Micro Data Repositories: Increasing the Value of Research on the Web

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Design and evaluation of web interface signs to improve web usability : a semiotic framework

Technological innovations, the development of the internet, and globalization have increased the number and complexity of web applications. As a result, keeping web user interfaces understandable and usable (in terms of ease-of-use, effectiveness, and satisfaction) is a challenge. As part of this, designing userintuitive interface signs (i.e., the small elements of web user interface, e.g., navigational link, command buttons, icons, small images, thumbnails, etc.) is an issue for designers. Interface signs are key elements of web user interfaces because ‘interface signs’ act as a communication artefact to convey web content and system functionality, and because users interact with systems by means of interface signs. In the light of the above, applying semiotic (i.e., the study of signs) concepts on web interface signs will contribute to discover new and important perspectives on web user interface design and evaluation. The thesis mainly focuses on web interface signs and uses the theory of semiotic as a background theory. The underlying aim of this thesis is to provide valuable insights to design and evaluate web user interfaces from a semiotic perspective in order to improve overall web usability. The fundamental research question is formulated as What do practitioners and researchers need to be aware of from a semiotic perspective when designing or evaluating web user interfaces to improve web usability? From a methodological perspective, the thesis follows a design science research (DSR) approach. A systematic literature review and six empirical studies are carried out in this thesis. The empirical studies are carried out with a total of 74 participants in Finland. The steps of a design science research process are followed while the studies were designed and conducted; that includes (a) problem identification and motivation, (b) definition of objectives of a solution, (c) design and development, (d) demonstration, (e) evaluation, and (f) communication. The data is collected using observations in a usability testing lab, by analytical (expert) inspection, with questionnaires, and in structured and semi-structured interviews. User behaviour analysis, qualitative analysis and statistics are used to analyze the study data. The results are summarized as follows and have lead to the following contributions. Firstly, the results present the current status of semiotic research in UI design and evaluation and highlight the importance of considering semiotic concepts in UI design and evaluation. Secondly, the thesis explores interface sign ontologies (i.e., sets of concepts and skills that a user should know to interpret the meaning of interface signs) by providing a set of ontologies used to interpret the meaning of interface signs, and by providing a set of features related to ontology mapping in interpreting the meaning of interface signs. Thirdly, the thesis explores the value of integrating semiotic concepts in usability testing. Fourthly, the thesis proposes a semiotic framework (Semiotic Interface sign Design and Evaluation – SIDE) for interface sign design and evaluation in order to make them intuitive for end users and to improve web usability. The SIDE framework includes a set of determinants and attributes of user-intuitive interface signs, and a set of semiotic heuristics to design and evaluate interface signs. Finally, the thesis assesses (a) the quality of the SIDE framework in terms of performance metrics (e.g., thoroughness, validity, effectiveness, reliability, etc.) and (b) the contributions of the SIDE framework from the evaluators’ perspective.

Semantic and fuzzy modelling for human behaviour recognition in smart spaces : a case study on ambient assisted living.

