PRE3 Groep1

Go Back to Project Robots Everywhere (0LAUK0)

---

Leden

• Michiel Braat
• Milou Derks
• Edward van de Pol
• Tim Weenink

Samenvatting

Samenvatting.

JIBO

JIBO is ‘s werelds eerste familie robot. Althans volgens de grondlegger, professor Cynthia Breazeal, director of the Personal Robots Group bij MIT.

In juli 2014 lanceerde Cynthia Breazeal de crowdfunding campagne van Jibo. Binnen 4 uur was het doel van honderd duizend dollar gehaald. Inmiddels is er zelfs 2.3 miljoen dollar opgehaald. Dit spreekt van het enthousiasme van mensen in dit product. In de herfst van dit jaar moeten de eerste Jibo’s naar de klant gaan en in de zomer van 2016 staat de volledige release van Jibo gepland. Jibo is een robot van ongeveer 30 cm groot die als compagnon in het huis moet gaan functioneren. Via Jibo kan bijvoorbeeld eten worden besteld en videogesprekken worden gestart. Hij kan foto’s maken en zelf zien waar hij op moet scherpstellen en richten. Wat Jibo vooral interessant maakt is dat is alles handsfree gaat. Zo kan hij helpen met het recept tijdens het koken en door de camera’s kan hij door herkenning op jou gericht blijven. (https://www.youtube.com/watch?v=3N1Q8oFpX1Y)

. Als wij onze visie met Jibbo vergelijken zien wij een aantal verschilen en een aantal overeenkomsten. Het belangrijkste is dat Jibbo een opzich zelf staande robot is. Jibbo kan (of zal in latere stadia kunnen) communiceren met het huis, maar dit is niet haar hoofdfunctie. Dit is dus een andere insteek als die wij hebben waarin ons object een representatie is van het huis, en niet een losstaand iets.

Introductie

De vraag naar domotica wordt steeds groter. Steeds meer mensen zien de voordelen van smart homes in. Via verschillende interfacen kan de gebruiker zijn huis besturen. Via een druk op de knop van het interface gaan de lampen in de keuken aan terwijl je in de woonkamer zit. De verwarming gaat aan rond een bepaalde tijd zodat je huis al lekker is opgewarmd voordat je beneden komt. Al deze opties en nog veel meer behoren tot de toepassingen van de huidige domotica. Ondanks dat veel van deze technieken al jaren bestaan is domotica nog niet groot schalig toegepast. Verschillende onderzoeken wijzen uit dat er toch nog een aantal problemen zijn met de huidige domotica. Zaak is om deze problemen te overkomen zodat domotica grootschalig toegepast zal gaan worden in de nabije toekomst.

Microsoft Research heeft in samenwerking met de Universiteit van Washington een onderzoek gedaan waarin ze 14 huishouden onderzochten die een langere tijd met domotica in hun huis geleefd hebben. De klachten die de huishouden hadden zijn onder te verdelen in vier categorieën. Hoge kosten, onflexibel, slecht managebaar en moeilijk om veiligheid te garanderen. Tijdens dit project willen wij ons graag focussen op de categorieën onflexibel en slecht managebaar. De huishoudens ervaarden namelijk dat het lastig was nieuwe scenario's in te programmeren. Veel huishoudens hadden het systeem namelijk door een bedrijf laten installeren en toen hun voorkeuren doorgegeven. Deze daarna aanpassen bleek lastig. Ook ervaarden de huishoudens het als erg onprettig dat er soms dingen in hun huis automatisch gebeurden zonder dat ze wisten waarom. Zo gingen de lampen soms ineens uit. Deelnemers aan dit experiment vonden dat het moeilijk was te achterhalen waarom dit kwam en leefden daardoor met deze fouten van het systeem of ze schakelden het uit. [1]

Wat wij willen bereiken met dit project is het bedenken van een interface dat de toestand van het huis weergeeft. Dit zorgt er namelijk voor dat de bewoners worden gewaarschuwd voordat er een verandering in de toestand van het huis plaats vind. Voordat het systeem een bepaalde taak gaat uitvoeren, zoals de lichten aan doen of de verwarming uit, zal het interface dit laten zien. Ook willen we de gebruiker wat meer flexibiliteit geven. Als de gebruiker iets in zijn huis veranderd, bijvoorbeeld het omdraaien van twee lampen, moet het systeem hier eenvoudig van op de hoogte kunnen worden gebracht. Dit voorkomt dat het systeem per ongeluk de verkeerde lamp zal aan doen.

