Internal report cluster 1: Urban freight innovations and solutions for sustainable deliveries (3/4)

Technical report about sustainable urban freight solutions, part 3 of

Ethics and Design in the Brazilian Context

Often driven by practical and immediate requirements, more and more people are incorporating technology into a variety of aspects of their lives, often without reflecting on the consequences of using them. On the other hand, studies on interactive system development that lead to behavioral change have been gaining ground on the agenda of large HCI conferences. This movement brings to the forefront the fundamental issues of ethics in design and technology use. A designer’s intentions, when directing certain actions or behaviors, are not always explicit or desired by the stakeholders affected by the use of the technology. Systems that induce an undesired purchase, or even those that use conditioning strategies to cause a behavioral change are examples of such intentions. The challenge proposed is therefore about the relationship between design and personal freedom in a way that these technology users do not become victims, either passively or submissively, of the effects of its use. This advance allows for the redefinition of the relationship between man and technology, and the application of new forms of designing and developing interactive systems that take into account the ethical aspects of this relationship

From Sensor to Observation Web with Environmental Enablers in the Future Internet

This paper outlines the grand challenges in global sustainability research and the objectives of the FP7 Future Internet PPP program within the Digital Agenda for Europe. Large user communities are generating significant amounts of valuable environmental observations at local and regional scales using the devices and services of the Future Internet. These communities’ environmental observations represent a wealth of information which is currently hardly used or used only in isolation and therefore in need of integration with other information sources. Indeed, this very integration will lead to a paradigm shift from a mere Sensor Web to an Observation Web with semantically enriched content emanating from sensors, environmental simulations and citizens. The paper also describes the research challenges to realize the Observation Web and the associated environmental enablers for the Future Internet. Such an environmental enabler could for instance be an electronic sensing device, a web-service application, or even a social networking group affording or facilitating the capability of the Future Internet applications to consume, produce, and use environmental observations in cross-domain applications. The term ?envirofied? Future Internet is coined to describe this overall target that forms a cornerstone of work in the Environmental Usage Area within the Future Internet PPP program. Relevant trends described in the paper are the usage of ubiquitous sensors (anywhere), the provision and generation of information by citizens, and the convergence of real and virtual realities to convey understanding of environmental observations. The paper addresses the technical challenges in the Environmental Usage Area and the need for designing multi-style service oriented architecture. Key topics are the mapping of requirements to capabilities, providing scalability and robustness with implementing context aware information retrieval. Another essential research topic is handling data fusion and model based computation, and the related propagation of information uncertainty. Approaches to security, standardization and harmonization, all essential for sustainable solutions, are summarized from the perspective of the Environmental Usage Area. The paper concludes with an overview of emerging, high impact applications in the environmental areas concerning land ecosystems (biodiversity), air quality (atmospheric conditions) and water ecosystems (marine asset management)

Internal report cluster 1: Urban freight innovations and solutions for sustainable deliveries (2/4)

Technical report about sustainable urban freight solutions, part 2 of

Modelling and Simulation of Human-Environment Interactions

Computational models provide intelligent environmental decision support systems to understand how human decisions are shaped by, and contribute to changes in, the environment. These models provide essential tools to tackle the important issues raised by climate change, including migrations and conflicts due to resource scarcity (e.g., water resources), while accounting for the necessity of co-managing ecosystems across a population of stakeholders with diverse goals. Such socio-environmental systems are characterized by their complexity, which is reflected by an abundance of open questions. This book explores several of these open questions, based on the contributions from over 50 authors. While several books account for methodological developments in modeling socio-environmental systems, our book is unique in combining case studies, methodological innovations, and a holistic approach to training the next generation of modelers. One chapter covers the ontological, epistemological, and ethical issues raised at the intersection of sustainability research and social simulation. In another chapter, we show that the benefits of simulations are not limited to managing complex eco-systems, as they can also serve an educational mission in teaching essential rules and thus improve systems thinking competencies in the broader population