Human activity recognition in everyday environments is a critical, but challenging task in Ambient Intelligence applications to achieve proper Ambient Assisted Living, and key challenges still remain to be dealt with to realize robust methods. One of the major limitations of the Ambient Intelligence systems today is the lack of semantic models of those activities on the environment, so that the system can recognize the speci c activity being performed by the user(s) and act accordingly. In this context, this thesis addresses the general problem of knowledge representation in Smart Spaces. The main objective is to develop knowledge-based models, equipped with semantics to learn, infer and monitor human behaviours in Smart Spaces. Moreover, it is easy to recognize that some aspects of this problem have a high degree of uncertainty, and therefore, the developed models must be equipped with mechanisms to manage this type of information. A fuzzy ontology and a semantic hybrid system are presented to allow modelling and recognition of a set of complex real-life scenarios where vagueness and uncertainty are inherent to the human nature of the users that perform it. The handling of uncertain, incomplete and vague data (i.e., missing sensor readings and activity execution variations, since human behaviour is non-deterministic) is approached for the rst time through a fuzzy ontology validated on real-time settings within a hybrid data-driven and knowledgebased architecture. The semantics of activities, sub-activities and real-time object interaction are taken into consideration. The proposed framework consists of two main modules: the low-level sub-activity recognizer and the high-level activity recognizer. The rst module detects sub-activities (i.e., actions or basic activities) that take input data directly from a depth sensor (Kinect). The main contribution of this thesis tackles the second component of the hybrid system, which lays on top of the previous one, in a superior level of abstraction, and acquires the input data from the rst module's output, and executes ontological inference to provide users, activities and their in uence in the environment, with semantics. This component is thus knowledge-based, and a fuzzy ontology was designed to model the high-level activities. Since activity recognition requires context-awareness and the ability to discriminate among activities in di erent environments, the semantic framework allows for modelling common-sense knowledge in the form of a rule-based system that supports expressions close to natural language in the form of fuzzy linguistic labels. The framework advantages have been evaluated with a challenging and new public dataset, CAD-120, achieving an accuracy of 90.1% and 91.1% respectively for low and high-level activities. This entails an improvement over both, entirely data-driven approaches, and merely ontology-based approaches. As an added value, for the system to be su ciently simple and exible to be managed by non-expert users, and thus, facilitate the transfer of research to industry, a development framework composed by a programming toolbox, a hybrid crisp and fuzzy architecture, and graphical models to represent and con gure human behaviour in Smart Spaces, were developed in order to provide the framework with more usability in the nal application. As a result, human behaviour recognition can help assisting people with special needs such as in healthcare, independent elderly living, in remote rehabilitation monitoring, industrial process guideline control, and many other cases. This thesis shows use cases in these areas.

Role of service and data reuse in enterprises

Digitalization has been predicted to change the future as a growing range of non-routine tasks will be automated, offering new kinds of business models for enterprises. Serviceoriented architecture (SOA) provides a basis for designing and implementing welldefined problems as reusable services, allowing computers to execute them. Serviceoriented design has potential to act as a mediator between IT and human resources, but enterprises struggle with their SOA adoption and lack a linkage between the benefits and costs of services. This thesis studies the phenomenon of service reuse in enterprises, proposing an ontology to link different kinds of services with their role conceptually as a part of the business model. The proposed ontology has been created on the basis of qualitative research conducted in three large enterprises. Service reuse has two roles in enterprises: it enables automated data sharing among human and IT resources, and it may provide cost savings in service development and operations. From a technical viewpoint, the ability to define a business problem as a service is one of the key enablers for achieving service reuse. The research proposes two service identification methods, first to identify prospective services in the existing documentation of the enterprise and secondly to model the services from a functional viewpoint, supporting service identification sessions with business stakeholders.

Skaalautuvan grafiikka- ja käyttöliittymäkirjaston valinta ja hyödyntäminen reaaliaikaisessa web-sovelluksessa

Skaalautuvien web-sivujen merkitys kasvaa nykypäivänä, koska web-sivuja katsotaan hyvin erikokoisilla ja -resoluutiosilla laitteilla. Sivujen skaalautuessa eri laitteille ei tarvitse erikseen tehdä mobiilisivuja tai perinteistä natiivia ohjelmistoa joka laitteelle, vaan yksi sivu toimii kaikilla laitteilla. Ongelmana on saada web-sovellukset toimimaan eri laitteilla, koska laitteiden selaimissa saattaa olla pieni eroja, joiden vuoksi on työlästä saada skaalautuva käyttöliittymä toimimaan kaikilla eri laitteilla. Skaalautuvien sivujen kehittämisen avuksi on luotu erilaisia käyttöliittymä- ja grafiikkakirjastoja, jotka auttavat sivun skaalautuvuuden toteuttamisessa. Kirjastoja käyttämällä säästetään kehitystyöhön käytettävää aikaa ja ulkoistetaan kirjaston ylläpito kolmannelle osapuolelle. Tällöin jää enemmän aikaa varsinaisten sovelluksen kehitystyölle. Tässä työssä tutkitaan eri käyttöliittymä- ja grafiikkakirjastovaihtoehtoja käyttöliittymän toteuttamiseksi. Työssä toteutetaan yksinkertainen verkkoseurantajärjestelmän prototyyppi ja valitaan sille skaalautuva käyttöliittymä- ja grafiikkakirjasto. Järjestelmä koostuu kolmesta osasta: käyttöliittymästä, palvelusta ja tietolähteistä, joista palvelu kerää tietoa käyttöliittymälle näytettäväksi.