Uit een andere studie bleek dat op dit moment veel home automation via verschillende afstandsbedieningen en interfaces werkt. Dit is voor de gebruiker soms erg lastig en verwarrend. Het interface dat wij gaan creëren zal universeel zijn en er zullen dus geen losse interfaces voor verschillende apparaten nodig zijn. De OSCAR, ontwikkeld door de University of Michigan in samenwerking met IDEO en Transmutable Networks LLC, is een voorbeeld van een universele afstandbediening op het gebied van media, devices en services. Deze universele afstandbediening geeft ook de mogelijkheid om verscillende scenario's op te slaan. Dit houdt in dat de gebruiker bepaalde instellingen kan opslaan en deze dan snel kan terug roepen. Uit het onderzoek bleek dat mensen enthousiast waren over OSCAR, dit omdat ze enkel en alleen een interface hadden. Maar dat het opslaan van verschillende scenario's toch moeilijk bleek. Onze interface moet het opslaan van deze verschillende scenario's makkelijker maken. [2]

Doelstelling/onderzoeksvraag

Tijdens dit project willen we graag een nieuw soort interface ontwikkelen dat de gebruiker laat weten wat de toestand van het huis is. Ook zal dit interface de gebruiker op de hoogte stellen alvorens een toestandsverandering plaatsvindt. In dit systeem moet het eenvoudiger worden om een scenario wijziging door te voeren.

Enquête

Om een beter idee te krijgen van de wensen van de user hebben we vier mensen geinterviewed die in de appartementen wonen waarin we domotica gaan integreren. Tijdens dit interview vroegen we de deelnemers om te vertellen over domotica die ze zelf al geintegreerd hebben in hun huis. Ook vroegen we ze wat ze wenselijk vonden dat de domotica in hun huis zou doen bij een aantal scenario's. Verder is er ook gevraagd of ze willen dat het systeem terugkoppeling geeft, en zo ja, hoe dan? De resultaten van de enquête waren als volgt:

Over de scenario’s: Uit de enquête blijkt dat iedereen eigenlijk iets anders fijn vindt. Over het algemeen zijn er wel dezelfde voorkeuren maar er zijn toch wel kleine verschillen. Een interface waarbij je zelf met vinkjes kunt aangeven wat je fijn vindt en wat niet is dus wenselijk. Ook zijn er een aantal dingen waar we zelf nog niet aan gedacht hebben om te automatiseren. Zoals het automatisch aanzetten van de computer en het automatisch downloaden van series. Ook de inbraak preventie kan erg wenselijk zijn.

Over de terugkoppeling: Drie mensen gaven aan dat ze het niet fijn vinden als er zomaar iets verandert, tenzij het standaard dingen zijn zoals dat de lampen uitgaan in een ruimte waar je niet meer bent. Vind er daarentegen een grotere verandering plaats dat wordt het als prettig ervaren als er vantevoren aangegeven wordt wat er gaat veranderen en wanneer. Ook gaven verschillende mensen aan dat ze het fijn zouden vinden als ze een bepaald scenario kunnen uitstellen als ze het niet wenselijk vinden. Een ‘snooze’ functie zou dus zeer wenselijk zijn.

Interface: Twee mensen gaven aan dat ze een app op de telefoon die je huis weergeeft het gemakkelijkste zouden vinden. Dit omdat ze hun telefoon altijd bij hun hebben. Wel werd er ook aangegeven dat een afstandsbediening of ander interface ook wel zou mogen, mits het universeel is er niet van de bank af gegaan hoeft te worden om bijvoorbeeld iets in te stellen of uit te stellen. Ook willen mensen graag de optie om een scenario uit te stellen/aan te passen. Twee mensen gaven aan een interface dat op spraak werkt erg prettig te vinden.