Performance assessment of urban precinct design: a scoping study

Executive Summary: Significant advances have been made over the past decade in the development of scientifically and industry accepted tools for the performance assessment of buildings in terms of energy, carbon, water, indoor environment quality etc. For resilient, sustainable low carbon urban development to be realised in the 21st century, however, will require several radical transitions in design performance beyond the scale of individual buildings. One of these involves the creation and application of leading edge tools (not widely available to built environment professions and practitioners) capable of being applied to an assessment of performance across all stages of development at a precinct scale (neighbourhood, community and district) in either greenfield, brownfield or greyfield settings. A core aspect here is the development of a new way of modelling precincts, referred to as Precinct Information Modelling (PIM) that provides for transparent sharing and linking of precinct object information across the development life cycle together with consistent, accurate and reliable access to reference data, including that associated with the urban context of the precinct. Neighbourhoods are the ‘building blocks’ of our cities and represent the scale at which urban design needs to make its contribution to city performance: as productive, liveable, environmentally sustainable and socially inclusive places (COAG 2009). Neighbourhood design constitutes a major area for innovation as part of an urban design protocol established by the federal government (Department of Infrastructure and Transport 2011, see Figure 1). The ability to efficiently and effectively assess urban design performance at a neighbourhood level is in its infancy. This study was undertaken by Swinburne University of Technology, University of New South Wales, CSIRO and buildingSMART Australasia on behalf of the CRC for Low Carbon Living

A gap analysis of Internet-of-Things platforms

We are experiencing an abundance of Internet-of-Things (IoT) middleware solutions that provide connectivity for sensors and actuators to the Internet. To gain a widespread adoption, these middleware solutions, referred to as platforms, have to meet the expectations of different players in the IoT ecosystem, including device providers, application developers, and end-users, among others. In this article, we evaluate a representative sample of these platforms, both proprietary and open-source, on the basis of their ability to meet the expectations of different IoT users. The evaluation is thus more focused on how ready and usable these platforms are for IoT ecosystem players, rather than on the peculiarities of the underlying technological layers. The evaluation is carried out as a gap analysis of the current IoT landscape with respect to (i) the support for heterogeneous sensing and actuating technologies, (ii) the data ownership and its implications for security and privacy, (iii) data processing and data sharing capabilities, (iv) the support offered to application developers, (v) the completeness of an IoT ecosystem, and (vi) the availability of dedicated IoT marketplaces. The gap analysis aims to highlight the deficiencies of today's solutions to improve their integration to tomorrow's ecosystems. In order to strengthen the finding of our analysis, we conducted a survey among the partners of the Finnish IoT program, counting over 350 experts, to evaluate the most critical issues for the development of future IoT platforms. Based on the results of our analysis and our survey, we conclude this article with a list of recommendations for extending these IoT platforms in order to fill in the gaps.Comment: 15 pages, 4 figures, 3 tables, Accepted for publication in Computer Communications, special issue on the Internet of Things: Research challenges and solution

Policy Briefs at the National Level : Deliverable 7.2 of the CASI project

This CASI deliverable 7.2 first presents the issues examined and the process used in the national level policy briefs. Key insights from the policy briefs are presented next, followed by a reflection of the further analytical contributions of the outcomes. Finally, a concluding discussion includes an assessment of the usability of the policy brief process in future endeavours

The design of fashionable wearables to promote sustainable behaviours in smart cities

