DAFIESKU:系统获取移动的生理数据

文摘

收集生理数据时执行实验需要研究人员的努力。通常,需要一个相当长的时间准备信号采集设备,进行实验,每个参与者的数据正确标签。然而这些数据是有价值的对于个人特征的分析,如行为、健康状况和偏好。目的是帮助研究人员这样单调乏味的任务,我们已经开发出DAFIESKU系统。这个系统可以获得几种类型的生理数据。DAFIESKU促进新数据集的创建与生理数据通过移动和可穿戴设备。系统的可用性评估在一个两步迭代过程的两个案例研究。前进行第二个案例研究中,提高了整个系统使用反馈获得第一个案例研究。成果表明,可用性是增强DAFIESKU的第二个版本。

1。介绍

人与计算机系统交互的方式是不断变化的:从批处理通信交互系统和互动与台式电脑在特定的时间和地点,与这套连续无处不在的移动交互。新范式的人机交互(HCI)出现,如增强现实、无处不在的计算,和情感计算,已发现和新的应用程序,如电子学习,电子健康和电子政务1- - - - - -4]。

最初,特定的设备被用来使这些新的应用程序,但现在几乎所有的商业设备服务。移动智能手机的使用很常见,单独或结合其他组件,如smart-watches眼镜,麦克风,和衣服。他们中的大多数已经集成传感器,例如,加速度计、陀螺仪、温度传感器、压力传感器、声传感器和温度记录。这个设备很容易从用户记录生理数据。如果足够的存储和保存,这些数据可能被用来训练机器学习系统分析卫生条件、用户行为特征,和其他类似的主题。

网上有大量的公共存储库存储数据集(5,6]。然而,在某些情况下,研究人员需要创建新的数据集,作为获取数据集的任务过程的研究是一个重要的一步(7]。

获得数据的方式是一个很重要的问题直接有关的考虑数据的有效性。方法记录数据是建立在控制环境等研究实验室或不受控制的环境中,如在现实生活中(8- - - - - -10]。第一种方法的优点是减少噪音和记录主要是适当的数据,但它的主要缺点是,自然是输了。,对象可能在一个相当陌生的地方感觉不舒服,可能同时被几个人观察,研究人员。后一种方法都有其优点和缺点相反前者:主题是在真实的生活环境,因此生成的数据更自然的反应,虽然环境因素可能影响的质量记录。然而智能手机的普及和发展与可穿戴设备在过去的十年里取得了这个选项更有吸引力。

在本文中,作者回顾哪些设计问题需要考虑和现在系统命名DAFIESKU旨在获取生理数据在移动不受控制的环境。它的主要目标是允许实验设计在实际应用条件,然后自然分析数据记录在真实环境中,而不是记录在实验室。这个系统允许研究人员进行远程实验参与者的合作。DAFIESKU系统的初始版本和使用的案例研究来测试他们也详细的在这里。

本文是一篇论文的延伸了2016 UCAmI会议(11,12]。远程系统提出,旨在记录生理数据的参与者没有研究助理的帮助下,已经由通常的迭代开发周期中提出了以用户为中心的设计(13]。文献[12]礼物,示意图,第一个周期的迭代开发。这篇文章中给出的信息延伸。此外,这个礼物第二个迭代扩展原始框架,重点改善所需的指导用户用DAFIESKU进行实验。添加了新的屏幕和安排DAFIESKU移动应用程序的建议后获得的第一个案例研究涉及五个参与者。一个新的案例研究已经完成测试的变化和其适当性,以满足目标的新方法。上述案例研究的结果,涉及17个新的参与者,也是本文所示。新部分或细节包括和一些数据和表添加了为了澄清解释和展示成果。两个表概述两个实验过程中的经验教训。

2。相关工作

评价和测试的研究问题和假设是人机交互研究人员一个反复出现的主题。出于这个原因,它不是令人惊讶的发现丰富的框架,工具包,平台致力于远程评估的科学文献[14,15]。通常这些作品相关网络域和web界面的可用性和可访问性。例如,偏远(16)提出了一种平台远程评估的可用性设计和交互的web应用程序的研究。最能使实验设置和数据收集从参与者的web浏览器使用插件。

在过去的十年里,高流行的智能手机和他们的应用程序,通常称为应用程序,提供了一个机会在移动环境中进行远程评估。例如,经费(17)是一个可扩展的框架基于Android能够收集和上传来自不同传感器的数据嵌入到智能手机,目的是研究社会互动。有一个版本叫做经费在一个盒子里(18),会自动创建一个phone-sensing应用的指导用户。意识到(19)是一个框架致力于智能手机的仪器更好地理解人类行为。它所提供的框架是面向环境敏感和与用户交互的机制,而收购来自传感器的数据。