Interface

De huidige robotica wordt vooral met afstandsbedieningen en mobiele interfaces bestuurd. Omdat wij proberen de interface ook te gebruiken om te personen in de ruimte te laten zien in welke staat het robot-huis is, is het interessant om andere types van interfaces in het veld van human-computer interaction te bekijken. Veel nieuwe ideeën over de interactie met computers is ontstaan door de opkomst van ubiquitous computing. “One of the most influential developments that took place was the birth of ubiquitous computing… an ubiquitous computing device would enter a person’s center of attention when needed and move to the periphery of their attention when not, enabling the person to switch calmly and effortless between activities.”[1] Ook het robot-huis is een vorm van ubiquitous computing. Het interface is ook de representatie is van de robot die het huis bestuurd, en moet dus aan de ene kant goed te zien zijn als het aandacht vraagt van de persoon, maar ook op de kunnen treden als de gebruiker bezig is met dagelijkse activiteiten in het huis. Wij willen de mogelijkheden bekijken die vallen onder tangible interfaces en augmented interfaces.

Omdat we een de interface van het huis tangible willen maken is het belangrijk te bedenken hoe we dit willen bewerkstelligen, en in hoeverre we een prototypen willen uitwerken. Ons doel is om een fysiek en werkend prototype te maken die gebruikt kan worden om de simulatie van het robot huis aan te sturen. Hiervoor is het noodzakelijk dat we de mogelijkheid hebben om bepaalde sensorische input van de user te registreren en met bepaalde actuatoren te laten zien hoe het systeem veranderd. Hiervoor hebben we een microcontoller nodig. Wij zijn van plan dit the bewerkstelligen door middel van een arduino [2]. Het is dan ook van belang om te bekijken hoe wij de arduino kunnen koppelen aan de simulatie.

Requirements

User requirements
- Centraal zichtbaar
- Laat status van huis zien
- User kan verschillende status huis aanpassen
- Interface past bij het uiterlijk van het huis
- Niet storend tijdens activiteiten van de user

Software requirements
- Sensorische data kunnen omzeten naar versturbare data
- Data kunnen ontvangen van simulatie (of echt domotica system)
- Data kunnen sturen naar simulatie (of echt domotica systeem)
- Kan de data van simulatie omzetten in visueel aantrekkelijk beeld van de status van het systeem

1) John Wiley & sons ltd. Interaction Design, Beyond Human-computer Interaction. Page 218
2) http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

APP Uit de user test is gebleken dat mensen een app die hun huis weergeeft het fijnst zouden vinden. Deze app zal ongeveer 5 minuten voordat de huis van toestand verandert dit aangeven aan de user door middel van een notificatie. De user kan deze toestand dan 'snoozen' door het icoontje voor snoozen naar links te swipen. Zo kan een op dat moment onwenselijk scenario dus nog even uitgesteld worden. Deze notificatie kan gesnoozed of zelfs geannuleerd worden zonder dat de user in moet loggen en naar de app moet gaan. Gaat de user echter naar de app dan kan de user daar de toestand van het huis zien en aanpassen. Dit aanpassen gaat als volgt werken. De user kan in een menu een ander al geïmplementeerd scenario selecteren. Ook kan de user bij de knop settings zelf een scenario maken of aanpassen.
Changing the state of the house

Simulatie

Requirements
De simulatie moet de volgende onderdelen van domotica kunnen simuleren als actuatoren:

Verlichting
- Gordijnen (open dicht, vitrage)
- Lampen (aan, uit, intensiteit, kleur)
Klimaat
- Verwarming (aan, uit, temperatuur)
- Raam (open, dicht)
- Ventilatie (open dicht, hoeveelheid luchtflow)
- Airco (aan, uit, temperatuur)
Multimedia
- TV (aan, uit)
- Radio (aan, uit, zender, muziekgenre)
Mens in de ruimte als bestuurbare entiteit

De simulatie moet de volgende sensorische input kunnen simuleren:
- Gedrag mens (plaats, activiteit, etc?)
- Natuurlijk lichtniveau
- Tijd
- Plaats lampen in de ruimte
- Temperatuur binnen
- Temperatuur buiten

De simulatie moet contact kunnen maken met de gebouwde user interface en data daar naartoe sturen en data hiervan kunnen ontvangen.

Ethische discussiepunten

Ethische discussiepunten.

Discussie

Discussiepunten aangaande technische aspecten.

Planning

Planning Week 1 Het bedenken van een onderwerp en het opstellen van een onderzoeksvraag en probleemstelling. Ook willen we een werkplan voor de aankomende weken formuleren.

