社會(huì)計(jì)算設(shè)計(jì)研究

文/ 胡軍(埃因霍芬理工大學(xué) 工業(yè)設(shè)計(jì)系)

在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)和人聯(lián)網(wǎng)相互的聯(lián)系越來(lái)越頻繁，技術(shù)性網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)成為社會(huì)性網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的組成部分，融入人類社會(huì)技術(shù)結(jié)構(gòu)。這些混合系統(tǒng)既展現(xiàn)了連續(xù)（在物理和社交空間）和離散（在網(wǎng)絡(luò)空間中）的動(dòng)態(tài)行為，在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品和服務(wù)的過(guò)程中，不僅會(huì)帶來(lái)新的機(jī)遇，還會(huì)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，在這些新產(chǎn)品和服務(wù)中，人類和技術(shù)方面的協(xié)同作用非常緊密1Hu， J.， Social Things： Design Research on Social Computing， in Cross-Cultural Design， P.-L.P.Rau，Editor. 2016， Springer International Publishing：Cham.p. 79-88.。在埃因霍芬理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系，最近完成的三項(xiàng)博士研究在不同應(yīng)用領(lǐng)域以不同的視角解決了社會(huì)計(jì)算的設(shè)計(jì)研究。邱炻使用眼動(dòng)追蹤技術(shù)促發(fā)視覺(jué)對(duì)焦，提高盲人和視力正常的人之間的面對(duì)面交流質(zhì)量，并為社會(huì)互動(dòng)的無(wú)障礙計(jì)算相關(guān)領(lǐng)域的凝視模擬系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了數(shù)據(jù)2Qiu， S.， Social glasses： designing gaze behaviors for visually impaired people. 2019， Department of Industrial Design， Eindhoven University of Technology： Eindhoven.?？ǖ洗骶S斯研究了傳感、信號(hào)處理和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新進(jìn)展如何被用于設(shè)計(jì)促進(jìn)健康和積極的老齡化，以及改善老年人和他們護(hù)理者在生活環(huán)境中的遠(yuǎn)距離聯(lián)系3Davis， K.， Social Hue - A Bidirectional Human Activity-Based System for Improving Social Connectedness between the Elderly and their Caregivers.2017， Department of Industrial Design， Eindhoven University of Technology： Eindhoven.。王超研究了無(wú)處不在的可用連接和廣泛滲透的社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)如何為增強(qiáng)道路上駕駛員之間的溝通提供新的可能性，使社會(huì)信息能夠在沒(méi)有物理限制的情況下通過(guò)汽車的鋼殼4Wang， C.， The Social Car： Enhancing Communication between Drivers by Digital Augmentation. 2017， Department of Industrial Design， Eindhoven University of Technology： Eindhoven.。還有許多正在進(jìn)行的博士研究項(xiàng)目將繼續(xù)對(duì)社會(huì)計(jì)算設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，例如社交表達(dá)和減肥設(shè)計(jì)中的社會(huì)價(jià)值5Yang， N.， etal.， Eliciting values through wearable expression in weight loss， in Proceedings of the 19th International Conference on Human-Computer Interaction with Mobile Devices and Services. 2017， ACM： Vienna， Austria. p. 86.1-6.6Yang， N.， etal.， i-Ribbon： Social Expression Through Wearables to Support Weight-Loss Efforts，in Intelligent Environments 2016，P.Novais and S.Konomi， Editors. 2016. p. 524-533.，利用老年護(hù)理中心社會(huì)聯(lián)系的技術(shù)連接7Kang， K.， etal.， Designing an augmented print media system to promote social interaction in nursing homes：a preliminary study，in Proceedings of the Sixth International Symposium of Chinese CHI. 2018， ACM： Montreal， QC， Canada. p. 76-83.8Kang， K.， etal.， Designing interactive public displays in caring environments： A case study of OutLook.Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments， 2018.10(6)： p.427-443.9Li， C.， etal.， Interactive Gallery： Enhance Social Interaction for Elders by Story Sharing， in Advances in Digital Cultural Heritage.2018，Springer.p.104-116.10Lin， X.， etal.， ViewBricks： A Participatory System to Increase Social Connectedness for the Elderly in Care Homes，in Intelligent Environments 2016， P. Novais and S. Konomi， Editors. 2016. p. 376-385.，合作性游戲的音效增強(qiáng)11Ma， Y.， etal.， Effects of playful audio augmentation on teenagers' motivations in cooperative physical play， in Proceedings of the 17th ACM Conference on Interaction Design and Children. 2018， ACM： Trondheim， Norway. p. 43-54.，公共可視化應(yīng)對(duì)集體壓力12Xue， M.， etal.， ClockViz： Designing Public Visualization for Coping with Collective Stress in Teamwork， in Proceedings of the Conference on Design and Semantics of Form and Movement - Sense and Sensitivity，DeSForM 2017， M.B.Alonso and E. Ozcan， Editors. 2017， InTech：Rijeka.p.67-78.，以及通過(guò)擴(kuò)增實(shí)境進(jìn)行社會(huì)學(xué)習(xí)13Li， J.，etal.，Augmented Reality Games for Learning： A Literature Review， in Distributed， Ambient and Pervasive Interactions，N.Streitz and P.Markopoulos， Editors. 2017， Springer. p. 612-626.等。

