen und gleichzeitig die neuen Interaktionsparadigmen hervorheben

Migrating characters: effective user guidance in instrumented environments

The work at hand deals with the conceptual design as well as with the realization of virtual characters, which, unlike previous works in this research area, are not limited to a use in virtual worlds. The presented Migrating Character approach on the contrary allows virtual characters to act and interact with the physical world. Different technical solutions allowing a Migrating Character to move throughout physical space, either completely autonomously or in conjunction with a user, are introduced and discussed as well as resulting implications for the characters behavior. While traditional virtual characters are acting in a well defined virtual world, Migrating Characters need to adapt to changing environmental setups in a very flexible way. A Migrating Character must be capable of determining these environmental changes by means of sensors. Furthermore, based on this data, an adequate adaptation of the characters behavior has to be realized. Apart from a theoretical discussion of the necessary enhancements of a virtual character when taking the step from virtual to real worlds, different exemplary Migrating Character implementations are introduced in the course of the work.Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem konzeptuellen Entwurf und der technischen Realisierung von virtuellen Charakteren, die im Gegensatz zu bisherigen Arbeiten auf diesem Gebiet nicht auf den Einsatz in virtuellen Welten beschränkt sind. Der vorgestellte Migrating Character Ansatz erlaubt virtuellen Charakteren vielmehr in der physikalischen Welt zu agieren und zu interagieren. Verschiedene technische Lösungen, welche es einem Migrating Character ermöglichen sich in der physikalischen Welt autonom bzw. in Abhängigkeit vom Benutzer zu bewegen, sind ebenso Gegenstand der Arbeit wie eine ausführliche Diskussion der daraus für das Verhalten des virtuellen Charakters resultierenden Implikationen. Während sich traditionelle virtuelle Charaktere in einer wohl definierten virtuellen Umgebung bewegen, muss ein Migrating Character flexibel auf sich ändernde Umgebungsbedingungen reagieren. Aus sensorischer Sicht benötigt ein Migrating Character also die Fähigkeit eine sich ändernde physikalische Situation zu erkennen. Basierend auf diesen Daten muss weiterhin eine adäquate Anpassung des Verhaltens des Migrating Characters geschehen. Neben einer theoretischen Diskussion der notwendigen Erweiterungen eines virtuellen Charakters beim übergang von virtueller zu realer Umgebung werden auch exemplarische Migrating Character Implementierungen vorgestellt

Multiple View Texture Mapping: A Rendering Approach Designed for Driving Simulation

Simulation provides a safe and controlled environment ideal for human testing [49, 142, 120]. Simulation of real environments has reached new heights in terms of photo-realism. Often, a team of professional graphical artists would have to be hired to compete with modern commercial simulators. Meanwhile, machine vision methods are currently being developed that attempt to automatically provide geometrically consistent and photo-realistic 3D models of real scenes [189, 139, 115, 19, 140, 111, 132]. Often the only requirement is a set of images of that scene. A road engineer wishing to simulate the environment of a real road for driving experiments could potentially use these tools. This thesis develops a driving simulator that uses machine vision methods to reconstruct a real road automatically. A computer graphics method called projective texture mapping is applied to enhance the photo-realism of the 3D models[144, 43]. This essentially creates a virtual projector in the 3D environment to automatically assign image coordinates to a 3D model. These principles are demonstrated using custom shaders developed for an OpenGL rendering pipeline. Projective texture mapping presents a list of challenges to overcome, these include reverse projection and projection onto surfaces not immediately in front of the projector [53]. A significant challenge was the removal of dynamic foreground objects. 3D reconstruction systems create 3D models based on static objects captured in images. Dynamic objects are rarely reconstructed. Projective texture mapping of images, including these dynamic objects, can result in visual artefacts. A workflow is developed to resolve this, resulting in videos and 3D reconstructions of streets with no moving vehicles on the scene. The final simulator using 3D reconstruction and projective texture mapping is then developed. The rendering camera had a motion model introduced to enable human interaction. The final system is presented, experimentally tested, and future potential works are discussed

Calibration de systèmes de caméras et projecteurs dans des applications de création multimédia