近年来,出现了使用生理信号在计算机科学领域由于大量的无线可穿戴设备提供这样的信号。因此,类似的系统记录和存储的生理信号可以在文献中找到。Biosignal点火器工具包(20.]介绍了一组不同的生理信号的采集工具。工具箱提供了一个桌面应用程序可视化和记录的信号,还包括自己的传感器平台称为BITalino [21]。集中在医学领域,Physiodroid [22)提供了一个框架,用于创建使用传感器包括可穿戴设备医疗应用程序。这个框架是面向开发人员想要创建自己的申请医疗或上下文感知域而不是研究人员要进行实验。这些作品的重点是生理信号的远程采集,没有考虑到整个实验过程。

还有其他范例等参与式感知“任务部署移动设备形成互动,参与传感器网络,使公众和专业用户收集、分析和分享当地的知识”(23]或移动人群传感“一个新的传感模式,赋予普通民众提供数据感觉到从他们的移动设备,或生成聚合和群智能融合云中的数据提取和以人为中心的服务”(24]。这些范式密切相关这一提案,可以很容易地合并。

作为一个例子的范例,25)提出了一个系统,众包的生理数据和主观情绪可以用于交叉验证的情绪,人们觉得当参观不同的城市空间。然而这对于编译移动应用被认为是主观的情感不是收集生理数据。这正是DAFIESKU可以帮助的地方。

另一个crowd-sensing平台是维塔(26),一个移动cyber-physical crowd-sensing应用程序系统。类似于DAFIESKU,维塔软件架构分为两个部分,一个为移动部分,另一个用于云。维塔允许人力资源分配和支持各种移动crowd-sensing应用程序通过用户参与互动与其他参与者。另一方面,用户仅在DAFIESKU互动参与者角色与任务后的移动应用程序设计的研究。

DAFIESKU系统的主要目的是提供资源和工具,研究人员为了方便的部署从其设计一个实验的分析结果。实验将在现实或自然环境(参与者)熟悉使用可穿戴技术和无处不在的计算。预计将获得的数据在控制地方比这更自然的获得,如研究实验室(陌生的参与者)。

因此,DAFIESKU可用于研究获得生理数据,包括研究医疗设置为了监控个人健康状况和体育设置或即使在家学习为了测量工作,提高效率。它也可以用于计算当检测情感(情感27]。

3所示。设计问题

有不同类型的实验涉及生理数据在计算机科学研究。DAFIESKU旨在收集生理实验数据和活动参与者的标签。此外,系统必须自动工作的研究助理,当实验进行。随后,系统设计与实验参与者直接交互。在本节中设计问题的发展系统(见图1)深入详细地解释。

3.1。涉及的角色

在开发DAFIESKU时,有两种主要的用户角色。第一个作用是研究或实验的设计者,而第二个实验参与者。

研究者的角色是思考,设计,并监督实验的真实用户参与。他们通常在一个团队中工作,但他们也可以单独工作。研究者提出了研究问题的方法测量反应。他们还决定在实验中使用的仪器,估计实验的持续时间和规模的人口。方法获取数据(例如,拍摄、采访、记录演讲),在哪里存储它们,是否让他们可用的社区也决定采取的研究员。应该强调DAFIESKU旨在帮助建立的实验中,参与者的选择,数据的存储。分析数据是超出了DAFIESKU的范围。

另一方面,有实验参与者。他们必须决定他们是否愿意合作与研究人员为了创建数据将进一步分析。他们必须显式地给他们的同意,如果要求,他们和他们的数据将从实验中删除。实验或者是团体,由研究者根据设计。参与者也被称为实验对象。

3.2。实验设计

研究人员通常需要几个步骤来定义实验和实验与最终用户进行设置(9]。实验研究分析和解释了操纵一个已知的变量(自变量)有一个直接影响另一个变量(因变量)。也有其他类型的变量命名为“控制变量”,要保持不变,以确保在整个研究取得的结果确实是由自变量引起的。

实验的主要类型是那些被称为“随机实验”和“准试验。”在随机试验中,参与者被随机分配到每个独立变量条件在准试验参与者手动分配到实验条件。

通常主题之间或受试随机实验。在主客体之间的实验中,参与者被分配到一个组,然后暴露于一个单一的条件。如果条件的数量高,所需的组的数量增加,那么反过来要求参与者的数量。在受试实验参与者接触到每一个实验条件和更容易找到差异引起的治疗。所需的参与者的数量低于主题之间的实验,但学习效果可能出现。为了减少这些影响,条件通常是平衡(完整的平衡和/或拉丁方)。