社交眼鏡：為視障人士設(shè)計(jì)注視行為邱炻

凝視在面對(duì)面交流中具有重要的社會(huì)意義。一個(gè)視力正常的人經(jīng)常用各種各樣的眼神來(lái)傳達(dá)非言語(yǔ)的信息，而一個(gè)失明的對(duì)話伙伴是無(wú)法看到和回應(yīng)的。依照實(shí)例來(lái)看，盲人的眼睛看起來(lái)是沒(méi)有吸引力，并且通常是畸形的，這使得眼睛看起來(lái)并不吸引視力正常的人。這些因素都影響著盲人和視力正常的人之間順暢溝通。我們的研究?jī)?nèi)容是模擬盲人的凝視，旨在提高盲人和視力正常人之間面對(duì)面交流的質(zhì)量。在本篇論文中，模擬凝視的目的包括兩個(gè)方面：幫助盲人感知視線，并為盲人模擬適當(dāng)?shù)囊暰€作為視覺(jué)反應(yīng)。該調(diào)研包括四項(xiàng)研究?jī)?nèi)容：

·研究一：探索面對(duì)面交流中的非語(yǔ)言信號(hào)

為了研究盲人如何在面對(duì)面交流中感知和理解非語(yǔ)言信號(hào)，我們采訪了20名盲人參與者并收集定性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。調(diào)查結(jié)果表明，參與者感到很難在談話中得到積極的感受?？赡苁撬麄?cè)谡勗捴械玫降姆e極信號(hào)較少，因?yàn)樗麄內(nèi)狈Ω兄娌勘砬榍铱床坏綄?duì)話伙伴的微妙姿勢(shì)（例如，目光接觸，微笑，點(diǎn)頭和豎起拇指）的能力。因此，我們應(yīng)該幫助盲人在盲目的對(duì)話中感知到視力信號(hào)，這些信號(hào)能夠傳達(dá)視力正常人積極的表現(xiàn)（例如，微笑和眼神接觸）。

·研究二：通過(guò)觸覺(jué)反饋提供對(duì)視線信號(hào)的訪問(wèn)

提出的概念設(shè)計(jì)，旨在建立盲人和視力正常人之間的眼神溝通。我們采訪了20位盲人參與者，以設(shè)想使用這種概念設(shè)計(jì)。使用了角色和場(chǎng)景向參與者解釋了四個(gè)特征。參會(huì)者討論了實(shí)用性，效率和興趣的特點(diǎn)。根據(jù)用戶調(diào)研結(jié)果，我們理清了設(shè)計(jì)方向：將篩選凝視檢測(cè)設(shè)備作為設(shè)計(jì)的第一步。我們?cè)賹⑦@個(gè)特性開(kāi)發(fā)成一個(gè)叫做觸覺(jué)帶的原型。

觸覺(jué)帶旨在驗(yàn)證觸覺(jué)反饋是否能夠使盲人感受到來(lái)自視力正常人的注意力（注視信號(hào)）的假設(shè)，以提高面對(duì)面交流的參與程度。我們使用面對(duì)面的二元對(duì)話場(chǎng)景對(duì)30位參與者進(jìn)行了這一假設(shè)的檢驗(yàn)，其中蒙住眼睛和視力正常人的參與者進(jìn)行了日常的交流。雖然定量結(jié)果不支持觸覺(jué)反饋對(duì)參與者參與對(duì)話的顯著影響，但一些參與者稱贊了這一想法并確認(rèn)了觸覺(jué)反饋可以使他們更加專注于對(duì)話伙伴。