A falta de sustentabilidade que ameaça o nosso futuro necessita de atenção urgente, exigindo uma abordagem holística. Contudo, ações explicitamente destinadas a mudar o comportamento humano não são muito comuns quando, paradoxalmente, grande parte do impacto ambiental está associado ao comportamento das pessoas na sua vida quotidiana. Muitas ações insustentáveis estão atualmente a ter lugar nas cidades, causando impactos negativos. As cidades oferecem respostas a muitas necessidades da vida, o que motiva as pessoas a procurarem estes espaços, causando uma concentração populacional. Esta procura do meio urbano decorre da expectativa de ter melhor qualidade de vida. A mobilidade urbana, por seu lado, que pode ser vista como um facilitador do acesso a múltiplas componentes da vida quotidiana, incluindo empregos, educação, cuidados de saúde e muitos outros pode, também, gerar congestionamentos, poluição, um acrescido consumo energético e aumento de stress, afetando diretamente a qualidade de vida das pessoas. Neste contexto, as escolhas pessoais quanto à mobilidade têm um impacto substancial na vida quotidiana. Contudo, dado que as cidades estão a tornar-se “inteligentes”, graças à aplicação de tecnologias emergentes de identificação, deteção e comunicação, nomeadamente com recurso à tecnologia da Internet das Coisas (IoT – Internet of Things), abrem-se novas possibilidade para alteração dos comportamentos da vida quotidiana, com impacto na sustentabilidade. Este desenvolvimento tecnológico tem vindo a ser explorado em múltiplas áreas, incluindo energia / instalações, transportes, cuidados de saúde, segurança, monitorização doméstica, entre outras, sendo reconhecido como uma tendência com forte crescimento a curto prazo. Neste contexto, este estudo pretendeu explorar a possibilidade de promover comportamentos de mobilidade considerados mais sustentáveis através do design de artigos de moda que possam funcionar como elementos ativos no sistema de uma cidade “inteligente”. A possibilidade de combinação de funcionalidade e sedução, o poder motivador da moda, combinado com tecnologia avançada e sensores, foi entendido como tendo fortes argumentos para ser bem-sucedido na modificação do comportamento. Como ocorre com muitos outros produtos, os produtos da moda são pensados para responder às expetativas, necessidades e limitações das pessoas, onde convivem aspetos funcionais, ergonómicos, afetivos e emocionais, fortemente focados na experiência e no envolvimento, mas com assumido enfoque na componente estética, estilo, estatuto e formação de identidade. Estes são parte essencial da mudança de comportamento. As tecnologias digitais embutidas nos têxteis oferecem oportunidades significativas de alargamento das funcionalidades dos produtos de moda, incluindo a comunicação, transformação da informação do nosso corpo em dados, conduzindo energia, brilhando, crescendo e muitos outros. Alguns bons exemplos deste tipo podem já ser encontrados na promoção da segurança humana, saúde/ bem-estar, treino militar e entretenimento. Nesta investigação, o termo “fashionable wearables” é adotado para enfatizar a combinação de moda e tecnologia. Importa ressalvar que o objetivo deste estudo não foi trabalhar questões de moda sustentável, que é outra questão vital, mas que fica fora do recorte deste trabalho. O principal objetivo foi explorar como e em que medida as soluções de “fashionable wearables” podem promover comportamentos mais sustentáveis em cidades inteligentes. As escolhas de mobilidade foram selecionadas como comportamentos-alvo que se pretendem alterar. Para o conseguir, foi utilizada uma metodologia mista, de acordo com a abordagem do Design Centrado no Humano. A abordagem do Design para a Mudança de Comportamento foi utilizada para fornecer soluções a um nível do design conceptual. Este estudo de doutoramento foi pensado como uma investigação pelo design, no qual o design conceptual desempenhou um papel formativo na geração do conhecimento. Utilizámos dados qualitativos e quantitativos para explorar o contexto, identificar os tópicos, gerar ideias e soluções e verificar conceitos para cumprir objetivos. A metodologia proposta foi dividida em cinco fases: (1) Compreender, (2) Descobrir, (3) Design Conceptual, (4) Protótipo, e (5) Avaliação. Na primeira fase, aprofundámos os conhecimentos teóricos sobre temas de investigação e fizemos revisões de literatura. Compreendemos a noção atual de sustentabilidade e do comportamento sustentável com entrevistas a peritos e métodos de mapeamento de conceitos. Identificámos comportamentos sustentáveis e exemplificámo-los considerando domínios da vida quotidiana e tipos de comportamento. Determinámos os comportamentos que têm um impacto mais negativo na vida quotidiana. No final, decidimos concentrar-nos nos comportamentos de mobilidade. Na segunda fase, explorámos os obstáculos à adoção e/ou manutenção de comportamentos sustentáveis. Conduzimos sessões de grupos focais para descobrir