Development of a concept for user interaction in a VR ‚smart environment‘ scenario while using a tablet PC

Durch ‚smart Environments‘, also intelligente Umgebungen, welche durch eine Vernetzung von Alltagsgegenständen den Menschen bei ihrer täglichen Arbeit helfen sollen, wurden Konzepte wie die des ‚smart Home‘ und ‚smart Office‘ entwickelt. Diese stellen Neuentwicklungen dar, die das alltägliche Leben des Menschen stark beeinflussen werden. Um diese Szenarien greifbar zu machen und sie auf Nutzerfreundlichkeit und Akzeptanz zu testen, werden sie in einer virtuellen Umgebung simuliert. Um die spätere Nutzerinteraktion realitätsnah abbilden zu können, muss dazu ein Interaktionskonzept entwickelt werden. Dieses wird im Rahmen dieser Bachelorarbeit realisiert. Das dafür zum Einsatz kommende Interaktionsgerät stellt hierbei ein handelsüblicher Tablet-PC mit Touchscreen dar. Dieser dient der Kommunikation des Menschen mit dem ihm umgebenden intelligenten System. Es werden Möglichkeiten aufgezeigt, welche die Interaktion intelligenter Geräte untereinander sowie zwischen System und Nutzer darstellen. Anwendungsbeispiele zur Umsetzung der virtuellen Umgebung sind aus den Bereichen ‚smart Home‘ und ‚smart Office‘ zu entwickeln. Dafür werden geeignete Interaktionen herausgefiltert, welche sinnvoll in der virtuellen Umgebung umzusetzen sind. Mit dieser Bachelorarbeit wird eine Grundlage geschaffen, welche die Umsetzung einer nutzerfreundlichen Benutzerschnittstelle ermöglicht, um zukünftige Neuentwicklungen im Bereich des ‚smart Environment‘ dem Menschen nahzubringen, so dass dieser es als selbstverständlich erfährt

Konzeption und Entwicklung eines sprachgesteuerten Smart Home Systems unter Betrachtung des Internet of Things

Das Internet of Things (IoT) ist aktuell eines der trendgebenden Themen der Infor-mationstechnik. Dem Thema werden dabei viele Versprechungen, aber auch Erwar-tungen auf staatlicher, wirtschaftlicher und alltäglicher Ebene zugeordnet. Dabei besteht die Frage, was ist Hype und was ist Realität? Motivation und Zielsetzung dieser Arbeit ist es, dieses Thema zu untersuchen und Aspekte daraus in einem Smart Home System umzusetzen. Klare Zielsetzung ist die lauffähige Ver-sion eines Prototyps zu produzieren. Dieser soll den technischen Durchstich ver-schiedener Werkzeuge, Technologien und Services, als integratives Ziel dieser Arbeit, durchführen. Eine Verknüpfung mit realen Anwendungsfällen ist zur besse-ren Veranschaulichung wünschenswert, aber für die Zielerreichung nicht zwangsläu-fig erforderlich. Gleichzeitig soll der Prototyp ein stabiles Fundament für weitere Entwicklungen auf dessen Basis bereitstellen. Der Einsatz von Technologien im Be-ta-Stadium ist dadurch aber nicht ausgeschlossen, wie der Einsatz des aktuell noch in der Entwicklervorschau befindlichen Android Things zeigt