Ce mémoire s'intéresse à la vision par ordinateur appliquée à des projets d'art technologique. Le sujet traité est la calibration de systèmes de caméras et de projecteurs dans des applications de suivi et de reconstruction 3D en arts visuels et en art performatif. Le mémoire s'articule autour de deux collaborations avec les artistes québécois Daniel Danis et Nicolas Reeves. La géométrie projective et les méthodes de calibration classiques telles que la calibration planaire et la calibration par géométrie épipolaire sont présentées pour introduire les techniques utilisées dans ces deux projets. La collaboration avec Nicolas Reeves consiste à calibrer un système caméra-projecteur sur tête robotisée pour projeter des vidéos en temps réel sur des écrans cubiques mobiles. En plus d'appliquer des méthodes de calibration classiques, nous proposons une nouvelle technique de calibration de la pose d'une caméra sur tête robotisée. Cette technique utilise des plans elliptiques générés par l'observation d'un seul point dans le monde pour déterminer la pose de la caméra par rapport au centre de rotation de la tête robotisée. Le projet avec le metteur en scène Daniel Danis aborde les techniques de calibration de systèmes multi-caméras. Pour son projet de théâtre, nous avons développé un algorithme de calibration d'un réseau de caméras wiimotes. Cette technique basée sur la géométrie épipolaire permet de faire de la reconstruction 3D d'une trajectoire dans un grand volume à un coût minime. Les résultats des techniques de calibration développées sont présentés, de même que leur utilisation dans des contextes réels de performance devant public.This thesis focuses on computer vision applications for technological art projects. Camera and projector calibration is discussed in the context of tracking applications and 3D reconstruction in visual arts and performance art. The thesis is based on two collaborations with québécois artists Daniel Danis and Nicolas Reeves. Projective geometry and classical camera calibration techniques, such as planar calibration and calibration from epipolar geometry, are detailed to introduce the techniques implemented in both artistic projects. The project realized in collaboration with Nicolas Reeves consists of calibrating a pan-tilt camera-projector system in order to adapt videos to be projected in real time on mobile cubic screens. To fulfil the project, we used classical camera calibration techniques combined with our proposed camera pose calibration technique for pan-tilt systems. This technique uses elliptic planes, generated by the observation of a point in the scene while the camera is panning, to compute the camera pose in relation to the rotation centre of the pan-tilt system. The project developed in collaboration with Daniel Danis is based on multi-camera calibration. For this studio theatre project, we developed a multi-camera calibration algorithm to be used with a wiimote network. The technique based on epipolar geometry allows 3D reconstruction of a trajectory in a large environment at a low cost. The results obtained from the camera calibration techniques implemented are presented alongside their application in real public performance contexts

Plan-based proactive computing

Thesis (S.M.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 2003.Includes bibliographical references (leaves 81-88).This electronic version was submitted by the student author. The certified thesis is available in the Institute Archives and Special Collections.As the field of ubiquitous computing (ubicomp) has matured, the issue of how ubicomp applications should make use of all the devices available to them has not received much attention. We address this issue by presenting a plan-based execution model for creating proactive ubiquitous computing applications. Three applications, each from different domains, were built using this paradigm. These applications demonstrate how knowledge of a person's plan can be used to proactively assist that person. This thesis also discusses the benefits this paradigm provides application developers.by Gary Wail Keung Look.S.M

Interacting "Through the Display"