necessidades dos utilizadores, exigências, problemas e desculpas razoáveis para não adotar ações de mobilidade sustentável e níveis de preferência/satisfação dos modos de mobilidade. Depois de traçarmos as oportunidades potenciais para um maior desenvolvimento, identificámos os comportamentos sustentáveis alvo, em que nos iriamos focar, em particular o caminhar e partilhar bicicletas, na vida da cidade. Na terceira fase, identificámos utilizadores-alvo, desenvolvemos personas e um cenário narrativo representando potenciais perfis de utilizadores e problemas. Ilustrámos storyboards, gerámos ideias. Apesar de o estudo se rever no paradigma sócio-critico, as soluções conceptuais geradas foram baseadas em Estratégias de Mudança de Comportamento e problemas observados em potenciais utilizadores, bem como em oportunidades futuras recolhidas a partir de relatórios de previsão e não apenas nas possibilidades tecnológicas atuais. Realizámos entrevistas de avaliação por peritos para alimentar a ideação, fazer a avaliação e refinamento das propostas, com a participação de especialistas em diferentes campos do saber, incluindo design de interfaces, produto, têxtil, moda, interação e ciência, incluindo engenharia, computador, física, software. Na quarta fase, visualizámos ideias conceptuais de produtos e sistemas com “storyboarding” de soluções. Desenvolvemos “mock-ups” e um protótipo em vídeo do vestuário de moda, para permitir a avaliação da experiência de utilização antecipada. O protótipo de vídeo forjou o que seriam as futuras ofertas de tecnologia inteligente em termos de interface e exibição do e-textile com animação por computador e ferramentas de edição de vídeo. Demos aos potenciais utilizadores a impressão de que estavam a interagir com um sistema real antes deste existir, o que proporcionou a tangibilização possível da solução para a fase de avaliação. Na última fase, avaliámos o desenho conceptual dum “fashionable wearable” para testar a motivação do utilizador em aderir ao comportamento desejável e a usabilidade do artefacto. Utilizámos o Questionário de Experiência de Utilização (UEQ), avaliando a sua experiência considerando a perspicuidade, eficiência, estímulo, atratividade, novidade e fiabilidade do design conceptual. Obtivemos também feedback e sugestões dos utilizadores. O conceito foi avaliado positivamente. Encontrámos um estímulo significativo para a mudança de comportamento, que sugere que os artigos de moda, se usados como parte de uma estratégia de mudança de comportamento, podem influenciar a adoção de comportamentos mais sustentáveis no contexto da mobilidade urbana em cidades “inteligentes”. Em última análise, esta investigação de doutoramento contribuiu para o campo do design de moda, design para comportamento sustentável, design para mudança de comportamento e sustentabilidade.The lack of sustainability that threatens our future needs urgent attention, requiring a holistic approach. However, actions explicitly aimed at changing human behaviour are not very common when, paradoxically, much of the environmental impact is associated with the behaviour of users in everyday life. Many unsustainable actions are currently taking place in cities, causing negative impacts. Cities offer access to many requirements of life that causes a population shift. Significantly, mobility facilitates access to all necessities of life in urban areas. Considering the potential to generate congestion, pollution and preventing freedom of accessibility, mobility can directly affect the quality of air and quality of life. Since cities are becoming smart thanks to emerging technologies, smart mobility has growing in importance and concerns more about being effective and sustainable. In this matter, mobility choices have a substantial impact on daily life. This study intended to promote mobility behaviours considered more sustainable through the design of fashionable wearables that can work as active elements of the system in the smart city context. The combination of body-related functionality and seduction, as well as the motivating power of fashion, combined with advanced technology and sensors, provided a strong motivation for contributing to behaviour change. The main objective was to explore how and to what extent solutions of fashionable wearables can promote more sustainable behaviours in smart cities. Mobility choices were selected as target behaviours that are desired to be altered. To achieve this, a mixed methodology according to the Human-Centred Design approach was used to gain information about needs and demands. Design for Behaviour Change strategies were used to provide solutions at a conceptual design level. We evaluated the conceptual design with a key element of fashionable wearable to test the motivation of the user to use and adhere the usability of the design to determine behaviour intervention. The conceptual design was evaluated positively, and we found the meaningful stimulus for the behaviour change