Offline-tila web-sovelluksissa

Selainpohjaiset sovellukset ovat yleistyneet viimeisen kymmenen vuoden aikana. Samanaikaisesti ympäristö, jossa ihmiset käyttävät sovelluksia, on muuttunut. Nykyään sovelluksia käytetään yhä enenevissä määrin myös mobiililaitteilla, joissa verkkoyhteyden luotettavuus on huomattavasti heikompi kuin työpöytäympäristössä. Verkkoyhteyden toiminta on ehdoton edellytys web- sovelluksen toiminnalle. Kun verkkoyhteyttä ei ole, sovellusta ei useimmiten voi käyttää. Tilanne on käyttäjän kannalta sama myös, jos verkkoyhteyden laatu on hyvin heikko. Tämä uusi käyttöympäristö asettaa web-sovelluksen saavutettavuudelle haasteen, johon sovelluskehittäjien tulisi pystyä vastaamaan uusien teknologioiden avulla ja mahdollisesti sovelluksen arkkitehtuuria muuttamalla. Johdantona aiheeseen kerrotaan mitä hyötyjä offline-tilan tukemisesta on. Selainpohjaiset sovellukset kilpailevat jossain määrin mobiilialustojen natiivisovellusten kanssa. Web-sovelluksia on verrattu natiivisovelluksiin niiltä osin miten ne toimivat offline-tilassa. Pohjustuksena offline-tilan mahdollistavien teknologioiden arvioinnille esitellään Web-sovelluksen arkkitehtuuri yleisellä tasolla. Tässä tutkielmassa on esitelty muutamia offline-tilan asettamia vaatimuksia sovellukselle. Sovelluksen on kyettävä tunnistamaan, onko laitteella internet-yhteyttä. Yhteyden tilan tarkastukseen esitellään muutama vaihtoehto. Käyttäjän luoma tieto on myös tallennettava paikallisesti. Kun käyttäjä luo uutta sisältöä, se pitää tallentaa väliaikaisesti tai pysyvästi selaimeen. Ainakin osa sovelluksessa käsiteltävästä tiedosta pitäisi olla koko ajan saatavilla, käyttäjän internet-yhteyden tilasta riippumatta. Tähän tarkoitukseen selaimissa on nykyään käytettävissä muutamia erityyppisiä tietovarastoja. Kun selain on online-tilassa, sovelluksen tarvitsemat resurssit on tallennettava offline-tilaa varten. Tähän tarkoitukseen on luotu kaksi eri teknologiaa, HTML5 Application cache ja Service worker. Niiden avulla voi toteuttaa selaimen sisäisen välipalvelimen, joka vastaa sovelluksen tekemiin verkkopyyntöihin. Tutkielmassa esitellään näiden teknologioiden toimintaa teknisten määrittelydokumenttien ja verkkoartikkelien pohjalta. Mainittuja teknologoita vertaillaan keskenään toiminnallisten vaatimusten pohjalta. Tutkimuksen perusteella voidaan päätellä, että esitellyillä teknologioilla voidaan toteuttaa offline-tuki web-sovellukseen. Service worker osoittautuu paremmaksi vaihtoehdoksi kuin Application cache toiminnallisuudeltaan.