Daadwerkelijk gedaan

Vandaag stond de 1e afspraak met meneer Royakkers gepland. Hij heeft ons de opdracht uitgelegd en hierna zijn we zelf gaan nadenken over de mogelijkheden. We wisten al gelijk dat we door wilden werken aan het onderwerp van ons vorige project van robots: domotica. De officiële definitie van domotica luidt: De integratie van technologie en diensten, ten behoeve van een betere kwaliteit van wonen en leven. In het vorige vak (0LEUB0 - Robotica en het goede leven) hebben we gekeken in welk opzicht domotica een rol kan spelen bij het langer zelfstandig houden van ouderen i.v.m. de vergrijzing. Een aantal aspecten die we destijds belicht hebben, zijn lampen die de aandacht van de persoon naar bepaalde objecten zoals medicijnen, eten of drinken kunnen trekken en een koelkast die bijhoudt welk eten er gegeten wordt en of het eten niet over de datum gaat. De componenten van het slimme huis die we destijds belicht hebben, zijn echter lastig te realiseren met onze kennis en ons gebrek aan tijd. Dat zette ons ertoe te kijken naar toepassingen van domotica die niet per se op een specifieke doelgroep zijn gericht. We hebben daarom afgesproken om thuis uit te zoeken wat er reeds op de markt is, zodat we een beeld kunnen vormen van onze mogelijkheden voor dit project.

Verder zijn we deze week bijeen gekomen en hebben we onze ideeën besproken. Hierbij kwam het idee naar voren om niet te kijken naar een specifieke toepassing, maar om juist te kijken naar de manier waarop de gebruiker omgaat met de techniek. Het kan voor de gebruiker namelijk beangstigend overkomen wanneer er zich verschillende processen afspelen in het huis, zonder dat dit duidelijk kenbaar wordt gemaakt. Ook dachten we dat de afstandsbediening natuurlijker en vertrouwder aan zou voelen wanneer deze op een speelse manier in het huis verwerkt is. Als voorbeeld voor zo'n afstandsbediening kun je denken aan een kat, die processen in werking kan zetten als hij geaaid wordt en ook kan uitstralen wat er al wordt uitgevoerd.

Planning Week 2 Meeting Tijdens de meeting met de begeleiders bleek dat ons project nog erg vaag was. Ook vroegen de begeleiders zich af of het gebrek van terugkoppeling ook wel echt als negatief ervaren wordt door de gebruikers van domotica. Ze wilden dan ook dat we dit gingen onderzoeken. Verder werd ook gevraagd of we het probleem wat duidelijker konden formuleren en dat we een duidelijke richting zouden kiezen waarin we op gaan tijdens het project.

Planning

Tim & Edward gaan zich voornamelijk bezig houden met het uitdenken en ontwikkelen van een computersimulatie waarin de werking van ons interface en de interactie met de verschillende apparaten kan worden weergegeven.

Michiel zal zich gaan richten op het uitdenken van een manier om dit interface ook daadwerkelijk te realiseren.

Milou gaat zich deze week richten op het vergaren van informatie over het onderzoek dat er al naar dit onderwerp gedaan is. Ze zal gaan kijken naar of het gebrek van terugkoppeling naar de gebruiker ook echt een probleem is.

Daadwerkelijk gedaan

Deze week zijn we een aantal keer bij elkaar gekomen en zijn we vooral bezig geweest met het samen uitdenken van de requirements voor de simulatie. We hebben besloten simpel te beginnen en daarna het programma steeds uit te breiden. We beginnen met het simuleren van een appartement, dit omdat ons project vooral gericht is op alleenstaanden. In dit appartement zullen we beginnen met het simuleren van licht. Dit houdt in dat de gordijnen en lampen zullen reageren op de positie en staat van de bewoner maar ook op de toestand buiten. Dit houdt in dat de lampen bijvoorbeeld aan gaan als het regent of donker wordt. En dat de gordijnen 's ochtends open gaan en 's avonds dicht. Belangrijker is dat voordat dit gebeurd, dit voor de gebruiker zichtbaar zal zijn op het interface. Dit interface zal met verschillende kleuren en pictogrammen weergeven dat er iets gaat gebeuren, voordat dit daadwerkelijk gebeurd. Is het toevallig aan het regenen en daardoor donkerder, dan zal op het interface een pictogram met een regenwolkje te zien zijn. Om de aandacht van de gebruiker te trekken zal de kleur van het interface lichtelijk veranderen. In de weken die hierop volgen zullen Michiel & Milou proberen een daadwerkelijk prototype van het interface te realiseren. Tim & Edward zullen een geavanceerde computersimulatie maken die beslissingen neemt. Onder deze beslissingen vallen bijvoorbeeld na hoe veel tijd nemen we aan dat de gebruiker naar bed is en doen we de lampen uit? Hoe veel licht verandering van buiten is genoeg op de lichten aan en uit te doen? En later, welke temperaturen moet het huis op welke tijdstippen zijn? Hoe transferen we de outputs naar het interface? Dit zijn allemaal problemen waar we deze week en in de komende weken over na zullen denken.

