AR-based Technoself Enhanced Learning Approach to Improving Student Engagement

The emerging technologies have expanded a new dimension of self – ‘technoself’ driven by socio-technical innovations and taken an important step forward in pervasive learning. Technology Enhanced Learning (TEL) research has increasingly focused on emergent technologies such as Augmented Reality (AR) for augmented learning, mobile learning, and game-based learning in order to improve self-motivation and self-engagement of the learners in enriched multimodal learning environments. These researches take advantage of technological innovations in hardware and software across different platforms and devices including tablets, phoneblets and even game consoles and their increasing popularity for pervasive learning with the significant development of personalization processes which place the student at the center of the learning process. In particular, augmented reality (AR) research has matured to a level to facilitate augmented learning, which is defined as an on-demand learning technique where the learning environment adapts to the needs and inputs from learners. In this paper we firstly study the role of Technology Acceptance Model (TAM) which is one of the most influential theories applied in TEL on how learners come to accept and use a new technology. Then we present the design methodology of the technoself approach for pervasive learning and introduce technoself enhanced learning as a novel pedagogical model to improve student engagement by shaping personal learning focus and setting. Furthermore we describe the design and development of an AR-based interactive digital interpretation system for augmented learning and discuss key features. By incorporating mobiles, game simulation, voice recognition, and multimodal interaction through Augmented Reality, the learning contents can be geared toward learner's needs and learners can stimulate discovery and gain greater understanding. The system demonstrates that Augmented Reality can provide rich contextual learning environment and contents tailored for individuals. Augment learning via AR can bridge this gap between the theoretical learning and practical learning, and focus on how the real and virtual can be combined together to fulfill different learning objectives, requirements, and even environments. Finally, we validate and evaluate the AR-based technoself enhanced learning approach to enhancing the student motivation and engagement in the learning process through experimental learning practices. It shows that Augmented Reality is well aligned with constructive learning strategies, as learners can control their own learning and manipulate objects that are not real in augmented environment to derive and acquire understanding and knowledge in a broad diversity of learning practices including constructive activities and analytical activities.

Gestengestützte Schema- und Datenexploration

Der Zugang zu Datenbanken über die universelle Abfragesprache SQL stellt für Nicht-Spezialisten eine große Herausforderung dar. Als eine benutzerfreundliche Alternative wurden daher seit den 1970er-Jahren unterschiedliche visuelle Abfragesprachen (Visual Query Languages, kurz VQLs) für klassische PCs erforscht. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine generische VQL zu entwickeln und zu erproben, die eine gestenbasierte Exploration von Datenbanken auf Schema- und Instanzdatenebene für mobile Endgeräte, insbesondere Tablets, ermöglicht. Dafür werden verschiedene Darstellungsformen, Abfragestrategien und visuelle Hints für Fremdschlüsselbeziehungen untersucht, die den Benutzer bei der Navigation durch die Daten unterstützen. Im Rahmen einer Anforderungsanalyse erwies sich die Visualisierung der Daten und Beziehungen mittels einer platzsparenden geschachtelten NF2-Darstellung als besonders vorteilhaft. Zur Steuerung der Datenbankexploration wird eine geeignete Gestensprache, bestehend aus Stroke-, Multitouch- und Mid-Air-Gesten, vorgestellt. Das Gesamtkonzept aus Darstellung und Gestensteuerung wurde anhand des im Rahmen dieser Arbeit entwickelten GBXT-Prototyps auf seine reale Umsetzbarkeit hin, als plattformunabhängige Single-Page-Application für verschiedene mobile Endgeräte mittels JavaScript und HTML5/CSS3 untersucht.