Menschliches Erleben und Verhalten in einer Ambient Intelligence Welt

In der vorliegenden Arbeit werden mit Hilfe evolutionspsychologischer Theorien Überlegungen zu möglichen Veränderungen im menschlichen Verhalten und Erleben formuliert, die infolge eines Lebens in einer Ambient Intelligence Welt auftreten könnten. Der Begriff der Ambient Intelligence steht für die technische Vision einer Welt, die im Vergleich zu unserer heutigen in weit höherem Maß von Computern ‚durchdrungen’ ist. Sie wurde in den frühen 1990er Jahren von Mark Weiser entwickelt und zeichnet das Bild einer ‚intelligenten’ Welt, in der wir von smarten, vernetzten Gegenständen und Systemen umgeben sind, die sich bemühen, uns möglichst unaufdringlich und unauffällig in unserem Alltag zu unterstützen. Mithilfe technischer Neuerungen sollen Features wir Kontextbewusstsein, Proaktivität (antizipierendes Handeln), natürliche Benutzerschnittstellen, mit denen verbal und in gestischer Form kommuniziert werden kann, sowie ‚intelligente’, vernetzte Geräte und Systeme verwirklicht werden. Der ursprüngliche, von Mark Weiser vorgestellte Name dieses ‚Weltentwurfs’ war Ubiquitous Computing; das Konzept durchlief jedoch seit Beginn der 1990er verschiedene Entwicklungen im Rahmen des wissenschaftlichen Diskurses und der heute in Europa verwendete Begriff lautet Ambient Intelligence. Hinter ihm steht ein Verständnis der technischen Vision, das verstärkt auf die Bedürfnisse des Nutzers fokussiert; damit scheint Ambient Intelligence für das Vorhaben der vorliegenden Arbeit der geeignetere Begriff zu sein und wird daher als Leitbegriff verwendet. Eine solchermaßen veränderte Welt legt tiefgreifende Veränderungen im menschlichen Erleben und Verhalten nahe. Für Überlegungen zu möglichen Formen solcher Veränderungen, wurde eine evolutionspsychologische Perspektive gewählt. Die Evolutionspsychologie ist ein wissenschaftliches Paradigma, das versucht, menschliches Erleben und Verhalten durch Rückbezug auf die evolutionäre Vergangenheit des Menschen zu verstehen. Zentrale Konzepte der Evolutionspsychologie sind u.a.: Die Annahme der Existenz psychologischer Adaptationen, die Modularität des menschlichen Geistes, die Annahme einer Umwelt der evolutionären Adaptation, die eine kritische Rolle in der Formung unserer psychologischen Adaptationen gespielt hat, adaptive Hintergründe zu reziprokem Altruismus und die Spuren, die die Kräfte der sexuellen Selektion in der menschlichen Psyche hinterlassen haben. Das evolutionspsychologische Paradigma bietet aufgrund seines Bezugs auf die Grundgegebenheiten der menschlichen Psyche einen verhältnismäßig stabilen Boden für Überlegungen zu Veränderungen in Erleben und Verhalten. Zudem ist ein detailliertes Bild einer Ambient Intelligence Welt, das ihre unterschiedlichen Bedeutungen für verschiedene Gruppen einfangen könnte, derzeit noch nicht möglich; daher erscheint ein Paradigma, das auf die kulturübergreifenden Gemeinsamkeiten in Menschen fokussiert, geeignet. Schlussendlich findet sich in der Evolutionspsychologie aufgrund ihrer Funktion als Metatheorie ein besonders reicher Boden für Hypothesengenerierung und Theoriebildung. Für die Auseinandersetzung mit möglichen Implikationen eines Lebens in einer Ambient Intelligence Welt wurden drei psychologische Phänomengruppen ausgewählt: 1. Privatsphäre und Territorialität, 2. Anthropomorphismus, sowie 3. adaptive Wahrnehmungs- bzw. Erinnerungsverzerrungen in Form von Selbsttäuschung, Biases, rekonstruktivem Erinnern und aktivem Vergessen. Zu jeder der drei Gruppen wurden evolutionäre Hintergründe besprochen, relevante Aspekte von Ambient Intelligence herausgearbeitet, sowie in der gemeinsamen Betrachtung Überlegungen zu möglichen Veränderungen im menschlichen Erleben und Verhalten angestellt. So lässt sich hinsichtlich Privatsphäre und Territorialität vermuten, dass insbesondere Veränderungen in der Kontrollwahrnehmung und den Bereichen, in denen Kontrolle ausgeübt werden kann, auf verschiedensten Ebenen Auswirkungen haben könnten. Dies könnte u.a. die psychische Entwicklung des Individuums, soziale Interaktionsprozesse und die wahrgenommene Umweltkompetenz betreffen und zu neuen Ausdrucksformen von Territorialität führen. Die Überlegungen zu Veränderungen aufgrund unserer Anthropomorphisierungstendenz fokussieren auf soziale Bindungen: So werden unter anderem potentiell veränderte Selbst- und Fremd-Ratings hinsichtlich des partnerschaftlichen ‚Marktwerts’ und des allgemeinen Status’ aufgrund unserer neuen, ‚intelligenten’ elektronischen Begleiter besprochen. Im Rahmen der Gedanken zu menschlichen Wahrnehmungs- und Erinnerungsverzerrungen in einer Ambient Intelligence Welt werden mögliche Konsequenzen aus veränderten Bedingungen für Täuschung in Interaktionsprozessen, innere Kohärenz, unsere Selbstwahrnehmung, sowie psychische Entwicklungsprozesse