另一种类型的实验是阶乘设计,时使用多个自变量进行测试。阶乘实验可以试,主客体之间和混合(最后一个,例如,当测试治疗相关的年龄或性别)。

在DAFIESKU,我们一直专注于实验数据从参与者,特别是生理数据。因此,我们的目标是为研究人员提供一个应用程序,该应用程序将帮助他们在设计实验来获取生理数据。

3.3。让实验参与者

当实验在受控环境研究实验室等研究人员,这些可以直接向参与者提供的所有信息。然而,当研究人员和参与者都在不同的位置,需要建立合作的协议。

在DAFIESKU,这些无法控制的环境中形成的主要焦点,例如,参与者的习惯性居住。在这种环境下,参与者感到更舒适,回应,因为他们可能会在他们的日常生活,记录数据是更现实,反映出用户的自然特征和行为。

实验中,其相关信息,所需的设备(例如,传感器)将会提供给参与者。这是实现通过手机和数据通过光纤发送相同的手机。因此,当一个参与者准备执行一个实验中,首先他们需要打开应用程序包含实验,实验中的下一个按照详细的步骤,,最后,使用传感器发送的数据捕获。

3.4。无线传感器、数据采集和传输

如今,由于小型化传感器更舒适。通常情况下,这些传感器集成一体化的硬件平台,如Biosignalsplux [28)或闪烁29日),包括电池和无线传输功能。简而言之,这些传感器的平台是很有用的实验表现在不受控制的环境中,例如,家里的参与者。

然而,这些平台还有存储能力有限,他们使用个人区域网络(PAN)连接,蓝牙等不能直接连接到互联网。

为了克服这些限制,一个常见的解决方案是将传感器平台与手机的用户。由于移动设备,首先从传感器获取的数据被传输到存储系统的移动设备,最后在云服务器可能可用。

3.5。数据存储和分析

一旦所有的道德和隐私问题被考虑30.),记录数据应该被处理和过滤,为了便于进一步分析,标准,如HDF5, (31日应遵循。

必须系统中可用的生理数据,不仅对研究人员还对参与者。对自己的生理数据的访问有助于确保数据采集的过程的透明度。

当然,如果数据使用不同的研究小组,不同协议之间的所有者或管理员数据库,以确保人员不让非法使用这些数据在处理他们。例如,用户参与的匿名数据的记录必须保存即使是公开的数据。

3.6。技术细节

DAFIESKU的服务器端开发与Ubuntu 14.04 VirtualBox虚拟机操作系统。各种技术用于实现的不同部分系统的服务器端。服务器配置与Apache 2.4.7进行。与HTML5 web应用程序实现,PHP 5.5.9, JavaScript (jQuery 3.0.0)和CSS3。实现REST API,苗条微框架使用2.6.3,它提供一种简单的方式为Android设备访问数据存储在数据库中。协议用于执行各种HTTP请求。JSON格式(32)是用于促进之间的通信服务器和Android智能手机/平板电脑通过API。

根据不同的要求,不同的JSON对象必须被发送到API。例如,当一个参与者完成一个实验,Android应用程序将发送一个请求到服务器通过API来更新数据库中的信息,具体的实验。所需的参数的例子,鉴于操作实验的id,需要更新的数据。如果Android设备发送的所有必需的参数调用API时,手术成功进行一个特定的JSON响应发送到Android设备说它已经完成。JSON响应从服务器总是由一个HTTP状态代码和一个消息;这可能是一个错误消息,消息说,手术是成功的,和/或一个嵌套的JSON消息包含所请求的数据。

MySQL 5.5.47用于数据库管理。所有的实验数据都存储在数据库中,所以它可以访问的API。我们还需要一种方法来存储的生理数据,所以我们选择了HDF5文件格式。当一个参与者完成一个实验,Android设备会自动创建一个压缩的ZIP文件包含生理数据(每个传感器一个文本文件,另一个文件用于标记)并上传服务器使用特定的请求方法开发的REST API。然后,服务器运行一个程序开发的C使用HDF5 1.8.16图书馆,读取ZIP文件包含的所有数据,并将其转换为一种HDF5格式文件。这个文件被存储在服务器及其数据库中的目录路径与它所属的实验,所以研究者文件可供下载。

DAFIESKU为Android客户端应用程序的开发使用Android Studio IDE (33),它可以在Android设备上运行到API 14 (Android 4.0,冰淇淋三明治)。

大多数项目使用的类的Java和Android原生,虽然已经使用一些第三方库,如黄油刀(34]字段和方法绑定,GraphView一样(35)策划的Android的观点。这两个库是开源的,并且由Android开发者广为人知。

如前所述,Android智能手机/平板电脑之间的通信和生理数据采集设备将通过蓝牙协议执行。因此,Android图书馆提供的生理数据采集设备应该被添加到应用程序项目。在这个特定的场景中,Android BITalino库已被添加。如果生理数据采集设备没有一个Android兼容库与Android设备的通信可以手动执行使用Android蓝牙类(36]。