·研究三：模擬凝視行為作為盲人的視覺(jué)反應(yīng)

一種名為E-Gaze的眼鏡工作系統(tǒng)是基于眼動(dòng)追蹤平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。它試圖在盲人和視力正常人之間建立“目光接觸”，以提高盲人在對(duì)話中的溝通質(zhì)量?；谘劬佑|機(jī)制和轉(zhuǎn)向策略， 實(shí)現(xiàn)了在E-Gaze眼鏡上的交互式凝視。為了評(píng)估交互式凝視的效果，我們?cè)谒膫€(gè)實(shí)驗(yàn)條件（無(wú)凝視，恒定凝視，隨機(jī)凝視和交互式凝視）下對(duì)40個(gè)參與者進(jìn)行了二元對(duì)話測(cè)試。定量結(jié)果表明，交互式凝視對(duì)提高盲人和視力正常人群之間的溝通質(zhì)量有積極的影響，這與參與者評(píng)論的定性分析是一致的。

·研究四：模擬凝視行為并在對(duì)話中提供觸覺(jué)反饋

在改進(jìn)的系統(tǒng)中，盲人戴著眼鏡裝置（E-Gaze）和觸覺(jué)腕帶。每當(dāng)視力正常者看著眼鏡時(shí)，它就會(huì)以模擬的目光對(duì)其做出反應(yīng)。同時(shí)，盲人會(huì)從腕帶接收到相應(yīng)的觸覺(jué)反饋。觸覺(jué)反饋使盲人能夠意識(shí)到視力正常的人正在看著眼鏡。用戶實(shí)驗(yàn)表明，視覺(jué)注視和觸覺(jué)反饋顯著提高了對(duì)話質(zhì)量，系統(tǒng)確實(shí)可以積極地影響參與者在面對(duì)面交流中的表現(xiàn)。

總的來(lái)說(shuō)，在這項(xiàng)研究中，我們綜合了理論分析，設(shè)計(jì)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果，嘗試使用眼動(dòng)追蹤技術(shù)模擬凝視，以提高盲人和視力正常人之間的溝通質(zhì)量。該發(fā)現(xiàn)可用于指導(dǎo)社會(huì)互動(dòng)無(wú)障礙計(jì)算相關(guān)領(lǐng)域的凝視模擬系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

【指導(dǎo)教師：Matthias Rauterberg， 胡軍，韓挺（上海交大）】

社會(huì)色彩-一個(gè)雙向基于人類活動(dòng)的系統(tǒng)，用于改善老年人與其護(hù)理者之間的社會(huì)聯(lián)系

Kadian Davis

如今，人們的壽命正在不斷延長(zhǎng)，主要是受到了改善的環(huán)境、衛(wèi)生的食物、干凈的水源和現(xiàn)代的醫(yī)學(xué)影響。然而，老年人有時(shí)會(huì)受到社會(huì)隔離和孤獨(dú)的挑戰(zhàn)，而照顧者往往會(huì)擔(dān)心他們年長(zhǎng)的親人。事實(shí)上，老齡化對(duì)我們所有人來(lái)說(shuō)都是很現(xiàn)實(shí)的，雖然“令人望而生畏”，但它為設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)最先進(jìn)的技術(shù)提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)，以促進(jìn)健康和積極的老齡化，并改善老年人與其護(hù)理者之間的社會(huì)聯(lián)系。

近年來(lái)，我們看到了智能手機(jī)和可穿戴技術(shù)的大幅增長(zhǎng)。值得注意的是，嵌入在這些設(shè)備中的傳感器能夠捕獲大量與位置、日常生活活動(dòng)（ADL）和健康相關(guān)的數(shù)據(jù)。人類活動(dòng)識(shí)別（HAR）被廣泛應(yīng)用于環(huán)境輔助生活（AAL）領(lǐng)域，通過(guò)利用無(wú)處不在的傳感器識(shí)別日常生活活動(dòng)來(lái)進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)，并提高老年人的生活質(zhì)量。此外，老年人和他們的護(hù)理者之間的活動(dòng)線索交流可以引發(fā)情緒反應(yīng)，從而得到有關(guān)他們健康、情緒和習(xí)慣的相關(guān)信息。

