Agent archetypes for human-drone interaction: Social robots or objects with intent?

Departing from our earlier work on conceptualizing "social drones," we enrich the discussion using notions of "agent archetypes" and "objects with intent" from recent interaction design literature. We briefly unpack these notions, and argue that they are useful in characterizing both design intentions and human perceptions. Thus they have the potential to inform the creation and study of HDI artifacts. Upon these notions, we synthesize relevant implications and directions for design research, in the form of research questions and design challenges. These questions and challenges inform our current and future work. We submit our resources, arguments, aims, and hypotheses to the iHDI 2020 community as a reflective exercise, aiming to refine our work in synergy with other participants

What Matters in Professional Drone Pilots’ Practice? An Interview Study to Understand the Complexity of Their Work and Inform Human-Drone Interaction Research

Human-drone interaction is a growing topic of interest within HCI research. Researchers propose many innovative concepts for drone applications, but much of this research does not incorporate knowledge on existing applications already adopted by professionals. This limits the validity of said research. To address this limitation, we present our fndings from an in-depth interview study with 10 professional drone pilots. Our participants were armed with signifcant experience and qualifcations - pertinent to both drone operations and a set of applications covering diverse industries. Our fndings have resulted in design recommendations that should inform both ends and means of human-drone interaction research. These include, but are not limited to: safety-related protocols, insights from domain-specifc use cases, and relevant practices outside of hands-on fight

From the Ground Up: Designerly Knowledge in Human-Drone Interaction

There are flying robots out there — you may have seen and heard them, droning over your head. Drones have expanded our human capacities, lifting our sight to the skies, but not without generating intricate experiences. How are these machines being designed and researched? What design methods, approaches, and philosophies are relevant to the study of the development (or decline) of drones in society? In this thesis, I argue that we must re-frame how drones are studied, from the ground up, through a design stance. I invite you to take a journey with me, with changing lenses from the work of others to my own intimate relationship with this technology. My work relies on exploring the fringes of design research: understudied groups such as children, alternative design approaches such as soma design, and peripheral methods such as autoethnography.This thesis includes four articles discussing perspectives on designerly knowledge, composing a frame surrounding the notion that we may be missing out on some of the aspects of the wicked nature of human-drone interaction (HDI) design. The methods are poised on phenomenology and narratives, and supported by the assumption that any subject of study is a sociotechnical assemblage. Starting through a first-person perspective, I offer a contribution to the gap in research through a longitudinal autoethnographic study conducted with my children. The second paper comes in the form of a pictorial expressing a first-person experience during a design research workshop, and what that meant for my relationship with drones as a research material. The third paper leaps into a Research through Design project, challenging the solutionist drone and offering instead the first steps in a concept-driven design of the unlikely pairing of drones and breathing. The fourth paper returns to the pictorial form, suggesting a method for visual conversations between researchers through the tangible qualities of sketches and illustrations. Central to this thesis, is the argument for designerly approaches in HDI and championing the need for alternative forms of publication and research. To that end, I include two publications in the form of pictorials: a publication format relying on visual knowledge and with growing interest in the HCI community