另一方面,执行Android设备和服务器通信使用HttpURLConnection [37JSON(后)的Java类32)的格式。四种不同类型的调用是使用的Android应用程序与服务器通信:(我)登录电话:这叫凭证引入的用户发送到服务器。如果登录成功一个API密匙将收到一个响应。这个API密钥将被用来验证用户进一步沟通。(2)同步调用:这个调用将使用最新的信息更新Android应用程序相关的任务保存在服务器;例如,它会下载应用程序用户可用新任务。(3)将提取的数据:这个HTTP POST调用时自动将执行一个任务成功完成。它从生理传感器发送数据提取到服务器。(iv)确认电话:一旦数据传输(之前调用)完成一个HTTP PUT调用将更新任务完成在服务器端进行。

在未来的版本中,这些沟通的目的,它计划增加改造图书馆(38]。这将使应用程序更容易维护和增加稳定性。

从生理传感器获得的数据将被存储在临时文件在设备的内存,一个文件/传感器。由于移动设备的计算的局限性,在客户端生成的文件将不会被处理。相反,所有的临时文件将在ZIP压缩格式文件,发送到服务器需要进一步处理。一旦确认了与服务器传输数据将从Android设备中删除。

4所示。DAFIESKU 1.0系统

DAFIESKU系统设计利用无线设备来获得一个低侵入性的环境数据采集期间参与者。DAFIESKU由一组可穿戴设备与生理传感器由一个服务器协调。基于可穿戴设备无线连接通常提供蓝牙连接可用于生理数据发送到任何电脑。出于这个原因,移动设备(如智能手机或平板电脑)之间的中间层使用服务器和可穿戴设备(见图2)。

这种方法的主要优势是它提供的可能性配置每个实验的数据采集和指导和支持的可能性在实验参与者。应该指出,研究者和参与者都必须登记DAFIESKU系统。通常,参与者将在DAFIESKU注册人员。

收购或记录数据之前,有几个决定采用在配置阶段。使用web界面研究人员准备的实验参与者能够下载到他们的移动设备,从而使研究者获得他们的生理数据。在本节中,我们目前的DAFIESKU的第一个版本,在部分6我们现在的新版本开发考虑部分中给出的实验结果5。

4.1。创造实验

DAFIESKU,研究人员可以建立数据将被收购和如何以及什么时间将以创建数据库获得生理信息。

要收集的数据取决于研究的范围,研究人员计划在将来开发,传感器可用于采集、人口等等。

DAFIESKU系统为研究人员提供了一个web客户机,使它们来定义传感器(其中可用)将如何被使用,是否他们会一起使用或者单独使用,和哪一种信息提供的设备将被记录(见图3)。

图3显示一个表单来创建一个实验在DAFIESKU 1.0 web应用程序。要求实验的名称,值不一定独特(可以有多个名称相同的实验,因为他们被一个身份证号码),和一个描述,应该简单和清楚地解释其目的参与者。接下来,将要使用的传感器必须选择生理数据。之后,实验的持续时间(小时、分钟和秒)和相关参与者的名字和姓氏必须被定义。

最后,几次是可以被定义。这些时间标志代表了额外的信息,比如一个参与者可以执行的活动在一个实验,暂时的情绪,等等。用于测试的原因,在这个版本的DAFIESKU 1.0中,一个最大的三个时间是可以被定义。

4.2。为参与者提供指导

DAFIESKU系统,参与者在数据采集中发挥关键作用。除了其他事情之外,他们决定何时开始的实验中,他们提供反馈标签的生理数据。

为了方便这些活动,研究人员还必须()指定实验参与者的描述和定义的任务,()描述说明附加传感器,()设置一个预定义的标记列表或活动相关的合成数据集实验标签。所有这些文本必须全面理解参与者为了避免问题在实验(见图4)。

4.3。在实验数据采集

实验参与者能够下载的安卓移动设备(智能手机或平板电脑),由于通信,使用基于REST API的web服务。下载完成后,他们将不得不设置传感器和无线连接到移动设备,通过蓝牙。最后,他们将不得不开始记录数据和标签的时刻,每个实验的指令。最后这两个将纯粹的按钮或选择从列表任务,分别。因此,在第一种情况下未标记数据记录用户想要的时候,而在第二种情况下相关数据记录是用户正在开展的活动(如运行,爬山坡,研究,是放松的)。

图4(一)显示了DAFIESKU Android应用程序的主要活动。这个屏幕的目的是展示相关的所有任务之前登录的用户。任务被归类为等待或完成,取决于他们的地位。为了执行一项任务,它必须从等待任务列表中被选择。通过点击任务名称完参与者可以获得反馈的任务。

一旦用户选择了等待的任务列表,如图所示的屏幕4 (b)显示。这个屏幕包含有关所选任务的所有信息(描述、传感器穿最长时间的估计,和活动执行)。为了使正确的录音,用户可以执行之前检查传感器是否正确调整活动相关的任务。当参与者完成任务完成时间估计之前,回来按钮将参与者前面的屏幕上。否则,预计到达时间时,系统会自动回到前一个屏幕。