thematisiert. Natürlich blendet ein evolutionspsychologischer Blickwinkel, wie jedes andere Paradigma, vieles aus und kann daher nur einen stark beschränkten Eindruck vermitteln; für ein vollständigeres Bild ist eine Ergänzung aus anderen Ansätzen notwendig. Aus diesem Grund sind die ‚Ergebnisse’ dieser Arbeit vor allem als Fragmente mit Anregungscharakter zu verstehen, die Anknüpfungspunkte für weitere Überlegungen und Folgearbeiten bieten sollen.In this manuscript evolutionary psychology theory is used to reflect on possible changes in human behaviour and experience due to living in a world of ambient intelligence. The term ambient intelligence stands for a technological vision of a world in which computers are much more pervasive than they are today. This vision was developed by Mark Weiser during the early 1990’s and shows a world in which we are surrounded by intelligent connected devices and systems that aim to support us discretely and inconspicuously in our everyday life. New technological developments could introduce features such as context awareness, proactivity (anticipating actions), natural interfaces, as well as ‚intelligent’, connected devices and systems. The original term for Weiser’s vision was ubiquitous computing; but the concept went through various developments throughout the scientific discourse surrounding it since the start of the 1990’s. The term now used in Europe is ambient intelligence, a phrase predicated on a more user-oriented understanding of Weiser’s vision. Therefore it is the principal phrase used in this manuscript. A world of ambient intelligence suggests profound changes in human experience and behaviour. An evolutionary psychology perspective was chosen to reflect on the possible shapes such changes could take. Evolutionary psychology is a scientific paradigm that aims to understand human experience and behaviour in the light of our evolutionary past. Central concepts in evolutionary psychology include: The assumption of the existence of psychological adaptations, the modularity of the human mind, the assumption that an environment of evolutionary adaptation played a critical role in the shaping of our psychological adaptations, adaptive explanations for reciprocal altruism, and the traces which the powers of sexual selection have left in the human mind. Being built on the evolutionary foundations of human psychology, the evolutionary psychology paradigm provides a comparatively stable ground for reflecting on changes in experience and behavior. Furthermore it is not yet possible to draft a detailed picture of an ambient intelligence world which would allow a differentiated view of particular groups; as such a paradigm that focuses on human universals seems suited to the task at hand. Finally evolutionary psychology provides, because of its function as a meta theory, a particularly rich ground for the generation of theory and hypotheses. For a closer look at possible implications of living in the world of ambient intelligence three goups of psychological phenomena were chosen: 1. privacy and territoriality, 2. anthropomorphism, and 3. adaptively distorted perception and memory in the forms of self-deception, biases, reconstructive memory and active forgetting. For each of these groups the evolutionary background of the phenomena was discussed, pertinent aspects of ambient intelligence were elaborated, and reflections on possible changes in human experience and behavior were derived. Concerning privacy and territoriality it can be surmised that changes in perception of the nature and range of human control might, along with other factors, will have effects on various levels. This could influence psychological development of individuals, processes of social interaction, and the perceived ability to control events in our environment, and could lead to new expressions of territorial behaviour. The reflections on changes associated with our tendency to antropomorphize are focused on social relations; among other things discussed are potentially altered ratings of the sexual market value and general social status of the self and of others due to our new, ‚intelligent’ electronic companions. The reflections on distorted human perception and memory in an ambient intelligence world touch upon possible consequences of changed conditions for deception in interaction processes, internal coherency, our self-perception, and processes in psychological development. Of course evolutionary psychology, as every other paradigm, omits many elements and consequently can provide only a limited impression; to gain a more complete picture it is necessary to complement this with other approaches. For this reason the ‚results’ of this thesis should primarily be understood as thought-provoking fragments that offer a starting point for further ideas and follow-up work

