Human-Centred Design for Intelligent Environments: Preface to the proceedings of the workshop on Human Centred Design for Intelligent Environments.

Preface to the proceedings of the workshop on “Human Centred Design for Intelligent Environments” organised in conjunction with the 2016 BCS British HCI Conference held at Bournemouth University, July 11th-15th 2016

A User-Centred Principle Based Transparency Approach for Intelligent Environments

Intelligent Environments (IEs) can enhance the experiences of their users in a variety of contexts, such as healthcare, energy management, and education. Despite these enhancements, some people do not accept IE technologies to be embedded in their living environments. Numerous studies link this lack of acceptability to users’ trust and attempt to address the trust issue by considering users’ requirements such as privacy, security and reliability. In this paper, we address the concept of trust from the perspective of transparency by adopting the existing transparency reference models designed for software requirements engineering in the context of IEs. Based on the outcome of applying these reference models, we propose a human-centred principle-based transparency framework for IEs. We hope that this framework aids the researchers and developers in the IE community, and that the suggested transparency principles provide a solid foundation for transparent IE systems

Development and usability evaluation of a nutrition and lifestyle guidance application for people living with and beyond cancer

There is a need to provide accessible information for health care professionals and for people living beyond treatment. Mobile and digital health technologies provide an ideal platform to access diet and nutrition guidance that is both trusted and evidence-based and so that people know how to alter and monitor eating patterns and behaviours to improve the quality of life. Participatory design and usability evaluation approaches have been utilised to develop a nutrition and lifestyle guidance smartphone application for both people living with and beyond cancer, and for health care professionals involved in advising such patients. The challenges centred on the design, development and evaluation of the first version of a new mobile application named ‘Life Beyond’ are presented. This proof of concept application aims to centralise evidence-based nutrition and lifestyle guidance for those living beyond cancer. It enables users to obtain guidance and information, create and track nutrition and activity related goals and track their progress in the completion of these goals. Consistent feedback from participatory design and usability evaluations drove this research and helped to create an initial solution that met the user expectations. The System Usability Scale (SUS) score of 67.69 denotes an ‘average’ usability and hence further development. More research of extensive end user engagement is needed before an optimal solution is disseminated

Engineering transparency requirements: A modelling and analysis framework

Transparency is a requirement that denotes the communication of information that should help audience to take informed decisions. The existing research on transparency in information systems usually focuses on the party who provides transparency and its inter-relation with other requirements such as privacy, security and regulatory requirements. Engineering transparency, however, also requires the analysis of the information receivers’ situation and their transparency requirements and the medium used to communicate and present the information. A holistic consideration of transparency will enhance its management and increase its usefulness. In this paper, we provide a novel engineering framework, consisting of a modelling language and nine analytical reasonings, which is meant to represent transparency requirements and detect a set of possible side-effects. Examples of such detections include detecting information overload, information starvation, and transparency leading to biased decisions. We then evaluate the modelling language through a case study and report the results

The potential of emerging wearable physiological sensing in the space of human-subject studies

PhD ThesisIn recent years, novel sensing means in the form of smartwatches and fitness trackers with integrated sophisticated sensing emerged on the consumer market. While their primary purpose is to provide consumers with an overview of rough-grained health-related metrics, these signals offer to pick up fine-grained changes within the human body. This thesis considers the suitability of these novel wearable sensing devices to be used in affective research. Firstly, and based on the work with concrete state-of-the-art wearables, issues around the access of research-suitable data are discussed. The findings are put in context by examining common wearable device architectures and data access means provided. The discussion concludes with aspects researchers need to consider when seeking data access from state-of-the-art or future wearables. Secondly, two research probes explore the application of four exemplary devices to detect stress and affect in the wild and in the lab. Issues around the data reliability and participant comfort arose. The experiences are reflected upon to provide researchers with a summary of aspects to consider when applying wearable sensing devices in affective research. Lastly, this thesis contributes a Design Space for Physiological Measurement Tools. This design space was evaluated with a qualitative study enquiring research experts experiences. The resulting Design Space presents seven distinct dimensions of factors to consider when choosing a wearable sensing device for research. This design space has been applied to a novel sensing device which was used for a study on interpersonal synchrony. The insights and the ‘Design Space for Physiological Measurement Tools’ provide researchers with a tool to apply when they consider to use wearable physiological sensing devices in research

Diseño en tres niveles en el ámbito de la salud. Captura de movimiento para análisis de la marcha en rehabilitación.