5。案例研究来评估DAFIESKU 1.0系统Non-Classroom学习实验

进行了一个案例研究来测试DAFIESKU 1.0系统的可用性。为此一个代表性的实验non-classroom学习情况设计DAFIESKU为了测试系统中的两个角色:研究者和参与者。作为研究员,实验对象介绍了信息设置实验。另一方面,作为一个实验参与者,相同的实验对象执行固定的任务,比如阅读文本或问题,和回答问题,他们的生理数据。网络和移动应用程序的可用性是衡量使用SUS问卷(39]。

5.1。方法

5.1.1。参与者

5名志愿者(2雌性)是从周围的招募研究实验室的巴斯克国家大学信息学院(UPV / EHU)。这是最小数量的参与者,让你几乎找到尽可能多的可用性问题,你会发现使用更多的测试参与者,显示在[40]。实验对象的范围从30岁到57年( );见表1。知情同意是获得所有单个实验对象包括在这项研究。用户计算毕业生除了用户05年,工业工程学位。用户01、02年,05年博士。他们曾参与其他研究,但是只有用户03和04先前参与生理实验。此外,用户03和04与用户先前准备的实验,但是没有生理数据被捕获在这些场合。

5.1.2中。装置

设计实验的web服务运行在一个虚拟机与一个Ubuntu 14.04 LTS操作系统。这个web服务时使用扮演研究者的角色在本实验使用一台笔记本电脑。设计应用程序获取数据运行在三星Galaxy Tab 2.7.0 Android 4.2.2操作系统(RAM: 1 GB;1.0 GHz双核处理器;与1024年7屏幕600像素)。BITalino [41)传感器平台被用来收集生理数据的心电图(ECG)和皮肤电活动(EDA)传感器。笔记本电脑和平板电脑上运行的虚拟机使用WiFi连接无线路由器。平板电脑和BITalino通过蓝牙连接接口。

5.1.3。过程和设计

从实验对象获得同意后,他们的人口数据聚集。然后,一张与完成的任务交付给每个实验对象。

第一个任务(任务1)完成与某些特征来定义一个实验用DAFIESKU 1.0的web客户端。这是在研究者的角色。Task 2进行了在一个参与者的角色。实验所需的设备已经准备好了(见图5),验证,一切工作正常,然后任务1中定义的活动所需的实验。这个实验是靠阅读文本打印在纸上,然后阅读和回答几个问题有关的文本,也在纸上,用一支笔,如果他们在做课堂练习。参与者表明通过使用系统的时间阅读文本,当他们阅读问题,或者当他们回答问题。实验完成后,他们不得不脱下传感器。作为一个研究员,Task 3他们验证,再次使用web客户端,实验的数据被正确地存储在服务器上。

当完成这三个任务,实验对象完成两个SUS问卷,一个研究员和其他生理实验的参与者。完成每一个任务所需要的时间测量。采访的最后,他们两个DAFIESKU 1.0开发团队成员为了得到更多的反馈,在这种情况下,定性的反馈。面试大约5分钟长,提到的问题,尤其是他们的意见,他们的建议,系统的可用性,和他们有任何问题过程中,以及哪些方面可能提高未来的版本。此外,采访的声音记录下来。

5.2。结果与讨论

所有实验对象成功完成所需的任务。表2显示了时间需要完成三个任务。Task 2需要最多的时间而Task 3是需要的时间最少。分钟完成三个任务所需的范围从25(用户05)44(用户02)。

关于系统的可用性(见表3),SUS分数 研究者web客户机应用程序 Android应用程序。这些分数都超过70,因此应用程序可能被视为是好从可用性的角度来看39]。然而,参与者的两个显著低于70的应用程序,其中一个额定的Android应用程序以42.5的得分,表明有可用性需要解决的问题。

实验对象也提出了一些改进,几乎所有的目标是提高参与者的经验数据采集。其中一个(用户03)建议包括指令如何穿实验所需的生理传感器应用。其他一些实验对象提到电线阻碍在任务2的完成实验。DAFIESKU旨在创建实验和寄存器数据,包括帮助或指导正确的调整传感器直接在未来版本的应用程序被认为是一个好主意。不过,它必须是表示,应对电线取决于使用的传感器技术和它超出了DAFIESKU系统的范围。然而,研究人员应该考虑的特点,在设计实验时使用的技术的预防可能影响结果的可用性问题。

其他评论主张DAFIESKU 1.0实现的增强。例如,关于移动应用程序,几位与会者建议增加任务的名字当他们之间的距离显示在屏幕上。他们还建议保持屏幕的垂直方向当他们检查传感器是否正确工作。与服务器端应用程序,如何表达实验的持续时间和如何选择传感器参与实验需要更直观。为了减少错误在设计实验时,确认选择是建议允许研究人员阅读和接受实验的细节检查后,如果他们是正确的。

