Help Me!:参加型センシングにおける 参加機会創出のための 情報の価値付けと可視化システム 坂村美奈 米澤拓郎 中澤仁 高汐一紀 徳田英幸 慶應義塾大学環境情報学部４年 2014.3.14 1 • 参加型センシングにおいて、物理センサを 用いたタスクの価値付け、可視化を行うこ とでユーザの参加機会を創出するシステ ム”Help Me!”の提案 – 基盤システムの設計と実装 – Androidアプリケーションによる評価、考察と 議論 Internet Participatory Sensing 2 概要 • Sensor Networksの普及 – 物理センサの小型化、高機能化、高精度化 – センサの無線通信機能や遠隔運用技術等、シ ステム技術の発展 防犯、医療、工場、家庭、農業、交通分野などにおける活用 • Mobile Sensingの普及 Physical World – スマートフォンの普及 • 日本：４人に１人 • アメリカ：２人に１人が所有* Electric Sensor Human Sensor • 物理センサやGPSが搭載 • 無線通信技術の発展 3 *Feb 2013. Our Mobile Planet by Google 背景 ①タスク発行 A B ②タスク閲覧・選定 C ③情報収集・提供 タスク設置者 ④インセンティブ付与 ユーザ ＊タスク・・・情報収集の具体的な内容や目的 Ex) 「歩行中の騒音を収集してください」「バスの列をレポートしてください」 4 Mobile Sensingの流れ Opportunistic Sensing Participatory Sensing (本研究対象） 概要 タスク承認後モバイル端末や物理セン モバイル端末を通してタスク サで自動的にセンシング 達成のため自発的に雰囲気、 状況などを投稿 参加形態 無意識的に参加 意識的に参加 取得情報の特徴 客観的、定量的、限定的 主観的、定性的、広範囲 ユーザの負担 少ない 多い 例 THE COPHENHAGEN WHEEL Weather News Mobile Sensing = Opportunistic Sensing + Participatory Sensing 5 • 多数のタスクが混在した状況において、 ユーザがどのタスクを実行すれば良いか分 からない – 取得すべき情報やタスクの更新頻度は様々 – タスク選定はユーザ依存 参加機会損失、参加者数減少、モチベーション低下、 情報の非効率な流通、タスク未達成 どれに参加す ればいいの？ :センシングタスク 6 問題意識 • ユーザが参加する際のタスク選定において、 どのタスクを達成すれば良いか判別出来る ようにする モチベーション向上、参加者の増加、参加機会の創出、情報の効率的 なやり取り、達成タスクの増加 7 目的 • R1: ユーザのタスクに対する価値付け – 参加すべきタスクへの価値を定量化 • 価値付けの基準 • タスクの最終更新時間 • ユーザのニーズ • センシング対象の状況変化 • R2: タスクに付加された価値の可視化 – タスク選定の際の判別の容易化 8 機能要件 • A1:物理センサを用いて状況変化を監視、タスク の更新の必要性を定量化 • A2:Task Mapの作成 高 : 状況が変化しており早急に情報更新の必要があるタスク : 状況が変化した可能性があり情報更新の必要なタスク 参加価値 : 状況が安定しているタスク 低 Participatory Sensing Task Map 9 アプローチ Help Me ! 一次センサ： 物理センサ 物理センサだけでは分からない情報を要求 変化検知 変化 人ならば分かる情報を送信 二次センサ：ユーザ 10 取得したい 事象 Help Me!システムモデル タスク内容 物理センサ ユーザ 1)バスやタクシーの例 人の存在（赤外線センサ） 具体的な混雑状況 2)会議室の使用状況 ドア開閉（加速度）、照度 室内の人数、使用状況 3)ゴミ箱 重さ、照度 内容物、様子確認 4)花 気温 種類、開花状況 5)天気 気温、湿度、風量 雨の匂い、雲の様子、ゲリラ 豪雨 6)交通状況 GPS、加速度 渋滞の原因、道の様子 7)高齢者見守り 高齢者宅の家電の使用状況 様子確認 8)節電対策 照明やエアコンなどのON/ OFF 部屋の様子確認 9)工場の機械の動作 機械の異常 実際のエラー確認 10)冷蔵庫の使用状況 冷蔵庫のドア開閉（加速度） 内容物確認 11 Help Me!システム応用例 • 金銭的なインセンティブ – Examining micro- payments for participatory sensing data collections • • ゴミ箱の様子を撮影するタスクに対してどの程度金銭的な報酬を付与 することが最も効率的か 導入資金や継続コストが高 人間の動機付けは必ずしも金銭的なものだけではない • 非金銭的なインセンティブ – アプリケーション配布 • THE COPHENHAGEN WHEEL • ナビ、走行距離や消費カロリー – ボランティア精神 • Using Strangers as Sensors • 見知らぬ人であっても情報収集 本研究では参加のきっかけ創出、参加することのメリットの理 解によりユーザのモチベーション向上を狙う 12 関連研究（1/2) • タスクに関する設定や配信を容易化するツー ルやシステム – Sensr / Medusa / PRISM • 参加型センシングのためのシステム 本研究:参加型センシングと物理センサを同一プラッ トフォームで実現するためのシステム構築 • ユーザのプライバシー – Automatically characterizing places with opportunistic crowdsensing using smartphones • 物理センサの情報から行動推定が可能 ユーザやサーバ側でプライバシー設定、配慮をする ことが重要 13 関連研究（2/2) XMPP Server タスクの 変化状態定義 XML Help Me! Server タスク状態 センサ タスクデータ 取得、送信モジュール タスク データ 物理センサ 設置 タスク センサ タスク 設置者 タスク 定義 マップ データ DB