Sustainable entrepreneurship and the bioeconomy transition

Transgressing planetary boundaries endangers the safe operating space for humanity. Thus, a transition of socioeconomic systems toward sustainable development is needed. Prior research elevated the role of sustainable entrepreneurship (SE) in the transition process toward sustainable development in general and the bioeconomy in specific. Bioeconomy strategies worldwide acknowledge the importance of entrepreneurship for the transition process. There is consensus in research that entrepreneurs are needed to implement the vision of a bioeconomy as defined in these strategies. However, it remains unclear how opportunities for entrepreneurial activity in the bioeconomy come into existence and how entrepreneurs contribute to the bioeconomy transition by acting on the provided opportunities. Thus, this dissertation aims to shed light on the interface of SE and the bioeconomy, specifically by investigating the interplay between SE and the bioeconomy transition in light of planetary boundaries and the role of entrepreneurs within the transition. The four empirical studies included in this dissertation take different perspectives on the interface of SE and the bioeconomy and thus contribute different insights to the overall picture drawn in this dissertation. For instance, Study 1 examines a transition pathway to a sustainable bioeconomy by involving an international expert sample in a Delphi survey and subsequent cross-impact analysis. Study 1 presents a list of events necessary to achieve the transition ranked by the experts to reflect their urgency. The cross-impact analysis facilitates combining the most urgent events to create an integrated model of the transition to a sustainable bioeconomy. The findings suggest that rather than bioeconomy strategies, technological progress leveraged by innovative bioeconomy startups and investments currently constitute the main bottleneck hindering a transition to a bioeconomy. Study 2 zooms into the level of new bioeconomy ventures. Based on interviews with ten bioeconomy entrepreneurs from six European countries, it investigates how entrepreneurial opportunities emerge in the bioeconomy context and what competencies entrepreneurs need to act on them. Conceptualizing the bioeconomy transition as an external enabler for SE, Study 2 opens new avenues for research on sustainable development and innovation policy. Furthermore, Study 2 shows that new venture creation in the bioeconomy requires unique knowledge and specific competencies. Study 3 asks how to scale sustainable new ventures and puts it in the context of the ongoing de-growth debate. In recent years the de-growth paradigm has gained popularity in the sustainability discourse. Questioning the absolute decoupling of economic growth from environmental degradation, de-growth proponents suggest downscaling production and consumption to reduce resource extraction and energy consumption. Applying latent class analysis to reveal de-growth attitudes among 393 surveyed entrepreneurs and subsequent regression analysis, Study 3 answers how de-growth attitudes among (sustainable) entrepreneurs are associated with their decision-making on scaling strategies for their ventures. Furthermore, it shows that the development level of the economy an entrepreneur is active in is an essential factor in the decision-making on scaling strategies. Study 4 investigates how sustainable new ventures gain legitimacy to acquire the necessary resources to grow. Previous research suggested being distinctive yet understandable as key to legitimacy for new ventures. However, Study 4 describes complex entrepreneurial identities, i.e., unconventional combinations of entrepreneurial identity claims from the founder and venture levels, as an additional source of legitimacy that benefits only sustainable new ventures but not conventional ones. Since sustainable startups aim to tackle complex problems, external audiences expect them to be different from established conventions of the status quo. An analysis of 15,116 crowdfunding campaigns and their creators user profiles via topic modeling and subsequent regression analysis supports this argumentation. The findings show that sustainable ventures with complex or even odd entrepreneurial identities receive more support from crowdfunders, while conventional ventures do not. Overall, this dissertation conceptualizes a bi-directional and potentially reinforcing relationship between SE and the bioeconomy transition by building on extant literature and collecting and analyzing new data in four empirical studies. Moreover, it highlights the role of entrepreneurs who need unique knowledge and specific competencies and differ significantly from conventional entrepreneurs in their behavior and entrepreneurial identity. Finally, this dissertation discusses how policy and societal norms can foster productive entrepreneurship that is innovative and sustainable within