Προσαρμοστικές διεπαφές με επίγνωση κοινωνικού πλαισίου για την υποστήριξη ανάκτησης προσωπικών πληροφοριών σε συσκευές κινητού υπολογισμου
Authors: Στεφανής Βασίλειος 
Published: March 2023

Οι τεχνολογικές εξελίξεις των τελευταίων ετών, έχουν αναβαθμίσει τις κινητές συσκευές, από απλά κινητά τηλέφωνα σε συσκευές κινητού υπολογισμού. Οι σύγχρονες κινητές συσκευές είναι πλέον εξοπλισμένες με φωτογραφικούς φακούς υψηλής ανάλυσης, δέκτη GPS, δέκτη WiFi (802.11 b/g/n), κυκλώματα NFC, δυνατότητες σύνδεσης στο διαδίκτυο μέσω δικτύων κινητής τηλεφωνίας (3G/4G), επιταχυνσιόμετρα, αισθητήρες καταγραφής καρδιακών παλμών κ.α. Οι αισθητήρες αυτοί, είναι σε θέση να συλλέγουν πληροφορίες για το πλαίσιο του χρήστη (user’s context), το οποίο συμπεριλαμβάνει πληροφορίες όπως η τοποθεσία του, η τρέχουσα μέρα και ώρα, ο προσανατολισμός της συσκευής, το αν ο χρήστης κινείται και με πόση ταχύτητα, την τρέχουσα δραστηριότητα του χρήστη (π.χ. ομιλία, πληκτρολόγηση κειμένου) κ.α. Επίσης, οι ίδιοι οι χρήστες αποθηκεύουν στις συσκευές όλο και περισσότερες προσωπικές πληροφορίες, όπως το ιστορικό της επικοινωνίας τους, σύντομα μηνύματα, φωτογραφίες, emails, μουσική και βίντεο, υπενθυμίσεις και γεγονότα στο ημερολόγιο κ.α. Ο συνδυασμός του πλαισίου του χρήστη με την κοινωνική πληροφορία του χρήστη, δημιουργούν ένα δυναμικά οριζόμενο πλαίσιο, το κοινωνικό κινητό πλαίσιο του χρήστη (user’s mobile social context). Σκοπός της διδακτορικής διατριβής, είναι η υποστήριξη του χρήστη για την ανάκτηση προσωπικών πληροφοριών από συσκευές κινητού υπολογισμού, με αξιοποίηση του κινητού κοινωνικού πλαισίου. Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής, ως περίπτωση χρήσης, μελετήθηκε η ανάκτηση επαφών από το χρήστη με σκοπό την επικοινωνία (κλήση, μήνυμα κ.λπ.). Παρόλα αυτά, η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε μπορεί να εφαρμοστεί για την ανάκτηση οποιουδήποτε είδους προσωπικής πληροφορίας, όπως φωτογραφίες, βίντεο, μουσική κ.α. Συγκεκριμένα, αφού μελετήθηκαν πραγματικά δεδομένα χρήσης από δύο σύνολα δεδομένων, σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένας νέος αλγόριθμος για την πρόβλεψη της μελλοντικής επικοινωνίας του χρήστη συσκευών κινητού υπολογισμού. Στη συνέχεια, έγινε σύγκριση του συγκεκριμένου αλγορίθμου με υπάρχουσες προσεγγίσεις, οι οποίες αναφέρονται στη βιβλιογραφία. Κατόπιν, σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε σύστημα για συσκευές κινητού υπολογισμού το οποίο ενσωματώνει τον προτεινόμενο αλγόριθμο. Παράλληλα, σχεδιάστηκαν, υλοποιήθηκαν και αξιολογήθηκαν, τόσο στο εργαστήριο όσο και με πειράματα πεδίου, υβριδικές προσαρμοστικές διεπαφές για την παρουσίαση των προτάσεων του αλγορίθμου και, γενικότερα, την υποστήριξη ανάκτησης προσωπικής πληροφορίας, όπως οι επαφές, σε συσκευές κινητού υπολογισμού. Αναλυτικότερα, στο πρώτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η τρέχουσα κατάσταση στο πεδίο των συσκευών κινητού υπολογισμού, σε επίπεδο υλικού, σε επίπεδο δικτύων και σε επίπεδο λειτουργικών