Spatio-temporal coverage optimization of sensor networks

Les réseaux de capteurs sont formés d’un ensemble de dispositifs capables de prendre individuellement des mesures d’un environnement particulier et d’échanger de l’information afin d’obtenir une représentation de haut niveau sur les activités en cours dans la zone d’intérêt. Une telle détection distribuée, avec de nombreux appareils situés à proximité des phénomènes d’intérêt, est pertinente dans des domaines tels que la surveillance, l’agriculture, l’observation environnementale, la surveillance industrielle, etc. Nous proposons dans cette thèse plusieurs approches pour effectuer l’optimisation des opérations spatio-temporelles de ces dispositifs, en déterminant où les placer dans l’environnement et comment les contrôler au fil du temps afin de détecter les cibles mobiles d’intérêt. La première nouveauté consiste en un modèle de détection réaliste représentant la couverture d’un réseau de capteurs dans son environnement. Nous proposons pour cela un modèle 3D probabiliste de la capacité de détection d’un capteur sur ses abords. Ce modèle inègre également de l’information sur l’environnement grâce à l’évaluation de la visibilité selon le champ de vision. À partir de ce modèle de détection, l’optimisation spatiale est effectuée par la recherche du meilleur emplacement et l’orientation de chaque capteur du réseau. Pour ce faire, nous proposons un nouvel algorithme basé sur la descente du gradient qui a été favorablement comparée avec d’autres méthodes génériques d’optimisation «boites noires» sous l’aspect de la couverture du terrain, tout en étant plus efficace en terme de calculs. Une fois que les capteurs placés dans l’environnement, l’optimisation temporelle consiste à bien couvrir un groupe de cibles mobiles dans l’environnement. D’abord, on effectue la prédiction de la position future des cibles mobiles détectées par les capteurs. La prédiction se fait soit à l’aide de l’historique des autres cibles qui ont traversé le même environnement (prédiction à long terme), ou seulement en utilisant les déplacements précédents de la même cible (prédiction à court terme). Nous proposons de nouveaux algorithmes dans chaque catégorie qui performent mieux ou produits des résultats comparables par rapport aux méthodes existantes. Une fois que les futurs emplacements de cibles sont prédits, les paramètres des capteurs sont optimisés afin que les cibles soient correctement couvertes pendant un certain temps, selon les prédictions. À cet effet, nous proposons une méthode heuristique pour faire un contrôle de capteurs, qui se base sur les prévisions probabilistes de trajectoire des cibles et également sur la couverture probabiliste des capteurs des cibles. Et pour terminer, les méthodes d’optimisation spatiales et temporelles proposées ont été intégrées et appliquées avec succès, ce qui démontre une approche complète et efficace pour l’optimisation spatio-temporelle des réseaux de capteurs.

Myanmar MIL Workshop Series

The Mobile Information Literacy curriculum is a growing collection of training materials designed to build literacies for the millions of people worldwide coming online every month via a mobile phone. Most information information and digital literacy curricula were designed for a PC age, and public and private organizations around the world have used these curricula to help newcomers use computers and the internet effectively and safely. The better curricula address not only skills, but also concepts and attitudes. The central question for this project is: what are the relevant skills, concepts, and attitudes for people using mobiles, not PCs, to access the internet? As part of the Information Strategies for Societies in Transition project, we developed a six-module curriculum for mobile-first users. The project is situated in Myanmar, a country undergoing massive political, economic, and social changes, and where mobile penetration is expected to reach 80% by the end of 2015 from just 4% in 2014. Combined with the country’s history of media censorship, Myanmar presents unique challenges for addressing the needs of people who need the ability to find and evaluate the quality and credibility of information obtained online, understand how to create and share online information effectively, and participate safely and securely.

Myanmar DIL WORKSHOP SERIES Unit 4: Working Online and Using Information

The Mobile Information Literacy curriculum is a growing collection of training materials designed to build literacies for the millions of people worldwide coming online every month via a mobile phone. Most information information and digital literacy curricula were designed for a PC age, and public and private organizations around the world have used these curricula to help newcomers use computers and the internet effectively and safely. The better curricula address not only skills, but also concepts and attitudes. The central question for this project is: what are the relevant skills, concepts, and attitudes for people using mobiles, not PCs, to access the internet? As part of the Information Strategies for Societies in Transition project, we developed a six-module curriculum for mobile-first users. The project is situated in Myanmar, a country undergoing massive political, economic, and social changes, and where mobile penetration is expected to reach 80% by the end of 2015 from just 4% in 2014. Combined with the country’s history of media censorship, Myanmar presents unique challenges for addressing the needs of people who need the ability to find and evaluate the quality and credibility of information obtained online, understand how to create and share online information effectively, and participate safely and securely.

Développement d’un système d’actionnement utilisant la combustion d’une source d’énergie chimique pour la robotique mobile