planetary boundaries.Das Überschreiten planetarer Grenzen birgt für die Menschheit die Gefahr des Verlustes eines sicheren Handlungsspielraums zur Sicherung ihrer Lebensgrundlage. Daher ist die Transformation sozioökonomischer Systeme hin zu nachhaltiger Entwicklung erforderlich. Frühere Forschung hat die Rolle nachhaltigen Unternehmertums (Englisch: Sustainable Entrepreneurship, abgekürzt SE) im Übergangsprozess zu einer nachhaltigen Entwicklung im Allgemeinen und der Bioökonomie im Besonderen hervorgehoben. In Bioökonomie-Strategien weltweit wird hierbei die Bedeutung des Unternehmertums für den Übergangsprozess anerkannt. In der Forschung besteht Konsens darüber, dass Unternehmerinnen und Unternehmer benötigt werden, um die Vision einer Bioökonomie umzusetzen. Es bleibt jedoch unklar, wie unternehmerische Opportunitäten in der Bioökonomie entstehen und wie genau Unternehmer durch die Verwertung dieser Opportunitäten zur Bioökonomie-Transformation beitragen. Diese Dissertation zielt daher darauf ab, die Schnittstelle zwischen SE und der Bioökonomie zu beleuchten. Einerseits durch die Untersuchung des Zusammenspiels zwischen SE und der Transformation zur Bioökonomie angesichts planetarer Grenzen. Und andererseits durch eine Betrachtung der Rolle von Unternehmerinnen innerhalb dieser Transformation. Vier empirischen Studien betrachten die Schnittstelle von SE und Bioökonomie dabei aus unterschiedlichen Blickwinkeln. So wird in Studie 1 ein Transformationspfad zu einer nachhaltigen Bioökonomie untersucht, indem eine internationale Expertengruppe in eine Delphi-Befragung und eine anschließende Cross-Impact-Analyse einbezogen wird. Aus Studie 1 geht eine Liste von Ereignissen hervor, die für die Transformation erforderlich sind und nach ihrer Dringlichkeit geordnet wurden. Die Cross-Impact-Analyse ermöglicht die Kombination der dringendsten Maßnahmen zu einem integrierten Modell eines Transformationspfades hin zur Bioökonomie. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass nicht Bioökonomie-Strategien, sondern technologischer Fortschritt und Investitionen derzeit den größten Engpass darstellen. Studie 2 geht auf die Ebene neuer Bioökonomie-Startups ein. Auf der Grundlage von Interviews mit Bioökonomie-Unternehmern wird untersucht, wie unternehmerische Opportunitäten im Kontext der Bioökonomie entstehen und welche Kompetenzen Unternehmerinnen benötigen, um sie zu nutzen. Durch die Konzeptualisierung der Bioökonomie-Transformation als Katalysator für SE eröffnet Studie 2 neue Perspektiven für die Forschung zu Innovationspolitik mit dem Ziel nachhaltiger Entwicklung. Studie 3 geht der Frage nach, wie nachhaltige Gründungsunternehmen skaliert werden können und stellt dies in den Kontext der aktuellen Debatte über die Vereinbarkeit von Wirtschaftswachstum und Umweltschutz. Durch die Anwendung einer latenten Klassenanalyse zur Ermittlung von De-Growth-Einstellungen bei 393 befragten Unternehmern und einer anschließenden Regressionsanalyse gibt Studie 3 Aufschluss darüber, wie De-Growth-Einstellungen bei (nachhaltigen) Unternehmerinnen mit ihren Entscheidungen über Skalierungsstrategien für ihre Unternehmen zusammenhängen. Außerdem zeigt sie, dass das Entwicklungsniveau der Wirtschaft, in der ein Unternehmer tätig ist, ein wesentlicher Faktor bei der Entscheidung über Skalierungsstrategien ist. Studie 4 untersucht, wie nachhaltige Gründungsunternehmen Legitimität erlangen, um die für ihr Wachstum erforderlichen Ressourcen zu erhalten. Studie 4 beschreibt komplexe unternehmerische Identitäten als Legitimitätsquelle, die nur nachhaltigen, nicht aber konventionellen Neugründungen zugutekommt. Da nachhaltige Neugründungen darauf abzielen, komplexe Probleme zu lösen, erwarten Stakeholder von ihnen, dass sie sich von den etablierten Konventionen des Status quo unterscheiden. Eine Analyse von 15.116 Crowdfunding-Kampagnen und den Nutzerprofilen ihrer Ersteller mittels Themenmodellierung und anschließender Regressionsanalyse unterstützt diese Argumentation. Die Ergebnisse zeigen, dass nachhaltige Unternehmungen mit komplexen - oder sogar eigenartigen - unternehmerischen Identitäten mehr Unterstützung von Crowdfundern erhalten, während konventionelle Unternehmungen dies nicht tun. Insgesamt konzeptualisiert diese Dissertation eine bidirektionale und potenziell verstärkende Beziehung zwischen SE und der Bioökonomie-Transformation, indem sie auf vorhandener Literatur aufbaut und neue Daten in vier empirischen Studien sammelt und analysiert. Darüber hinaus wird die Rolle von Unternehmerinnen und Unternehmern hervorgehoben, die einzigartiges Wissen und spezifische Kompetenzen benötigen und sich in ihrem Verhalten und ihrer unternehmerischen Identität deutlich von herkömmlichen Unternehmerinnen und Unternehmern unterscheiden. Schließlich wird in dieser Dissertation erörtert, wie politische und gesellschaftliche Normen ein produktives, innovatives und nachhaltiges Unternehmertum innerhalb planetarer Grenzen fördern können