然而，大多數(shù)輔助生活技術(shù)側(cè)重于使用傳感器進(jìn)行緊急病例的門診監(jiān)測(cè)，特別是跌倒檢測(cè)，在改善老年人與其護(hù)理人員之間的人際關(guān)系方面幾乎沒(méi)有進(jìn)展。此外，現(xiàn)有的環(huán)境輔助生活的工具能夠?qū)崿F(xiàn)情境感知，這些工具通常是單向的（即，只向親屬提供老年人背景信息，反之亦然），從而造成老年人隱私權(quán)和尊嚴(yán)權(quán)的侵犯。

此外，了解用戶在其物理環(huán)境中的性質(zhì)，他們的需求和期望受到現(xiàn)有計(jì)算機(jī)模擬工具的挑戰(zhàn)，這些工具經(jīng)常忽視人口老齡化所面臨的挑戰(zhàn)（認(rèn)知障礙，運(yùn)動(dòng)以及身體殘疾，和社會(huì)孤立）。在進(jìn)行環(huán)境輔助生活的解決方案設(shè)計(jì)和驗(yàn)證時(shí)，研究人員通常似乎更注重技術(shù)性和功能性，而犧牲了設(shè)計(jì)來(lái)確保產(chǎn)品的可用性和可接受性，這很容易融入到用戶的日常生活中。

本篇論文在多學(xué)科框架內(nèi)采用了以用戶為中心的設(shè)計(jì)方法，包括人機(jī)交互，社會(huì)心理學(xué)，認(rèn)知，信號(hào)處理和普適計(jì)算等方面，用于雙向活動(dòng)外圍顯示器的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)，部署和驗(yàn)證，從而來(lái)支持與社會(huì)的聯(lián)系。在整篇論文中，我們基于以人為本的原則，我們的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證過(guò)程中積極地讓即將到來(lái)的老齡化和看護(hù)者作為用戶參與進(jìn)來(lái)。傳統(tǒng)的人種學(xué)技術(shù)，如訪談和觀察，以及共同構(gòu)建故事等現(xiàn)代技術(shù)，都被應(yīng)用到用戶的整體理解上，并幫助想象潛在用戶需求以及設(shè)想環(huán)境輔助生活中未來(lái)的使用可能性。

在此框架內(nèi)，我們利用智能手機(jī)的慣性傳感器（加速度計(jì)和陀螺儀）和先進(jìn)的人類活動(dòng)識(shí)別算法來(lái)探測(cè)老年人及其護(hù)理人員的六項(xiàng)基本活動(dòng)（站立，入坐，平躺，行走，上樓梯，下樓梯），開(kāi)發(fā)了一種混合多類支持向量機(jī)（SVM）和隱馬爾可夫模型（HMM）算法，以非常小的誤差范圍檢測(cè)用戶的活動(dòng)。將該混合模型與獨(dú)立的經(jīng)典多類支持向量機(jī)（SVM）進(jìn)行比較，并將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）分類器應(yīng)用于預(yù)期老年人和護(hù)理者的數(shù)據(jù)采集，結(jié)果表明該混合模型具有最佳的分類性能。隨后，我們公開(kāi)了數(shù)據(jù)集供機(jī)器學(xué)習(xí)社區(qū)使用。

上述的基本活動(dòng)被用作基于雙向活動(dòng)環(huán)境顯示系統(tǒng)的輸入，以增加目標(biāo)組之間的社交連通性。隨后，基于實(shí)時(shí)活動(dòng)的雙向照明系統(tǒng)由腰部安裝的智能手機(jī)，中央人類活動(dòng)識(shí)別服務(wù)器，飛利浦色彩燈光球，Led行走手杖和Led錢包組成，設(shè)計(jì)，實(shí)施和部署在生活實(shí)驗(yàn)室環(huán)境?？傮w而言，我們進(jìn)行了六項(xiàng)不同的實(shí)驗(yàn)研究以調(diào)查以下內(nèi)容：

·了解用戶的背景，以完善環(huán)境輔助生活工具面向連通性解決方案的設(shè)計(jì)。

·檢查活動(dòng)信息準(zhǔn)確呈現(xiàn)與環(huán)境顯示的相關(guān)性。

·在考慮到可用性問(wèn)題（如最終用戶接受度和隱私）的同時(shí)，為環(huán)境輔助生活領(lǐng)域開(kāi)發(fā)一個(gè)更強(qiáng)大和可靠的人類活動(dòng)識(shí)別模型。