在表4教训为了突出显示新版本的系统,与服务器端应用程序和移动应用程序。

还有几个问题带来光方面的进一步评估DAFIESKU 1.0可以增强。例如,我们的案例研究是由五个参与者都技术资料。更加完整和重要成果,DAFIESKU应该评估更多的参与者不同的配置文件(例如,心理学家和医学概要文件)。

6。DAFIESKU 2.0系统

在这一节的主要变化对DAFIESKU系统的第一个版本解释说,考虑到从先前的实验结果。

6.1。创造实验

DAFIESKU 2.0,做了一些改进web客户端为了解决特定的可用性问题,还建议后由参与者,参加了之前的实验(见部分5)。

在这个DAFIESKU web客户端2.0版,目的是维护,这是为了便于创建实验的过程,但在一个更直观的方式。

图6显示一个表单的一个实验可以设置在DAFIESKU 2.0 web应用程序。主要的差异是创建一个实验所需参数的顺序。当参与者需要在系统中注册的人员,在指定其他参数的实验中,重要的是要检查参与者是否在系统中注册。由于这个原因,在DAFIESKU 2.0中,第一步是选择参与者。

此外,添加了多个传感器以及选择不同的设备的可能性。因为系统是通用的,DAFIESKU 2.0准备使用不同的设备。这也促进了连接和使用额外的设备,允许使用不同的传感器的实验。当创建一个实验,系统将显示的研究员,在实时设备兼容的传感器。

接下来,必须定义的最大持续时间实验,小时和分钟。这个领域已经从1.0版本也改变了。事实上,参与者所需的时间格式指定的问题,创建实验时导致错误。这一领域进行了简化,以避免这类错误。此外,该字段用于指定秒已被删除,因为它毫无意义之外的测试。

最后,可以定义特定的时间标志,代表了不同的活动在一个实验参与者可以执行。在DAFIESKU 2.0中,可以定义动态尽可能多的时间标记所需的研究员,与在1.0版本中,只有三个时间是可以被指定。

6.2。提高参与者的指导

正如前面提到的,移动应用的目的在于生理数据的记录。由于这些数据的关键性质,建议给用户一些反馈,以确保它们是正确执行记录。这是更重要的是如果用户没有经验的移动应用程序的几个老人一样。出于上述原因,考虑到前一节的个案研究,在新版本的移动应用程序,包含四个不同类别的辅助屏幕指导用户(见图7):(1)默认的应用程序信息:这类描述了通用信息等移动应用程序如何登录到系统,用户必须做些什么来开始一个实验(见图7(一)登录屏幕指南)。这些屏幕自动访问一个参与者第一次打开应用程序,在那一刻的小信息图标在屏幕的顶部(见图8(一个))。这个按钮实现的屏幕提供每一个适当的信息能够继续使用该应用程序。(2)设备功能和传感器位置评价:对于一个没有经验的用户,生理数据采集平台可能是复杂的首次使用。此外,在体内放置电极或平台本身需要仔细解释时避免错误记录数据。一步一步评估提供实验所需的设备和所有的电极(见图7 (b)以及指导图7 (c)设备和电极位置)。(3)传感器测试屏幕:一旦传感器连接到参与者的身体,应该执行一系列测试,以确定传感器按预期工作。系统实现这一目标显示参与者两个数据:第一,预期的生理信号小波,然后,自己的信号实时记录由应用程序(参见图7 (d)和7 (e)心电图信号测试)。系统询问该参与者继续或修复的位置传感器,如果任何错误被发现。(4)实验屏幕指示:开发该系统是为了标注各种行为实验期间使用预定义的标记。简要说明与注释的功能是提供给参与者(见图7 (f))。

第一类帮助屏幕可以在任何时候通过一个图标。另一方面,其余的类别是一个实验开始时按顺序访问。这个序列必须被小心地跟着参与者使用生理传感器时避免一些常见的错误。总的来说,超过15个不同屏幕介绍了2.0版本的移动应用程序。

6.3。在移动应用程序可用性改进

后第一个案例研究中,我们注意到移动应用程序的可用性可能会增强。在DAFIESKU 2.0添加了几个与用户体验相关的改进。

因此,字段,不需要与用户交互现在屏幕上的颜色不同,需要互动。此外,DAFIESKU 2.0中加入了一些图像的领域用户交互为了给更多的图形描述,例如,一个图像的一个关键密码字段(参见图8(一个))。

此外,另一个显著的变化是添加:update按钮在主屏幕(见图8 (b))。通过点击这个按钮用户同步的状态与服务器上的本地任务。在DAFIESKU 1.0中,这种同步时才进行设置或完成一个实验。

最后,实现了一些内部改进时,移动应用程序,考虑到第一个实验和用户和移动应用程序的交互方式。因此,实现略适应给更大的稳定性问题是注意到在实验阶段。例如,一个更高效的键盘管理是包括在内。

7所示。第二个案例研究:评价DAFIESKU 2.0

新开发的版本的系统包括增强在服务器端和移动应用程序必须重新评估来衡量是否有改进实现的可用性(即。,个人满意度和效率)。我们解决两个不同的研究问题在第二个案例研究:(我)Q1:多少可用的web应用程序的第二个版本比之前的版本的web应用程序?(2)Q2:多少可用的移动应用程序的第二个版本比之前的版本的移动应用程序?