Designing speculative artifacts

In recent decades, Mark Weiser's vision of ubiquitous computing has become today's reality through embedded electronics, the rise of machine learning, and the proliferation of wireless Internet access. This development brings not only opportunities but also new challenges for the Human-Computer Interaction (HCI) community. Technology, for example, is (1) entering novel application scenarios and pristine interaction environments, (2) leaving the screen and conquering the physical world, and (3) changing the previous tool-like nature of computers to social, self-learning, and pro-active entities. As a result, there are no already established interaction paradigms, metaphors, and design strategies for designing such systems. Thus, HCI faces questions about the interaction design in the context of embedded systems and novel materials, the conceptualization of intelligent systems in everyday environments, and, subsequently, the consequences on human-technology relations. To approach such questions, a standard tool in HCI research is the human-centered design process, which creates knowledge about user needs and considers user perspectives to inform design decisions. Observations and interviews are used to understand the context, workflow, or tools, before developing ideas and concepts for technological improvements or solutions. This process has proven to be effective when dealing with matters familiar to users, such as their workplaces, leading to improved workflows and experiences. However, it remains open how design can be grounded if future technologies result in unfamiliar situations. When people can no longer contribute with their domain knowledge, what are novel interaction concepts, paradigms, and designs based on? To tackle these problems, I present and discuss a programmatic design approach to generate original design ideas and concepts. This approach builds on Speculative and Critical Design practices within the HCI context. The main idea central to this work is to create designs using real-world patterns to inform HCI since these patterns still comply with users' prior knowledge, experiences, and perception of fundamental social or natural principles. Such Real-World Patterns (RWP) can be familiar metaphors, morphologies, or mental models - e.g., understanding causality in the physical world or knowing the basic working principles of musical instruments. These patterns are chosen and then transferred into designs to meet or contradict users' expectations of the technology in order to create confrontational situations in which new perspectives are opened up. Based on the confrontation with the speculative artifacts, implications and requirements are deduced, which in reverse can be applied to future technologies. The projects presented apply this approach in various HCI research domains, including human-robot interaction, new interfaces for musical expression, and deformable and flexible interfaces. In this dissertation, I reflect on the approach using three questions: (Q1) How does the use of RWPs complement the Research through Design practice?; (Q2) How can RWPs be instrumentalized in the design of HCI systems?; and (Q3) How does the use of RWPs in design affect the relation between humans and technology? This thesis contributes (1) an overview of the approach as well as three perspectives which are instrumental in understanding and applying RWPs in the design of HCI, (2) eight speculative artifacts, which exemplify the approach, (3) theories and concepts inspired by the used RWPs, and (4) empirical knowledge deduced from the associated studies and surveys.In den letzten Jahrzehnten ist Mark Weisers Vision des Ubiquitous Computing durch eingebettete Systeme, den Aufstieg künstlicher Intelligenz und die Verbreitung des drahtlosen Internetzugangs zur heutigen Lebensrealität geworden. Diese Entwicklung bringt nicht nur Chancen, sondern auch neue Herausforderungen für die Human Computer Interaction (HCI) Community mit sich. Technologien dringen bspw. in neuartige Anwendungsszenarien und noch unberührte Interaktionsumgebungen ein, verlassen den Bildschirm und erobern die physische Welt und verändern so den bisherigen werkzeugartigen Charakter von Computern zu sozialen, selbstlernenden und proaktiven Entitäten. Infolgedessen gibt es keine bereits etablierten Interaktionsparadigmen, Metaphern und Designstrategien, auf die für die Gestaltung solcher Systeme zurückgegriffen werden könnte. Für die HCI stellen sich daher Fragen zur Interaktionsgestaltung im Kontext eingebetteter Systeme und neuartiger Materialien, zur Konzeptualisierung intelligenter Maschinen in Alltagsumgebungen und folglich zu den Auswirkungen auf die Beziehung, in der Mensch und Technologie zueinander stehen. Um sich solchen Fragen zu nähern, ist in der HCI der Human-Centered Design Prozess eine verbreitete Vorgehensweise, die Erkenntnisse über die Bedürfnisse der Benutzer:innen schafft und deren Perspektive bei Designentscheidungen berücksichtigt. Beobachtungen und Interviews werden genutzt, um den Kontext, die Arbeitsabläufe oder Werkzeuge zu verstehen, bevor Ideen und Konzepte für technische Lösungen entwickelt werden. Dieses Vorgehen hat sich als effektiv erwiesen und führt zu Verbesserungen von Technologien, solange die betreffenden Situationen den Nutzer:innen vertraut sind. Offen bleibt jedoch, worauf Design-Konzepte bauen können, wenn zukünftige Technologien zu ungewohnten Situationen führen. Worauf basieren neuartige Interaktionskonzepte, Paradigmen und Entwürfe, wenn Menschen nicht mehr mit ihrem Fachwissen und Erfahrungen beitragen können? Um diese Problematik anzugehen, präsentiere und diskutiere ich in dieser Dissertation einen programmatischen Ansatz, um neuartige Designideen und -konzepte zu entwickeln. Dieser baut auf den Praktiken des spekulativen und kritischen Designs im HCI-Kontext auf. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von Designs unter Verwendung von Mustern aus der realen Welt, da diese das Vorwissen der Nutzer:innen sowie soziale und natürliche Prinzipien einbeziehen. Bei solchen Real-World Patterns (RWP) kann es sich um vertraute Metaphern, Morphologien oder mentale Modelle handeln, bspw. um das Verständnis von Kausalität in der physischen Welt oder um die Kenntnis der grundlegenden Funktionsprinzipien von Musikinstrumenten. Potentielle Muster werden ausgewählt und derart in Entwürfe übertragen, dass die Erwartungen der Nutzer:innen an die Technologie erfüllt oder ihnen widersprochen wird. So werden konfrontative Situationen geschaffen, in denen sich neue Perspektiven eröffnen. Aus der Konfrontation mit den spekulativen Artefakten werden Implikationen und Anforderungen abgeleitet, die sich im Umkehrschluss auf zukünftige Technologien anwenden lassen. Die vorgestellten Projekte wenden diesen Ansatz in verschiedenen HCI-Forschungsbereichen an, unter anderem in der Mensch-Roboter-Interaktion, im Kontext neuer Schnittstellen für die musikalische Interaktion, sowie für deformierbare und flexible Schnittstellen. In dieser Dissertation reflektiere ich den Ansatz anhand dreier Fragen: (Q1) Wie ergänzt der Einsatz von RWPs die Research through Design Praxis?; (Q2) Wie können RWPs für das Design von HCI-Systemen instrumentalisiert werden?; und (Q3) Wie beeinflusst der Einsatz von RWPs die Beziehung zwischen Mensch und Technologie? Der Beitrag dieser Arbeit liegt in (1) einem Überblick über den Ansatz sowie in den drei Perspektiven, die für das Verständnis und die Anwendung von RWPs in der Gestaltung von HCI maßgeblich sind, (2) den acht spekulativen Artefakten, die den Ansatz beispielhaft darstellen, (3) den Theorien und Konzepten, die von den verwendeten RWPs inspiriert sind, und (4) den empirischen Erkenntnissen, die aus den zugehörigen Studien und Umfragen abgeleitet wurden