The increasing availability of displays at lower costs has led to a proliferation of such in our everyday lives. Additionally, mobile devices are ready to hand and have been proposed as interaction devices for external screens. However, only their input mechanism was taken into account without considering three additional factors in environments hosting several displays: first, a connection needs to be established to the desired target display (modality). Second, screens in the environment may be re-arranged (flexibility). And third, displays may be out of the user’s reach (distance). In our research we aim to overcome the problems resulting from these characteristics. The overall goal is a new interaction model that allows for (1) a non-modal connection mechanism for impromptu use on various displays in the environment, (2) interaction on and across displays in highly flexible environments, and (3) interacting at variable distances. In this work we propose a new interaction model called through the display interaction which enables users to interact with remote content on their personal device in an absolute and direct fashion. To gain a better understanding of the effects of the additional characteristics, we implemented two prototypes each of which investigates a different distance to the target display: LucidDisplay allows users to place their mobile device directly on top of a larger external screen. MobileVue on the other hand enables users to interact with an external screen at a distance. In each of these prototypes we analyzed their effects on the remaining two criteria – namely the modality of the connection mechanism as well as the flexibility of the environment. With the findings gained in this initial phase we designed Shoot & Copy, a system that allows the detection of screens purely based on their visual content. Users aim their personal device’s camera at the target display which then appears in live video shown in the viewfinder. To select an item, users take a picture which is analyzed to determine the targeted region. We further extended this approach to multiple displays by using a centralized component serving as gateway to the display environment. In Tap & Drop we refined this prototype to support real-time feedback. Instead of taking pictures, users can now aim their mobile device at the display resulting and start interacting immediately. In doing so, we broke the rigid sequential interaction of content selection and content manipulation. Both prototypes allow for (1) connections in a non-modal way (i.e., aim at the display and start interacting with it) from the user’s point of view and (2) fully flexible environments (i.e., the mobile device tracks itself with respect to displays in the environment). However, the wide-angle lenses and thus greater field of views of current mobile devices still do not allow for variable distances. In Touch Projector, we overcome this limitation by introducing zooming in combination with temporarily freezing the video image. Based on our extensions to taxonomy of mobile device interaction on external displays, we created a refined model of interacting through the display for mobile use. It enables users to interact impromptu without explicitly establishing a connection to the target display (non-modal). As the mobile device tracks itself with respect to displays in the environment, the model further allows for full flexibility of the environment (i.e., displays can be re-arranged without affecting on the interaction). And above all, users can interact with external displays regardless of their actual size at variable distances without any loss of accuracy.Die steigende Verfügbarkeit von Bildschirmen hat zu deren Verbreitung in unserem Alltag geführt. Ferner sind mobile Geräte immer griffbereit und wurden bereits als Interaktionsgeräte für zusätzliche Bildschirme vorgeschlagen. Es wurden jedoch nur Eingabemechanismen berücksichtigt ohne näher auf drei weitere Faktoren in Umgebungen mit mehreren Bildschirmen einzugehen: (1) Beide Geräte müssen verbunden werden (Modalität). (2) Bildschirme können in solchen Umgebungen umgeordnet werden (Flexibilität). (3) Monitore können außer Reichweite sein (Distanz). Wir streben an, die Probleme, die durch diese Eigenschaften auftreten, zu lösen. Das übergeordnete Ziel ist ein Interaktionsmodell, das einen nicht-modalen Verbindungsaufbau für spontane Verwendung von Bildschirmen in solchen Umgebungen, (2) Interaktion auf und zwischen Bildschirmen in flexiblen Umgebungen, und (3) Interaktionen in variablen Distanzen erlaubt. Wir stellen ein Modell (Interaktion durch den Bildschirm) vor, mit dem Benutzer mit entfernten Inhalten in direkter und absoluter Weise auf ihrem Mobilgerät interagieren können. Um die Effekte der hinzugefügten Charakteristiken besser zu verstehen, haben wir zwei Prototypen für unterschiedliche Distanzen implementiert: LucidDisplay erlaubt Benutzern ihr mobiles Gerät auf einen größeren, sekundären Bildschirm zu legen. Gegensätzlich dazu ermöglicht MobileVue die Interaktion mit einem zusätzlichen Monitor in einer gewissen Entfernung. In beiden Prototypen haben wir dann die Effekte der verbleibenden zwei Kriterien (d.h. Modalität des Verbindungsaufbaus und Flexibilität der Umgebung) analysiert. Mit den in dieser ersten Phase erhaltenen Ergebnissen haben wir Shoot & Copy entworfen. Dieser Prototyp erlaubt die Erkennung von Bildschirmen einzig über deren visuellen Inhalt. Benutzer zeigen mit der Kamera ihres Mobilgeräts auf einen Bildschirm dessen Inhalt dann in Form von Video im Sucher dargestellt wird. Durch die Aufnahme eines Bildes (und der darauf folgenden Analyse) wird Inhalt ausgewählt. Wir haben dieses Konzept zudem auf mehrere Bildschirme erweitert, indem wir eine zentrale Instanz verwendet haben, die als Schnittstelle zur Umgebung agiert. Mit Tap & Drop haben wir den Prototyp verfeinert, um Echtzeit-Feedback zu ermöglichen. Anstelle der Bildaufnahme können Benutzer nun ihr mobiles Gerät auf den Bildschirm richten und sofort interagieren. Dadurch haben wir die strikt sequentielle Interaktion (Inhalt auswählen und Inhalt manipulieren) aufgebrochen. Beide Prototypen erlauben bereits nicht-modale Verbindungsmechanismen in flexiblen Umgebungen. Die in heutigen Mobilgeräten verwendeten Weitwinkel-Objektive erlauben jedoch nach wie vor keine variablen Distanzen. Mit Touch Projector beseitigen wir diese Einschränkung, indem wir Zoomen in Kombination mit einer vorübergehenden Pausierung des Videos im Sucher einfügen. Basierend auf den Erweiterungen der Klassifizierung von Interaktionen mit zusätzlichen Bildschirmen durch mobile Geräte haben wir ein verbessertes Modell (Interaktion durch den Bildschirm) erstellt. Es erlaubt Benutzern spontan zu interagieren, ohne explizit eine Verbindung zum zweiten Bildschirm herstellen zu müssen (nicht-modal). Da das mobile Gerät seinen räumlichen Bezug zu allen Bildschirmen selbst bestimmt, erlaubt unser Modell zusätzlich volle Flexibilität in solchen Umgebungen. Darüber hinaus können Benutzer mit zusätzlichen Bildschirmen (unabhängig von deren Größe) in variablen Entfernungen interagieren