マップデータ 更新モジュール マップ データ XML 環境情報 タスク情報 インタフェース 自動生成 モジュール マップデータ タスク 選択 マップ 作成 モジュール タスク 参加者 投稿画面 閲覧 14 Task Map システム構成図 • Sensor Andrew(*1)をベースとして開発 – XMPPを用いて物理センサ・ユーザからのデー タを統合的に取り扱い可能 – 本研究:Sensor-Over-XMPPの拡張によるタスク に合わせた動的なインタフェースの作成 • テキスト、選択肢、写真、動画、音声ファイル DB XMPP Server イベントノード（仮想センサ） アプリケーション Subscribe 物理センサ ユーザC Meta node:センサのフォーマット ユーザA Data node:実際のセンサデータ Publish ユーザB 15 センサネットワークと 参加型センシングの統合アーキテクチャ *1 http://www.ices.cmu.edu/censcir/resources/SensorAndrew-‐Tech-‐Report.pdf • XMPP Server • Android – XPERIA(SONY) – • Help Me!Server • Android 4.1 GALAXYS4(SAMSU NG) • Android 4.2 • 使用センサ – Sun SPOT • 3軸加速度計を利用 16 実装環境 • 評価方針 – 情報収集・提供すべきタスクの更新をユーザ に促し、実際に更新できたか – 期待される効果があったか • 被験者 – 筆者の所属する研究室の学生16名 • 期間 – 2014.1.15~17 • Androidアプリケーションを配布 17 評価 • タスク – 会議室の使用状況に関するレポート 取得する情報 物理センサ ドア開閉（加速度） 参加ユーザ 室内の人数、イベント内容、終了予定時刻、コメント • ユーザが入力する情報 18 質問文 内容 選択肢 今何人いますか？ 室内の人 数 0~25人から選択 何が行われていま すか？ イベント 内容 定例ミーティング、会議、話し合いや相談、論文読み、輪講、勉 強や研究、何も行われていない、その他から選択 終了予定時刻を入 力してください 終了予定 時刻 0:00~23:59を設定または分からないを選択 コメント（Option) コメント 特記事項を自由に記述 実験詳細（1/2) • 通知 – タスクのセンシング対象が変化した時10分に 一度振動通知 • 正常状態：ドア開閉がされておらずタスクに関する 投稿がされている • 変化状態：ドア開閉がされておりタスクに関する投 稿がされていない • 作成したタスクへの操作 – 投稿 – 購読 – 監視 19 実験詳細（2/2) Task Map 20 Menu タスクの投稿画面 アプリケーションスクリーンショット • 投稿数 投稿数（個） 0 1 2 3 5 6 8 12 人数（人） 2 5 3 2 1 1 1 1 （計48個） • 投稿までの時間 • イベント数 右：30分毎 左：5分毎 – 計17(検出されたイベント:16) • 考察 – ユーザの参加数によりタスクの達成度は異なる • 参加者数が少ない朝や深夜はタスクの更新必要性高 21 評価結果概要 • アプローチ、ユーザビリティ、目的達成度、期待される効果な どに関してアンケートで５段階評価と理由を得た • ①タスクの価値付け – ドア開閉だけでなく照度などを考慮しタイミング を見直す必要も • ②タスクの可視化 – 安心感を与えた一方タスクが増加した場合現在の 表示方法では不十分 22 定性的評価 • ③ユーザビリティ – ユーザの状況、タスクに合わせた通知や設定 が必要 • ④目的達成度 – 更新の判断にはユーザのばらつき 23 定性的評価 • ⑤期待される効果 – 参加する負担が少なく、集団意識や自分に有利な 情報がある場合貢献 • ⑥類似アプリケーションについて – 緊急時、バスやタクシーの混雑具合、イベント検 知、キャンパス内での応用 • Comment – 貢献度の可視化、Thank You Point の導入 – 人ではなくシステムからの質問でも答える気持ち になった 24 定性的評価 • タスクの価値付けと可視化 – ユーザの状況とタスクの種類に合わせた価値 付けと可視化の必要性 • より詳細な状況取得に向けて • 照度や椅子の加速度など異種物理センサの組合 わせ • タスクが増加した際 • ユーザによる可視化設定やタスクの緊急度の振 分け • ユーザのニーズを取り入れたTask Mapの作成 25 考察と今後の展望 • システムの妥当性について – 通知回数や通知手法の見直し • ユーザの状況とタスクに合わせた通知、設定の必要 – モチベーション • 貢献度の可視化、Thank you Pointなどの導入 • 参加意欲の低いユーザに有益な情報を与える必要 • 応用アプリケーションについて – 室内、屋外問わず今後様々なアプリケーションに 応用が可能 • 多くのユーザが意欲的 • より広範囲、高密度の情報取得が可能 • ユーザによるタスクの作成 – 物理センサの動的な異常状態の定義 26 考察と今後の展望 • 参加型センシングにおいて、物理センサを 用いタスクの価値付けと可視化を行うこと でユーザの参加機会を創出するシステ ム”Help Me!”の提案 – 物理センサと人型センサによるハイブリッド 型センシング方式の実現 – 評価実験による考察と議論 27 まとめ • ご静聴ありがとうございました 28 以上です • 物理センサの設置 – Ex)室内のドアに加速度センサを設置 • 物理センサによる状況の正常/異常事態の自動検知、定 義 – SARADA:状況監視アプリケーションのための異常状態の自動 定義 – 決定木学習を用いる • ユーザによるセンシング項目の定義 – Sensor-Over-XMPPの拡張による動的なインタフェースの作成 – テキスト入力、選択肢、写真、動画、音声ファイル • 今回は状況変化検知を予め定義しておく 29 ユーザによるタスクの作成手法 30 システム構成図
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