Human-Computer Interaction with older people through ethnographical lenses: everyday interactions with ICT

Report for the scientific sojourn carried out at the School of Computing of the University of Dundee, United Kingdom, from 2010 to 2012. This document is a scientific report of the work done, main results, publications and accomplishment of the objectives of the 2-year post-doctoral research project with reference number BP-A 00239. The project has addressed the topic of older people (60+) and Information and Communication Technologies (ICT), which is a topic of growing social and research interest, from a Human-Computer Interaction perspective. Over a 2-year period (June 2010-June 2012), we have conducted classical ethnography of ICT use in a computer clubhouse in Scotland, addressing interaction barriers and strategies, social sharing practices in Social Network Sites, and ICT learning, and carried out rapid ethnographical studies related to geo-enabled ICT and e-government services towards supporting independent living and active ageing. The main results have provided a much deeper understanding of (i) the everyday use of Computer-Mediated Communication tools, such as video-chats and blogs, and its evolution as older people’s experience with ICT increases over time, (ii) cross-cultural aspects of ICT use in the north and south of Europe, (iii) the relevance of cognition over vision in interacting with geographical information and a wide range of ICT tools, despite common stereotypes (e.g. make things bigger), (iv) the important relationship offline-online to provide older people with socially inclusive and meaningful eservices for independent living and active ageing, (v) how older people carry out social sharing practices in the popular YouTube, (vi) their user experiences and (vii) the challenges they face in ICT learning and the strategies they use to become successful ICT learners over time. The research conducted in this project has been published in 17 papers, 4 in journals – two of which in JCR, 5 in conferences, 4 in workshops and 4 in magazines. Other public output consists of 10 invited talks and seminars.

Multi-scale label interaction to improve object detection and segmentation

The project aims at advancing the state of the art in the use of context information for classification of image and video data. The use of context in the classification of images has been showed of great importance to improve the performance of actual object recognition systems. In our project we proposed the concept of Multi-scale Feature Labels as a general and compact method to exploit the local and global context. The feature extraction from the discriminative probability or classification confidence label field is of great novelty. Moreover the use of a multi-scale representation of the feature labels lead to a compact and efficient description of the context. The goal of the project has been also to provide a general-purpose method and prove its suitability in different image/video analysis problem. The two-year project generated 5 journal publications (plus 2 under submission), 10 conference publications (plus 2 under submission) and one patent (plus 1 pending). Of these publications, a relevant number make use of the main result of this project to improve the results in detection and/or segmentation of objects.

Avaluació de l’estructuració genètica humana a la Península Ibèrica i a d’altres regions del sudoest europeu: implicacions poblacionals i epidemiològiques

Els avenços en tècniques de genotipat de polimorfismes genètics a gran escala estan liderant una revolució en el camp de l’epidemiologia genètica i la genètica de poblacions humanes. La informació aportada per aquestes tècniques ha evidenciat l’existència d’estructuracions poblacionals que poden augmentar l’error en els estudis d’associació a escala genòmica (GWAS, genome-wide association studies). Estudis recents han demostrat la presència d’aquestes estructuracions a nivell interregional i intrarregional a Europa. El present projecte ha avaluat el grau d’estructuració genètica en poblacions de la Península Ibèrica i altres regions del sudoest europeu (Itàlia i França) per quantificar l’impacte que aquesta potencial estructuració pot tenir en el disseny d’estudis d’associació GWAS i reconstruir la història demogràfica de les poblacions de la Mediterrània. Per aconseguir aquests objectius, s’han analitzat mostres de DNA de 770 individus de 26 poblacions de la Península Ibèrica, França, Itàlia i d’altres països de la Mediterrània. Aquestes mostres van ser genotipades per 240000 SNPs utilitzant l’array 250K StyI d’Affymetrix en el marc d’aquest projecte o mitjançant altres arrays d’Affymetrix en els projectes internacionals HapMap i POPRES. S’han realitzat anàlisis estadístiques incloent anàlisis de components principals, Fst, identitat per descendència, desequilibri de lligament, barreres genètiques, etc. Aquests resultats han permés construir un marc de referència de la variabilitat en aquesta regió, avaluar el seu impacte en estudis d’associació i proposar mesures per evitar l’increment de qualsevol tipus d’error (tipus I i II) en estudis nacionals i internacionals. A més, també han permés reconstruir la història de les poblacions humanes de la Mediterrània així com analitzar les seves relacions demogràfiques. Donada la duració limitada d’aquesta acció (24 mesos, d’octubre de 2010 a setembre de 2012), els resultats d’aquest projecte es troben actualment en fase de redacció i conduiran a diverses publicacions en revistes internacionals i a la preparació de comunicacions a congressos.