συστημάτων των συσκευών κινητού υπολογισμού. Επίσης, παρουσιάζεται συνοπτικά η έννοια του context και των context aware συστημάτων. Τέλος, γίνεται μια πρώτη καταγραφή των ερευνητικών θεμάτων της διδακτορικής διατριβής και παρουσιάζεται συνοπτικά η συνεισφορά της. Στο δεύτερο κεφάλαιο, γίνεται μια εκτενής παρουσίαση της τρέχουσας ερευνητικής δραστηριότητας στον τομέα της διδακτορικής διατριβής. Συγκεκριμένα, αναπτύσσονται οι έννοιες του context και των context-aware συστημάτων και στη συνέχεια γίνεται αναφορά στις έννοιες του mobile και social context. Κατόπιν, παρουσιάζονται μεθοδολογίες ανάκτησης και μοντελοποίησης του context, με έμφαση στο context των συσκευών κινητού και διάχυτου υπολογισμού. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται χαρακτηριστικά παραδείγματα κινητών context aware συστημάτων, με έμφαση στα context aware συστήματα για τη διαχείριση προσωπικής πληροφορίας σε συσκευές κινητού υπολογισμού και ειδικότερα στη διαχείριση των επαφών και της επικοινωνίας του χρήστη. Τέλος, παρουσιάζονται νέα είδη διεπαφών (adaptive interfaces), οι οποίες προσαρμόζονται στο τρέχον context της συσκευής κινητού υπολογισμού. Στο τρίτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται το πρώτο μέρος του ερευνητικού έργου της παρούσας διδακτορική διατριβής. Συγκεκριμένα, παρουσιάζεται η μελέτη και υλοποίηση ενός αλγορίθμου για την ανάκτηση προσωπικής πληροφορίας από συσκευές κινητού υπολογισμού. Ως περίπτωση χρήσης, εστιάσαμε στην ανάκτηση των επαφών. Αρχικά, παρουσιάστηκε ο τρόπος με τον οποίο επιλέξαμε να αναπαραστήσουμε το context του χρήστη. Στη συνέχεια, για να ερευνηθεί ποιες διαστάσεις του context είναι οι σημαντικότερες για την ανάκτηση επαφών, πραγματοποιήθηκε η ανάλυση δύο συνόλων δεδομένων, ενός που συλλέχθηκε στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής και ενός που παραχωρήθηκε από την εταιρία ΝΟΚΙΑ. Κατόπιν, παρουσιάζεται ο σχεδιασμός και η πειραματική αξιολόγηση του αλγορίθμου. Τέλος, παρουσιάζεται η σύγκριση του προτεινόμενου αλγορίθμου με αντίστοιχους αλγορίθμους και προσεγγίσεις της βιβλιογραφίας. Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η υλοποίηση ενός συστήματος ανάκτησης επαφών σε συσκευές κινητού υπολογισμού. Συγκεκριμένα, υλοποιήθηκε ο αλγόριθμος που παρουσιάστηκε στο προηγούμενο κεφάλαιο και στη συνέχεια σχεδιάστηκαν και υλοποιήθηκαν context aware προσαρμοστικές διεπαφές, για την ανάκτηση επαφών σε συσκευές κινητού υπολογισμού. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η αξιολόγηση του συστήματος που υλοποιήθηκε, με την πραγματοποίηση πειράματος πεδίου, διάρκειας ενός μήνα. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, συλλέγονταν ανώνυμα στατιστικά χρήσης του συστήματος, ενώ, στο τέλος του πειράματος, έγινε και συλλογή ποιοτικών δεδομένων, με χρήση ερωτηματολογίων. Στο τελευταίο, πέμπτο, κεφάλαιο, παρουσιάζεται μία σύνοψη της διδακτορικής διατριβής, καταγράφονται τα συμπεράσματα της και γίνεται αναφορά στις μελλοντικές επεκτάσεις του ερευνητικού έργου.