相同的协议是在前面的案例研究是复制第二个案例研究。因此,设备,过程和方法部分的设计部分中描述的相同部分5他们应该考虑作为控制变量。

Q1和Q2为了回答研究问题,每个任务的完成时间和收集每个角色的SUS分数。除了这些措施,参与者被要求填写一份利开特式量表问卷调查值从1到5分的实验。问卷包含8项表中描述5。

采访的最后,他们DAFIESKU 2.0开发团队成员为了获得更多的反馈。面试大约10 - 15分钟,问题尤其对于他们的意见,建议,系统的可用性,和问题过程中,以及哪些方面应该改进未来的版本。采访的声音记录下来。

7.1。方法

安装7.1.1。参与者

17名志愿者(7女性)被招募的巴斯克国家大学信息学院(UPV / EHU)和邻近的能力。实验对象的范围从21岁到51岁( );见表6。知情同意是获得所有单独的实验对象包括在这项研究中。一般来说,计算用户有一个学位,除了用户06 b数学学位,用户07年和17 b与学位电子产品和用户12 b,学习心理学。此外,用户01 b, 09年b 15 b,和16 b博士毕业生。用户02 b和b 05是左撇子而其他人都是右撇子。用户01 b, 03 b, 09年b, b和16了,他们已经准备好实验(s)与用户在过去,和用户b 09年之前准备至少一个实验,生理信息。几个用户有经验的参与者在实验中(用户01 b, 03 b, 05年b, 06年b, 09年b, 10 b, 12 b, 13, 14 b, b 15、16 b,和17 b),在某些情况下,他们的生理数据被收购之前至少在一个实验中(用户06 b, 09年b, 12 b, 13, 14 b,和17 b)。

7.2。结果与讨论

所有实验对象成功完成所需的任务。表7显示了时间需要完成三个任务。Task 2又一个需要更多的时间在Task 3所需的最少时间。分钟需要完成三个任务的数量范围从17(用户04 b) 38(用户11 b)。

比较这些结果与前面的评价(部分5),有改善任务1(平均4.06′虽然以前的研究平均达到5.80′),任务2(平均19.65′虽然在前面研究平均需要23.60′),在总平均(26.06′相比,平均31.20′在前面的研究),而任务3成果较差(平均2.35′在以前的研究达到了平均1.80′)。

关于系统的可用性(见表8),SUS分数 研究者web客户机应用程序 Android应用程序。这些分数可能被认为不错,近好从可用性的角度来看39]。然而,有可用性考虑个人得分后需要解决的问题。

相比结果部分所示5,这两个组件DAFIESKU取得了更好的成绩。首先,研究者web客户机应用程序在前面的研究中,平均得分为78.5,而Android应用程序平均达到71。改善是显著的Android应用程序。

此外,完成任务所需的时间较低和高可用性的结果。这些数据表明,DAFIESKU 2.0是更有用,更高效、更友好。因此我们可以得出结论,变化引入系统上有积极的作用。关于第一个研究问题,SUS分数稍微增加web应用程序中显示的变化提出了轻微的影响可用性知觉。此外,对第二个研究问题,新推出的移动应用程序增加了可用性知觉几乎平均9分。这些变化减轻的问题在第一个评估确定的移动应用程序。

一般来说,分数达到最后Likert-style问卷也高(见表9)。几个因素测量,从总体的满足感,指令获取有用的援助协议的参与者。只有声明4(“传感器不造成不便当做实验”)有一个平均值低于4。这主要是由于电线的传感器用于实验和需要写在任务2。也许使用无线传感器会提高这个值。

我们还必须提到用户14 b没有回答问题3(“我能够做出实验通过使用DAFIESKU系统没有技术人员的协助下”)。她提到她的采访期间,她不认为她要执行实验与用户在她的职业生涯。因此,她宁愿离开这个问题没有回答,她不能想象像DAFIESKU需要使用一个系统在她的活动。

一般来说,在面试期间,参与者宣布DAFIESKU系统易于使用,作为一个研究员和作为实验对象。牢记他们使用它之前没有系统的演示,似乎他们能够以一种直观的方式开展所请求的活动。他们还认为,如果他们被要求再次使用DAFIESKU,他们会很容易记住它的功能。