·探索適合于不引人注目的活動(dòng)信息交換的環(huán)境照明工具。

·研究通過(guò)環(huán)境照明接收活動(dòng)信息對(duì)認(rèn)知（解決問(wèn)題、內(nèi)隱記憶和注意力）、主觀社會(huì)聯(lián)系、喚醒和配價(jià)的影響。

·探討互動(dòng)伙伴之間的活動(dòng)信息交流如何影響人際關(guān)系的同步性。

【 指 導(dǎo) 教 師：Loe Feijs， Carlo Regazzoni， 胡軍】

社會(huì)化汽車：通過(guò)數(shù)字增強(qiáng)以提升駕駛員之間的交流

王超

道路環(huán)境往往可以被看作是一種社會(huì)情境：每一次出行中，我們都會(huì)遇到其他司機(jī)，并需要與他們進(jìn)行協(xié)調(diào)，共享基礎(chǔ)設(shè)施。傳統(tǒng)的物理通信方式，如車體語(yǔ)言、車燈、喇叭、速度都是最常用的信息交換方式，但是這些方式限制了信息的范圍和帶寬，從而可能會(huì)導(dǎo)致兩種負(fù)面影響： 更多的道路沖突以及社交孤立。

如今，連接無(wú)處不在，社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的廣泛滲透和先進(jìn)人機(jī)交互技術(shù)的日益普及，為增強(qiáng)駕駛員之間的交流提供了新的可能性，也使得社交信息得以穿透汽車的鋼鐵外殼，從此擺脫物理束縛。在本研究中，我們生成、原型化并評(píng)估了多個(gè)新型的社交應(yīng)用程序，針對(duì)如下的研究目標(biāo)進(jìn)行探究：

設(shè)計(jì)不同的社交汽車應(yīng)用，以豐富駕駛員之間的交流，并積極影響駕駛行為和體驗(yàn)。

隨后我們針對(duì)這一目標(biāo)提出了兩個(gè)具體的研究問(wèn)題：

1) 數(shù)字增強(qiáng)通信是否有助于緩解道路沖突?

2) 數(shù)字增強(qiáng)通信是否減少了駕駛員的社交孤立?

為了回答研究問(wèn)題，我在前人研究的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)結(jié)構(gòu)化的框架來(lái)更好地解釋即將到來(lái)的駕駛員之間的社交網(wǎng)絡(luò)，并將我們對(duì)同步近距離通信的研究進(jìn)行了放大。然后通過(guò)共同建構(gòu)故事的方式，對(duì)由頭腦風(fēng)暴產(chǎn)生的30多個(gè)關(guān)于道路社交通信的新概念進(jìn)行調(diào)查。根據(jù)“四方模型”，我們選取了四個(gè)概念來(lái)深入探究由數(shù)字增強(qiáng)通信導(dǎo)引出的社交信息的交換。

應(yīng)用程序Like and dislike，通過(guò)允許司機(jī)發(fā)送/接收來(lái)自其他司機(jī)的贊賞和反對(duì)來(lái)擴(kuò)大通信通道。而另一應(yīng)用程序Carnote則是通過(guò)提供對(duì)駕駛員快慢駕駛行為的解釋來(lái)達(dá)到該目的。這些概念在駕駛模擬器中得到了詳細(xì)闡述和原型化，同時(shí)我們也進(jìn)行了用戶測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，數(shù)字增強(qiáng)可以減少駕駛員在道路上的沖突。

同時(shí)我們提出了iSticker和MusicHound兩個(gè)概念，通過(guò)向駕駛員提供相似信息來(lái)增強(qiáng)社交的親密性。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)匹配匿名駕駛員的相似興趣來(lái)建立社會(huì)聯(lián)系，對(duì)道路上的社會(huì)親密度和歸屬感會(huì)產(chǎn)生積極影響。也就是說(shuō)，數(shù)字增強(qiáng)可以減少社交孤立。

總的來(lái)說(shuō)，本研究基于前沿背景---互聯(lián)道路環(huán)境，探討了位置移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)的可能性。概念、原型和實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)駕駛員之間的社交互動(dòng)在未來(lái)潛力巨大。

【 指 導(dǎo) 教 師：Matthias Rauterberg，Jacques Terken， Jun Hu】