Motion capture amb Microsoft Kinect

El proyecto trata de convertirse en una herramienta para animadores 3D, tanto para los que hacen películas como para los que modelan videojuegos, que necesiten de un software para simplificar el trabajo que conlleva animar un modelo 3D. Todo sin necesidad de usar trajes especializados. El proyecto, usando Kinect, convertirá los movimientos captados por la cámara y los agregará al modelo, creando una animación basándose en los movimientos reales de una persona.

Implementació d'un contact center per empreses basat en software lliure

El proyecto consiste en la creación de un CRM de contact center con canal de telefonía y correo electrónico. Se ha llevado a cabo utilizando software libre. Se integra con centralita telefónica para permitir la realización de llamadas por Voip.

Creación de una demo 3D mediante gráficos procedurales

Aquest projecte consisteix en el desenvolupament d’una demo 3D utilitzant exclusivament gràfics procedurals per tal d’avaluar la seva viabilitat en aplicacions més complexes com els videojocs. En aquesta aplicació es genera un terreny aleatori explorable amb vegetació i textures creades proceduralment.

Origen i diversificació de les comunitats de rèptils dels deserts del Nord d’Àfrica i Aràbia: els paràsits com a eines filogenètiques

Els deserts constitueixen aproximadament un terç de la superfície terrestre i estan caracteritzats per la seva aridesa extrema. Els Sàhara, la zona àrida més gran del Nord d’Àfrica és, amb diferencia, el desert més gran del mon. Ocupa una extensió de més de 9 milions de kilòmetres quadrats, expandint-se 5500 km a través del nord d’Àfrica, des de l’oceà Atlàntic fins el mar Roig. El desert d’Aràbia es troba a l’est del Sàhara i és aproximadament una octava part més petit. Tot i el seu clima tan extrem, les flores i faunes dels deserts acostumen a ser relativament riques, el que fa que ens preguntem com aquestes biotes han estat adquirides i com es mantenen. En aquest projecte utilitzem els rèptils com a model d’estudi, un dels habitants més comuns dels deserts. El propòsit d’aquest projecte era utilitzar filogènies moleculars de diversos taxons de rèptils dels deserts del nord d’Àfrica i Aràbia per respondre Quan i Com els deserts han adquirit la seva fauna de rèptils endèmica (origen i diversificació), i de quina manera aquestes faunes s’han mantingut fins ara (adaptació). Però més enllà de les dades morfològiques i les eines de filogènia molecular, els paràsits representen una alternativa excitant i innovadora dins del camp de la biologia evolutiva. En aquest sentit, aquest projecte de beca proposava anar més lluny i utilitzar els paràsits com a eina (biological tags) per millor entendre l’historia evolutiva dels seus hostes en base a una aproximació biogeogràfica i co-evolutiva. Els objectius durant aquest primer any de projecte han sigut: 1) Estudiar l’origen i diversificació de la fauna de rèptils endèmica dels deserts del Sàhara i Aràbia, 2) caracteritzar la comunitat d’ecto- haemoparàsits de les espècies d’estudi, 3) posar a punt un estudi comparatiu de la filogeografia i estructuració genètica d’hostes i paràsits.