En el ámbito de la salud, tecnologías como la captura de movimiento, la dinamometría, o la electromiografía de superficie, entre otras, ofrecen amplias posibilidades para objetivar la capacidad musculoesquelética de los pacientes, favoreciendo el diagnóstico o el seguimiento del proceso de rehabilitación. No obstante, conseguir que estas tecnologías se adapten e integren adecuadamente en el contexto de los servicios sanitarios implica un reto complejo de abordar. En esta tesis se presenta un compendio de publicaciones que dan respuesta a diferentes retos detectados durante el diseño, desarrollo y uso de tecnologías de evaluación del sistema musculoesquelético en el ámbito biosanitario. Particularmente, nos centramos en los sistemas de captura de movimiento; su complejidad a nivel operativo (colocación de diferentes elementos sobre el cuerpo), tecnológico (multitud de dispositivos electrónicos inalámbricos), y de análisis (generación de gran volumen de información) pone de manifiesto la necesidad de abordar esta investigación. - La primera publicación presenta las necesidades que han motivado esta tesis, exponiendo las bases y objetivos de la misma, que se enmarcan en healthcare, biomechanics, y usability. - La segunda introduce la metodología desarrollada Octopus, dirigida a apoyar el diseño de sistemas de captura de movimiento. Esta investigación clasifica y esquematiza los factores que deben considerarse durante el diseño y propone la idea de “Diseño en tres niveles”: servicio, producto y software; que son las principales líneas de trabajo a la hora de desarrollar aplicaciones dirigidas a evaluar el sistema musculoesquelético. Llegados a este punto, y fruto de diferentes colaboraciones del grupo de investigación con hospitales públicos de nuestra comunidad, así como una revisión exhaustiva del estado del arte, los trabajos de investigación se dirigieron hacia un nicho o caso de estudio enmarcado en el contexto de rehabilitación hospitalaria. En concreto, diseñar una prueba clínica de análisis de la marcha basada en captura de movimiento para monitorizar tratamientos de rehabilitación mediante sesiones de medición previas y posteriores a los tratamientos.- Como resultado se elaboró una publicación encuadra en el primer nivel de Octopus, el diseño de servicios. Esta investigación estudia cómo integrar el test de análisis de la marcha en la rehabilitación hospitalaria. Incorporar un micro-servicio (test de análisis de la marcha) en un macro-servicio como es la rehabilitación, no es una tarea sencilla de abordar. Por ello, se propone un enfoque metodológico para evaluar cualitativamente el test de marcha en su contexto, cuya aplicación permitió obtener guías de diseño que proporcionan conocimiento multidisciplinar para integrar el test en la rehabilitación.- Asimismo, se realizó una publicación que responde a otro de los niveles de Octopus, el diseño de producto. Este trabajo presenta un sistema de captura de movimiento llamado Move-Human Sensors (MH) que permite realizar pruebas de análisis de la marcha. Este sistema responde a las necesidades detectadas en el estudio del servicio, e incorpora dos funcionalidades clave: un procedimiento de calibración anatómica que evita las perturbaciones magnéticas las cuales tienen efectos negativos en la captura de movimiento inercial; así como un algoritmo que detecta gait events a partir de los datos de movimiento sin requerir de instrumentación complementaria. - Finalmente, se desarrolla una publicación enmarcada en el último nivel de Octopus, el diseño de software. Este estudio propone un método para gestionar los datos resultantes del test de análisis de la marcha. Dicho método permite comparar las capturas pre- y post-tratamiento para realizar el seguimiento de pacientes en rehabilitación, proporcionando información visual y específica al facultativo que puede apoyar la toma de decisiones clínicas.Esta tesis contribuye al ámbito del diseño, aportando una perspectiva global basada en tres niveles: producto, servicio, y software. En esta línea, se presenta un sistema de captura de movimiento, cuyo diseño y desarrollo recorre los tres niveles y da solución a los retos clave detectados. Conforme se profundiza en el propio caso de estudio de análisis de la marcha, se avanza en wearables, biomecánica, tecnología de captura de movimiento, usabilidad y algoritmos de análisis de datos. Las implicaciones que tiene esta investigación van más allá de las publicaciones descritas, ya que se enmarca en diferentes proyectos más amplios que dan sentido a la unidad temática de los capítulos abordados. En consecuencia, este trabajo está apoyado por otras comunicaciones científicas, desarrollos y colaboraciones que se han elaborado de manera paralela. Asimismo, los resultados de esta investigación están siendo extrapolados a otras áreas relacionadas; tanto en el propio sector sanitario -para la realización pruebas de valoración funcional- como en el sector industrial -para la realización de evaluación ergonómica de puestos de trabajo-, donde esta tecnología puede aportar valor.<br /