虽然他们的第一语言是西班牙语或巴斯克,几乎所有的测试人员的英语版本的应用程序。只有一个例外:用户12 b测试西班牙版本的应用程序在任务1。没有发现问题和上述用户测试的英文版本DAFIESKU在任务3。

在面试几个评论起来,将引导我们在做新版本的DAFIESKU系统。在下面我们将最相关的。

例如,可能的错误应该清楚地向参与者解释当前平板电脑应用程序。在试验期间,在一些情况下(用户06 b, 09年b, 10 b)之间的蓝牙连接平板电脑和BITalino断了,消息“不幸的是,Dafiesku已经停止”出现在平板屏幕(见图9)。这个消息没有给出任何信息关于发生了什么事。解决这个问题的方法是由实验的负责人,由在平板电脑重新启动。之后,参与者必须重新开始任务2。错误只发生一次,他们每个人在第二次尝试他们能够完成任务2。

使用有线传感器时,一些参与者(用户03 b, 11 b和16 b)建议使用颜色来区分它们,因为他们最初认为他们之间没有差异。但总的来说,当完成Likert-style问卷,参与者认为无线传感器将使实验更舒适的生理信号。他们还建议包括在未来更多的商业设备DAFIESKU版本获得生理信息,因为只有BITalino和电子健康设备被认为是在原型。

几位与会者发现这个系统适合监测健康问题(用户03 b 10 b 11 b, 12 b,和17 b)。在某些情况下,他们还提到了其他应用程序如体育(用户10和11 b)。

其他改进建议由几个参与者(用户10 b和14 b)与现有的开/关按钮在实验:如果在最大一个必须活跃(上),激活应该禁用。因此,所需的努力(以用户)进行的操作会较低(只有一个点击需要的而不是一个点击关闭,另一个激活新)。

即使是下一个和回来按钮检查是否被发现有用的参与者正确穿着传感器(例如,用户14 b)。没有总对维持当前版本的协议或改变它。例如,用户05 b建议垂直滚动代替下一个和回来按钮。用户提到的另一个选择是13 b,建议显示下一个按钮,而不是回来按钮在图7 (e)当一个传感器检查,没有发现错误。

相关建议包括DAFIESKU系统中的新功能。例如,用户08 b和16 b建议在研究部分包括统计信息,也许也通过使用图形,分析实验的参与者的进化。用户08 b还建议包括拍摄和发送照片的选择为了让参与者展示他们完成了任务,允许研究人员检查结果通过参与者。用户16 b被认为在未来的版本中研究人员将不得不设计实验通过使用平板电脑,手机,或者类似的设备,而不是个人电脑。她建议在DAFIESKU这个想法。

在表10教训,为了使新版本的系统突出显示,与服务器端应用程序和移动应用程序。

8。结论和未来的工作

在本文中,我们提出一个系统旨在远程记录生理数据的参与者没有研究助理的帮助。已由一般的迭代开发周期提出了以用户为中心的设计(13]。制造原型帮助解决方案付诸实践在一个快速和经济的方法。此外,评估开发的原型是获得反馈潜在的系统用户。这有助于开发人员考虑用户在使用系统提出的问题。两个系统的迭代(版本1.0和2.0)介绍和评价。开发该系统是为了配置数据采集,进行数据收集,最后研究者以一种友好的格式存储数据。

两个案例研究进行了测试的充分性提出方法和软件的可用性。第一个评价5参与者获得可喜的成果,提出了有趣的问题,有关,其中,缺乏支持指导参与者。之后,一个新的迭代的软件开发来解决这些问题,包括参与者的改进建议。因此,第二个案例研究与17个参与者,包括学生在心理学和其他毕业生除了计算,进行了测量系统的可用性是否增加。

第二次评估结果显示移动应用程序可用性的改善几乎在9点和3点略有增强SUS规模上的web应用程序(39]。因此在移动端更改DAFIESKU是有用的增加可用性被参与者。新收集反馈和建议。此外,进行访谈和问卷调查的参与者指出,指导水平所需的生理数据采集系统实现的。

由于第二个评估,我们已经确定了新功能和需要援助DAFIESKU屏幕添加在未来的版本中。下一个评估步骤应该执行房屋的一群志愿者,从而允许一个完整的系统的部署在一个不受控制的环境中通过使用参与者的个人移动设备。我们还计划为研究人员提供更多的资源来定制他们的实验,比如编辑文本和图像的可能性,出现在移动应用程序帮助屏幕。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作已经部分由西班牙政府的经济和竞争力和欧洲区域发展基金(项目tin2014 - 52665 c2 - 1 r)教育部,大学,在格兰特IT980-16巴斯克政府和研究。最后三位作者属于巴斯克高级信息学实验室(BAILab),格兰特UFI11/45,部分支持的巴斯克国家大学(UPV / EHU)。作者要感谢所有的参与者参与了研究。

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