Human-Centred Evaluation of Broadband Telehealth for Tertiary Outpatient Consultations: A Case Study Approach

Outpatient consultations form a large part of the healthcare of patients at tertiary hospitals, both as a precursor to in-patient treatment and for the management of on-going health conditions or long-term rehabilitation and monitoring after treatment. These outpatient consultations are generally conducted at the hospitals, most often located in large cities. Patients who live outside these cities face extensive travel to attend these consultations, placing a burden on themselves and on their families or carers. An ability of a tertiary hospital to deliver outpatient consultations in a telehealth mode to regional or remote locations closer to the patients’ homes would potentially relieve much of this burden of travel. ¶ ... ¶ In this thesis I use a case-study-based approach to evaluate the development and pilot trial of a broadband telehealth system in a tertiary paediatric context. I use the data from these case studies to explore the way that a human-centred approach can be used to evaluate outpatient telehealth trials at a tertiary level of healthcare. ..

Designing Hybrid Interactions through an Understanding of the Affordances of Physical and Digital Technologies

Two recent technological advances have extended the diversity of domains and social contexts of Human-Computer Interaction: the embedding of computing capabilities into physical hand-held objects, and the emergence of large interactive surfaces, such as tabletops and wall boards. Both interactive surfaces and small computational devices usually allow for direct and space-multiplex input, i.e., for the spatial coincidence of physical action and digital output, in multiple points simultaneously. Such a powerful combination opens novel opportunities for the design of what are considered as hybrid interactions in this work. This thesis explores the affordances of physical interaction as resources for interface design of such hybrid interactions. The hybrid systems that are elaborated in this work are envisioned to support specific social and physical contexts, such as collaborative cooking in a domestic kitchen, or collaborative creativity in a design process. In particular, different aspects of physicality characteristic of those specific domains are explored, with the aim of promoting skill transfer across domains. irst, different approaches to the design of space-multiplex, function-specific interfaces are considered and investigated. Such design approaches build on related work on Graspable User Interfaces and extend the design space to direct touch interfaces such as touch-sensitive surfaces, in different sizes and orientations (i.e., tablets, interactive tabletops, and walls). These approaches are instantiated in the design of several experience prototypes: These are evaluated in different settings to assess the contextual implications of integrating aspects of physicality in the design of the interface. Such implications are observed both at the pragmatic level of interaction (i.e., patterns of users' behaviors on first contact with the interface), as well as on user' subjective response. The results indicate that the context of interaction affects the perception of the affordances of the system, and that some qualities of physicality such as the 3D space of manipulation and relative haptic feedback can affect the feeling of engagement and control. Building on these findings, two controlled studies are conducted to observe more systematically the implications of integrating some of the qualities of physical interaction into the design of hybrid ones. The results indicate that, despite the fact that several aspects of physical interaction are mimicked in the interface, the interaction with digital media is quite different and seems to reveal existing mental models and expectations resulting from previous experience with the WIMP paradigm on the desktop PC

Collective Construction by Termite-Inspired Robots

Construction usually involves careful preplanning and direct human operation of tools and material. Bringing automation to construction has the potential to improve its speed and efficiency, and to enable building in settings where it is difficult or dangerous for humans to work, e.g., in extraterrestrial environments or disaster areas. Nature provides us with impressive examples of animal construction: in particular, many species of termites build complex mounds several orders of magnitude larger than themselves. Inspired by termites and their building activities, our goal is to develop systems in which large numbers of robots collectively construct human-scale structures autonomously. In this thesis I present TERMES, a system comprised of (1) A high-level control algorithm for decentralized construction of 3D user-specified structures using stigmergy, exploiting implicit rather than explicit communication; and (2) A complete physical implementation where three robots reliably assemble such structures using only local sensing, limited locomotion, and simple control, exploiting embodied rather than explicit intelligence. A major contribution of this work is the translation from abstract models to a real robotic system. I achieved this through careful co-design of algorithms and physical systems and of robots and building material, allowing passive mechanical features to minimize control complexity. To attain reliable performance without relying on costly high-precision sensors and actuators, I put an emphasis on error-tolerant control, making robots able to autonomously detect and recover from small errors. This work advances the aim of engineering collectives of robots that achieve human-specified goals, using biologically-inspired principles for robustness and scalability. While our work is inspired by models of termite construction from the 1970s and 1980s, much is still unknown about how individual termites coordinate and respond to different environmental factors. To address this issue I developed methods and tools to enable high-resolution quantitative data collection on the behavior of individual termites engaged in collective construction in confined experimental arenas. This work advances our ability to study the termites which will hopefully lead to new insights on the design of robust autonomous systems for collective construction.Engineering and Applied Science