CONSUMER PERCEPTIONS ON A CONTENT-BASED DIGITAL SERVICE. The usage and service quality of Masennusinfo.fi

Kuluttajat käyttävät sisältöpohjaisia digitaalisia palveluita jatkuvasti saadakseen lisää tietoa terveydestään. Samalla he arvioivat käyttämiensä palveluiden laatua. Jotta yritykset voisivat suunnitella ja tarjota parhaita mahdollisia digitaalisia palveluita kuluttajille, yritysten tulisi tunnistaa ja analysoida kuluttajien kokemuksia ja käyttötarkoituksia heidän palveluissaan. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kuvailla kuluttajien näkemyksiä Masennusinfo.fi:stä, joka on sisältöpohjainen digitaalinen palvelu, ja joka tarjoaa käyttäjilleen tietoa masennuksesta. Päämääränä on selvittää, kuinka kuluttajat kokevat lääkeyrityksen tarjoaman palvelun laadun ja mihin tarkoituksiin sitä käytetään. Tutkimuksen tarkoitus voidaan jakaa kolmeen osa-ongelmaan: • Mihin tarkoituksiin kuluttajat käyttävät sisältöpohjaisia digitaalisia palveluita? • Miten kuluttajat kokevat näiden palveluiden laadun? • Kuinka käyttötarkoitus ja koettu laatu eroavat eri käyttäjäryhmissä? Tutkimus toteutetaan web-pohjaisella kyselytutkimuksella. Mittarit tehdään teoreettisen viitekehyksen pohjalta, joka perustuu aikaisempaan tutkimukseen. Tutkimuksen empiirinen osuus suoritetaan pop-up tutkimuksella, joka sijoitetaan tutkittavalle sivustolle antaen näin kaikille palvelun käyttäjille mahdollisuuden vastata kyselyyn. Tulokset osoittavat, että palvelua käyttävät suurimmaksi osaksi naiset, suhteellisen nuoret 16−29-vuotiaat, tai yli keski-ikäiset 50−65-vuotiaat henkilöt, jotka ovat joko työssäkäyviä tai opiskelijoita ja korkeasti koulutettuja. Masennusinfo.fi nähdään laadukkaana palveluna kaikissa käyttäjäryhmissä sekä sen käytettävyyden että sisällön perusteella. Käyttötarkoituksetkin ovat jokseenkin samankaltaisia eri käyttäjäryhmissä. Yleensä palvelua käytetään tiedon hakemiseen sairauden alkuvaiheessa. Löydöksien perusteella esitetään, että palvelua muokataan vastaamaan yhä paremmin sen käyttötarkoituksia ja tyypillistä käyttäjäprofiilia. Koska muutamia pieniä eroja käyttäjäryhmien näkemyksissä havaittiin, palveluiden tuottaja päättää, minkä ryhmän mieltymyksiä se noudattaa.

Consumer perceptions on a content-based digital service:the usage and service quality of Masennusinfo.fi

Kuluttajat käyttävät sisältöpohjaisia digitaalisia palveluita jatkuvasti saadakseen lisää tietoa terveydestään. Samalla he arvioivat käyttämiensä palveluiden laatua. Jotta yritykset voisivat suunnitella ja tarjota parhaita mahdollisia digitaalisia palveluita kuluttajille, yritysten tulisi tunnistaa ja analysoida kuluttajien kokemuksia ja käyttötarkoituksia heidän palveluissaan. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kuvailla kuluttajien näkemyksiä Masennusinfo.fi:stä, joka on sisältöpohjainen digitaalinen palvelu, ja joka tarjoaa käyttäjilleen tietoa masennuksesta. Päämääränä on selvittää, kuinka kuluttajat kokevat lääkeyrityksen tarjoaman palvelun laadun ja mihin tarkoituksiin sitä käytetään. Tutkimuksen tarkoitus voidaan jakaa kolmeen osa-ongelmaan: Mihin tarkoituksiin kuluttajat käyttävät sisältöpohjaisia digitaalisia palveluita? Miten kuluttajat kokevat näiden palveluiden laadun? Kuinka käyttötarkoitus ja koettu laatu eroavat eri käyttäjäryhmissä? Tutkimus toteutetaan web-pohjaisella kyselytutkimuksella. Mittarit tehdään teoreettisen viitekehyksen pohjalta, joka perustuu aikaisempaan tutkimukseen. Tutkimuksen empiirinen osuus suoritetaan pop-up tutkimuksella, joka sijoitetaan tutkittavalle sivustolle antaen näin kaikille palvelun käyttäjille mahdollisuuden vastata kyselyyn. Tulokset osoittavat, että palvelua käyttävät suurimmaksi osaksi naiset, suhteellisen nuoret 16−29- vuotiaat, tai yli keski-ikäiset 50−65-vuotiaat henkilöt, jotka ovat joko työssäkäyviä tai opiskelijoita ja korkeasti koulutettuja. Masennusinfo.fi nähdään laadukkaana palveluna kaikissa käyttäjäryhmissä sekä sen käytettävyyden että sisällön perusteella. Käyttötarkoituksetkin ovat jokseenkin samankaltaisia eri käyttäjäryhmissä. Yleensä palvelua käytetään tiedon hakemiseen sairauden alkuvaiheessa. Löydöksien perusteella esitetään, että palvelua muokataan vastaamaan yhä paremmin sen käyttötarkoituksia ja tyypillistä käyttäjäprofiilia. Koska muutamia pieniä eroja käyttäjäryhmien näkemyksissä havaittiin, palveluiden tuottaja päättää, minkä ryhmän mieltymyksiä se noudattaa.