Developing methodologies to allow the robust prediction dynamic context dominated by perturbations

El principal objectiu del projecte era desenvolupar millores conceptuals i metodològiques que permetessin una millor predicció dels canvis en la distribució de les espècies (a una escala de paisatge) derivats de canvis ambientals en un context dominat per pertorbacions. En un primer estudi, vàrem comparar l'eficàcia de diferents models dinàmics per a predir la distribució de l'hortolà (Emberiza hortulana). Els nostres resultats indiquen que un model híbrid que combini canvis en la qualitat de l'hàbitat, derivats de canvis en el paisatge, amb un model poblacional espacialment explícit és una aproximació adequada per abordar canvis en la distribució d'espècies en contextos de dinàmica ambiental elevada i una capacitat de dispersió limitada de l'espècie objectiu. En un segon estudi abordarem la calibració mitjançant dades de seguiment de models de distribució dinàmics per a 12 espècies amb preferència per hàbitats oberts. Entre les conclusions extretes destaquem: (1) la necessitat de que les dades de seguiment abarquin aquelles àrees on es produeixen els canvis de qualitat; (2) el biaix que es produeix en la estimació dels paràmetres del model d'ocupació quan la hipòtesi de canvi de paisatge o el model de qualitat d'hàbitat són incorrectes. En el darrer treball estudiarem el possible impacte en 67 espècies d’ocells de diferents règims d’incendis, definits a partir de combinacions de nivells de canvi climàtic (portant a un augment esperat de la mida i freqüència d’incendis forestals), i eficiència d’extinció per part dels bombers. Segons els resultats dels nostres models, la combinació de factors antropogènics del regim d’incendis, tals com l’abandonament rural i l’extinció, poden ser més determinants per als canvis de distribució que els efectes derivats del canvi climàtic. Els productes generats inclouen tres publicacions científiques, una pàgina web amb resultats del projecte i una llibreria per a l'entorn estadístic R.

Pict2Join : Trencaclosques per a dispositius mòbils

Pict2Join és una aplicació mòbil desenvolupada amb HTML5, CSS3, Javascript i PhoneGap. Aquesta aplicació permet fer un trencaclosques del tamany i dificultat configurat per l'usuari amb una imatge del sistema d'arxius del dispositiu o de la seua càmera de fotos.

El ocio terapéutico y educativo en los centros penitenciarios. Aprenentatge i Servei en el Centre Penitenciari de Lledoners

El Aprendizaje y Servicio (APS) es una propuesta educativa que combina procesos de aprendizaje y de servicio a la comunidad en un solo proyecto. El Aprenentatge i Servei en el Centre Penitenciari de Lledoners nace de la voluntad de estudiantes y docentes de la Facultad de Educación Social y Trabajo Social Pere Tarrés (URL) y del Grupo 33, una Plataforma Ciudadana de Sensibilización y Movilización, formada por más de 7.000 personas de todos los sectores de la sociedad civil, que trabaja para conseguir la reinserción real de las personas privadas de libertad. El proyecto pretende hacer frente al actual modelo de prisiones de Cataluña y promover cambios hacia un modelo rehabilitador.

QuesTInSitu: from tests to routes for assessment in situ activities

Test-based assessment tools are mostly focused on the use of computers. However, advanced Information and Communication Technologies, such as handheld devices, opens up the possibilities of creating new assessment scenarios, increasing the teachers’ choices to design more appropriate tests for their subject areas. In this paper we use the term Computing-Based Testing (CBT) instead of Computer-Based Testing, as it captures better the emerging trends. Within the CBT context, the paper is centred on proposing an approach for “Assessment in situ” activities, where questions have to be answered in front of a real space/location (situ). In particular, we present the QuesTInSitu software implementation that includes both an editor and a player based on the IMS Question and Test Interoperability specification and GoogleMaps. With QuesTInSitu teachers can create geolocated questions and tests (routes), and students can answer the tests using mobile devices with GPS when following a route. Three illustrating scenarios and the results from the implementation of one of them in a real educational situation show that QuesTInSitu enables the creation of innovative, enriched and context-aware assessment activities. The results also indicate that the use of mobile devices and location-based systems in assessment activities facilitates students to put explorative and spatial skills into practice and fosters their motivation, reflection and personal observation.