Planning Week 3 Meeting Tijdens de meeting met de begeleiders bleek dat de richting van ons project nu voor hen veel duidelijker was. Wel kwam naar voren dat het fijn zou zijn om wat feedback van potentiele users te hebben op onze simulatie en ons interface. Om dit realistisch te maken hebben we samen met de begeleiders besloten om Milou's studiootje te simuleren en hierin domotica toe te passen. Milou woont in een studio waarin ze haar eigen keuken en badkamer heeft. In haar complex wonen meerdere mensen met exact dezelfde studio. Het idee is om deze mensen te interviewen of ze domotica met terugkoppeling in hun huis fijn zouden vinden, en zo ja, hoe dan. De simulatie zal dus een weergave zijn van deze studio's.

Tim & Edward: Werken aan de computersimulatie, ze zullen zich focussen op licht.

Michiel & Milou: Enquête uitvoeren onder een groep potentiële users. Schetsen maken van ontwerpen van de interface, model maken interactie met interface.

Milou & Tim: Wikipedia pagina bijhouden.

Daadwerkelijk gedaan Tijdens de meeting met de begeleiders is er besloten dat de studio's waarin Milou woont gesimuleerd zullen worden. Hiervoor hebben we de plattegrond van deze studio's opgevraagd en zijn we zo een studie gaan simuleren. Verder is er een enquête uitgevoerd onder de potentiële users en daar zijn een aantal resultaten naar voren gekomen die we zullen gebruiken met het ontwikkelen van de simulatie en het ontwerpen van het interface. Verder zijn Milou en Michiel aan de slag gegaan met het bedenken en ontwerpen van een interface. De requirements waren al opgesteld, ze zijn dus schetsen gaan maken van hoe een mogelijk interface eruit zou komen te zien.

Planning Week 4

Tim & Edward: werken aan de computersimulatie

Michiel & Milou: werken aan het interface

Milou & Tim: Wikipedia pagina bijhouden

Daadwerkelijk gedaan

Planning Week 5

Tim & Edward: werken aan de computersimulatie

Michiel & Milou: werken aan het interface

Milou & Tim: Wikipedia pagina bijhouden

Daadwerkelijk gedaan

Planning Week 6

Tim & Edward: werken aan de computersimulatie

Michiel & Milou: werken aan het interface

Milou & Tim: Wikipedia pagina bijhouden

Daadwerkelijk gedaan

Planning Week 7

Tim & Edward: afronden van de computersimulatie

Michiel & Milou: het interface afronden

Milou & Tim: Wikipedia pagina afronden

Daadwerkelijk gedaan

Literatuur

[1] Home Automation in the Wild: Challenges and Opportunities, door A.J. Bernehim Brush, Bongshin Lee, Ratul Mahajan, Sharad Agarwal, Stefan Saroiu, Colin Dixon. In samenwerking met Microsoft Research en de University of Washington. Het artikel kan gedownload worden van onderstaande website: http://research.microsoft.com/pubs/145863/HomeOSCHI_cameraready_Final.pdf

[2] Providing an Integrated User Experience of Networked Media, Devices, and Services Through End-User Composition, door Mark W Newman (School of Information, University of Michigan), Ame Elliott (IDEO), Trevor F Smith (Transmutable Networks LLC). Het artikel kan gedownload worden van onderstaande website: http://www.mwnewman.people.si.umich.edu/pubs/pervasive08-newman-oscar-authVer.pdf