A human-centric service approach for architecting and reengineering global system

Production of a new system in any range is expanding dramatically and new ideas are there upon introduced, the logic stands behind the matter is the growth of application of the internet and granting web-based systems. Before producing a system and distribute to the customer, various aspects should be studied which multiple the profit of the system. The process of productizing a new system from being unprocessed idea until delivers to the final user has been unambiguous. In this thesis, the systematize service in a way that benefits both the customer and provider, along with an effort to establish trust and diminish customer’s risk and increase service productivity are in detail presented. Characteristics of Servitization and Productization as two faces of one coin have been interpreted. Apart from the abovementioned issues state of art, service-oriented architecture (SOA) and New Service Development (NSD) has been included in this report for solving the problem of gradually decline in value of companies.

Coopetition as a lead generating mechanism: design, modelling and simulation

The aim of this research is to develop a tool that could allow to organize coopetitional relationships between organizations on the basis of two-sided Internet platform. The main result of current master thesis is a detailed description of the concept of the lead generating internet platform-based coopetition. With the tools of agent-based modelling and simulation, there were obtained results that could be used as a base for suggestion that the developed concept is able to cause a positive effect on some particular industries (e.g. web-design studios market) and potentially can bring some benefits and extra profitability for most companies that operate on this particular industry. Also on the basis of the results it can be assumed that the developed instrument is also able to increase the degree of transparency of the market to which it is applied.

Online MBPeT dashboard : enabling performance testing as a service in the cloud

In this thesis, tool support is addressed for the combined disciplines of Model-based testing and performance testing. Model-based testing (MBT) utilizes abstract behavioral models to automate test generation, thus decreasing time and cost of test creation. MBT is a functional testing technique, thereby focusing on output, behavior, and functionality. Performance testing, however, is non-functional and is concerned with responsiveness and stability under various load conditions. MBPeT (Model-Based Performance evaluation Tool) is one such tool which utilizes probabilistic models, representing dynamic real-world user behavior patterns, to generate synthetic workload against a System Under Test and in turn carry out performance analysis based on key performance indicators (KPI). Developed at Åbo Akademi University, the MBPeT tool is currently comprised of a downloadable command-line based tool as well as a graphical user interface. The goal of this thesis project is two-fold: 1) to extend the existing MBPeT tool by deploying it as a web-based application, thereby removing the requirement of local installation, and 2) to design a user interface for this web application which will add new user interaction paradigms to the existing feature set of the tool. All phases of the MBPeT process will be realized via this single web deployment location including probabilistic model creation, test configurations, test session execution against a SUT with real-time monitoring of user configurable metric, and final test report generation and display. This web application (MBPeT Dashboard) is implemented with the Java programming language on top of the Vaadin framework for rich internet application development. The Vaadin framework handles the complicated web communications processes and front-end technologies, freeing developers to implement the business logic as well as the user interface in pure Java. A number of experiments are run in a case study environment to validate the functionality of the newly developed Dashboard application as well as the scalability of the solution implemented in handling multiple concurrent users. The results support a successful solution with regards to the functional and performance criteria defined, while improvements and optimizations are suggested to increase both of these factors.