Cross recurrence quantification for cover song identification

There is growing evidence that nonlinear time series analysis techniques can be used to successfully characterize, classify, or process signals derived from realworld dynamics even though these are not necessarily deterministic and stationary. In the present study we proceed in this direction by addressing an important problem our modern society is facing, the automatic classification of digital information. In particular, we address the automatic identification of cover songs, i.e. alternative renditions of a previously recorded musical piece. For this purpose we here propose a recurrence quantification analysis measure that allows tracking potentially curved and disrupted traces in cross recurrence plots. We apply this measure to cross recurrence plots constructed from the state space representation of musical descriptor time series extracted from the raw audio signal. We show that our method identifies cover songs with a higher accuracy as compared to previously published techniques. Beyond the particular application proposed here, we discuss how our approach can be useful for the characterization of a variety of signals from different scientific disciplines. We study coupled Rössler dynamics with stochastically modulated mean frequencies as one concrete example to illustrate this point.

Predictability of music descriptor time series and its application to cover song detection

Intuitively, music has both predictable and unpredictable components. In this work we assess this qualitative statement in a quantitative way using common time series models fitted to state-of-the-art music descriptors. These descriptors cover different musical facets and are extracted from a large collection of real audio recordings comprising a variety of musical genres. Our findings show that music descriptor time series exhibit a certain predictability not only for short time intervals, but also for mid-term and relatively long intervals. This fact is observed independently of the descriptor, musical facet and time series model we consider. Moreover, we show that our findings are not only of theoretical relevance but can also have practical impact. To this end we demonstrate that music predictability at relatively long time intervals can be exploited in a real-world application, namely the automatic identification of cover songs (i.e. different renditions or versions of the same musical piece). Importantly, this prediction strategy yields a parameter-free approach for cover song identification that is substantially faster, allows for reduced computational storage and still maintains highly competitive accuracies when compared to state-of-the-art systems.

A multicase study for the evaluation of a pattern-based visual design process for collaborative learning

Collage is a pattern-based visual design authoring tool for the creation of collaborative learning scripts computationally modelled with IMS Learning Design (LD). The pattern-based visual approach aims to provide teachers with design ideas that are based on broadly accepted practices. Besides, it seeks hiding the LD notation so that teachers can easily create their own designs. The use of visual representations supports both the understanding of the design ideas and the usability of the authoring tool. This paper presents a multicase study comprising three different cases that evaluate the approach from different perspectives. The first case includes workshops where teachers use Collage. A second case implies the design of a scenario proposed by a third-party using related approaches. The third case analyzes a situation where students follow a design created with Collage. The cross-case analysis provides a global understanding of the possibilities and limitations of the pattern-based visual design approach.

Free-and open source software for a course on network management: authoring and enactment of scripts based on collaborative learning strategies

This paper describes a Computer-Supported Collaborative Learning (CSCL) case study in engineering education carried out within the context of a network management course. The case study shows that the use of two computing tools developed by the authors and based on Free- and Open-Source Software (FOSS) provide significant educational benefits over traditional engineering pedagogical approaches in terms of both concepts and engineering competencies acquisition. First, the Collage authoring tool guides and supports the course teacher in the process of authoring computer-interpretable representations (using the IMS Learning Design standard notation) of effective collaborative pedagogical designs. Besides, the Gridcole system supports the enactment of that design by guiding the students throughout the prescribed sequence of learning activities. The paper introduces the goals and context of the case study, elaborates onhow Collage and Gridcole were employed, describes the applied evaluation methodology, anddiscusses the most significant findings derived from the case study.