Cooperation between direct manipulation and proactive software agents in agent based information systems

Die wissenschaftliche Informationsbeshaffung wird zunehmend durch digitale Bibliotheken und verteilte Internetquellen gestützt. Dadurch bietet sich dem Nutzer schon von seinem Arbeitsplatz aus eine Fülle von Informationsangeboten, deren Inhalte aber bisher weitgehend isoliert nebeneinander existieren. Tiefe Verknüpfungen auf verschiedenen Handlungsebenen sind notwendig für die tatsächliche Nutzung des Potentials an Mehrwert, die in Reichweite scheint. Die Unterstützung des Anwenders in Hinblick auf Informationskompetenz und Recherchestrategie ist eine Notwendigkeit für ein zufriedenstellendes Ergebnis; das zeigen sowohl die theoretische Analyse, als auch die empirischen Studien, die die Konzeption und Implementation des Informationssystems DAFFODIL begleitet haben. Die Integration der Informationsquellen und strategische Unterstützung durch höhere Suchfunktionen erleichtert das Erreichen der Ziele des Nutzers. Die Unsicherheit bei der Recherche kann durch kontextnahe Vorschläge und Hilfestellungen reduziert werden. Im Kern wird der Frage nachgegangen, wie der Zielkonflikt zwischen proaktivem Verhalten der Software-Agenten zur Unterstützung der Anwender und deren grundlegendem Bedürfnis nach Handlungsautonomie aufgelöst werden kann. Ausgehend von diversen bekannten Verwendungsmustern von Software-Agenten wird gefolgert, dass die weitgehende Bewahrung der Benutzerautonomie und die unaufdringliche Präsentation von Vorlagen den Bedürfnissen der Anwender am besten entspricht. Auch bei der föderierten Integration verteilter Datenquellen können Software-Agenten die Aufgaben der Integration, der Homogenisierung von Metadatenschemata und der damit verbundenen semantischen Heterogenitätsbehandlung und das Filtern und Relevanzbewerten zusammengeführter Resultate übernehmen. Die prototypische Implementation im Rahmen von DAFFODIL belegt, dass dies möglich und produktivitätssteigernd ist. Die in DAFFODIL vorgenommene vertikale Implementierung der erfolgversprechenden Konzepte in Bezug auf die Arbeitsteilung zwischen Informationssystem und Anwender – auf allen Ebenen – und die durchgängige Begleitung durch empirische Evaluation ruft zur ganzheitlichen Herangehensweise an fachbezogene Literaturrecherchesysteme vor dem Hintergrund der aktuellen Informationsfülle auf. Die Ergebnisse zeigen: Das System kann nicht nur von Experten genutzt werden, sondern auch unerfahrene Anwender bei der erfolgreichen Recherche unterstützen

Ein wissensbasiertes Framework zur flexiblen Konfiguration von AAL-Umgebungen

Die Herausforderung in Ambient Assisted Living (AAL) ist es, die vielen heterogenen Komponenten in der AAL-Umgebung geeignet zu arrangieren, um auf die individuellen, schnell wechselnden Bedürfnisse der Nutzer einzugehen. Die Lösung ist ein semantisches Konfigurationsframework. Dieses Framework beinhaltet geeignete Prozesse, Werkzeuge sowie einen ontologiebasierten Austausch, Wiederverwendung und Automatisierung der Informationen zwischen den einzelnen Integrationsschritten