Les systèmes d’actionnement couramment utilisés sur les systèmes de robotiques mobiles tels que les exosquelettes ou les robots marcheurs sont majoritairement électriques. Les batteries couplées à des moteurs électriques souffrent toutefois d’une faible densité de stockage énergétique et une faible densité de puissance, ce qui limite l’autonomie de ces dispositifs pour une masse de système donnée. Une étude comparative des systèmes d’actionnement potentiels a permis de déterminer que l’utilisation d’une source d’énergie chimique permettait d’obtenir une densité de stockage énergétique supérieure aux batteries. De plus, il a été déterminé que l’utilisation de la combustion directement dans un actionneur pneumatique souple permettrait d’obtenir une densité de puissance beaucoup plus élevée que celle des moteurs électriques. La conception, la fabrication et la caractérisation de plusieurs types d’actionneurs pneumatiques pressurisés directement par la combustion d’une source d’énergie chimique ont permis d’évaluer la faisabilité de l’approche, dans un contexte de robotique mobile, plus précisément pour des tâches de locomotion. Les paramètres permettant d’obtenir une efficacité énergétique élevée ont été étudiés. Il a été démontré que le ratio de compression et le ratio d’expansion doivent être optimisés. De plus, comme les pertes thermiques sont le mécanisme de perte dominant, le ratio d’équivalence devrait être réduit au minimum. Parmi les carburants usuels, l’hydrogène permet d’atteindre les valeurs de ratio d’équivalence les plus faibles, ce qui en fait un choix de carburant idéal. Les résultats expérimentaux ont été utilisés pour corréler un modèle analytique d’un actionneur pneumatique à combustion. Ce modèle analytique est par la suite utilisé pour vérifier la faisabilité théorique de l’utilisation de l’approche d’actionnement pour fournir la puissance à un dispositif d’assistance à la locomotion.

Développement et expérimentation d'algorithmes de réorientation pour un robot sériel en chute libre

Ce mémoire présente 2 types de méthodes pour effectuer la réorientation d’un robot sériel en chute libre en utilisant les mouvements internes de celui-ci. Ces mouvements sont prescrits à partir d’algorithmes de planification de trajectoire basés sur le modèle dynamique du robot. La première méthode tente de réorienter le robot en appliquant une technique d’optimisation locale fonctionnant avec une fonction potentielle décrivant l’orientation du système, et la deuxième méthode applique des fonctions sinusoïdales aux articulations pour réorienter le robot. Pour tester les performances des méthodes en simulation, on tente de réorienter le robot pour une configuration initiale et finale identiques où toutes les membrures sont alignées mais avec le robot ayant complété une rotation de 180 degrés sur lui-même. Afin de comparer les résultats obtenus avec la réalité, un prototype de robot sériel plan flottant possédant trois membrures et deux liaisons rotoïdes est construit. Les expérimentations effectuées montrent que le prototype est capable d’atteindre les réorientations prescrites si peu de perturbations extérieures sont présentes et ce, même si le contrôle de l’orientation est effectué en boucle ouverte.

Proposed network of mobile libraries: alternative information to rural communities in Costa Rica

This study examines the services provided by the bookmobile of SINABI-Public Libraries in rural communities visited Costa Rica during 2009 and 2010 according to the sample selected for the presentation of a proposed Mobile Library Network to Costa Rica.Each country has very heterogeneous populations and the populations in unfavorable geographical areas (rural or urban fringe areas) and areas without library service or cultural institution, they have specific information needs. By its terms can not exercise the right to information, while urban areas have greater influence and social advantage to have easy access to various information resources.The mobile library services are presented as an ideal tool to deliver library services to any population, mainly those remote communities and vulnerable state as rural areas. Bookmobile is defined as any means of transport (buses, trains, boats, motorcycles, boats, animals, etc.), which shifts documentary material.

Inclusion in an age of mobility

Learning with mobiles in UK universities is not new and is not novel. It is, in fact, at least 10 years old, well-documented and comparable to activity in universities elsewhere in Western Europe, America and Asia Pacific. Continued and dramatic changes in the ownership, access and expectations of mobiles amongst university students and equally across UK society have suddenly propelled learning with mobiles to centre-stage as a feasible proposition but, it is now argued, only if students can bring-your-own-device. This has already catalysed discussion about authority, agency and control within university settings but the equally significant and profound implications for the inclusion agenda have not been articulated. This paper begins that process. A theoretical framework for social inclusion in this context is considered, identified and discussed. The paper reviews the progress and problems of the substantial and unique programme of mobile learning across UK higher education since 2000 in relation to its stance on inclusion, where this is apparent. These are all well-documented in academic and official sources; the paper does however also draw on the author's involvement in many of the events and initiatives. The paper raises however significant questions about this programme's meaning and direction in a world where now there is more, better, cheaper, faster, newer but different digital technology in the hands of students, potential students and everyone else than there is routinely in the educational institutions themselves. This digital technology, mobile technology, now allows learners to create, own, transform, discuss, discard, share, store and broadcast ideas, opinions, images and information, and to create and transform identities and communities. The paper argues that this epistemological revolution may mean that universities and colleges are no longer credible and authoritative gatekeepers to knowledge and its technologies and so the meaning and relevance of inclusion are much less clear. The paper proposes a new stance on inclusion.