Contextual Factors Affecting Information Sharing Patterns in Technology Mediated Communication

In this thesis, we investigate how and what contextual factors affect user’s information sharing. We build our work on six individual research projects which cover a variety of systems (search engines, social network sites, teleconferencing systems, monitoring technology, and general purpose conversational agents) in a variety of communication scenarios with diverse relationships and dispositions of users. Alongside detailed findings for particular systems and communication scenarios from each individual project, we provide a consolidated analysis of these results across systems and scenarios, which allows us to identify patterns specific for different system types and aspects shared between systems. In particular, we show that depending on the system’s position between a user and an intended information receiving agent – whether communication happens through, around, or directly with the system – the system should have different patterns of operational adaptation to communication context. Specifically, when communication happens through the system, the system needs to gather communication context unavailable to the user and integrate it into information communication; when communication happens around the system, the system should adapt its operations to provide information in the most contextually suitable format; finally, when a user communicates with the system, the role of the system is to “match” this context in communication with the user. We then argue that despite the differences between system types in patterns of required context-based adaptation, there are contextual factors affecting user’s information sharing intent that should be acknowledged across systems. Grounded in our cumulative findings and analysis of related literature, we identify four such high-level contextual factors. We then present these four factors synthesized into an early design framework, which we call SART according to the included factors of space, addressee, reason, and time. Each factor in SART is presented as a continuum defined through a descriptive dichotomy: perceived breadth of communication space (public to private); perceived specificity of an information addressee (defined to undefined); intended reason for information sharing (instrumental to objective); and perceived time of information relevance and life-span (immediate to indefinite)

A cumulative index to the 1976 issues of a continuing bibliography on Aerospace Medicine and Biology

This publication is a cumulative index to the abstracts contained in Supplements 151 through 162 of Aerospace Medicine and Biology: A continuing bibliography. It includes three indexes - subject, personal author, and corporate source