Exploiting Context-awareness and Social Interaction to Provide Help in Large–scale Environments

Abstract

We humans are social beings. Whenever we face problems that we cannot solve alone as an individual, we seek help from others. As humans, we are keen to spread our helping hands towards people in need. When a help provider wants to provide help to solve a particular problem, the ‘problem solving’ becomes a common goal for both the help seeker and help provider. However, solving a problem in collaboration requires a lot of coordination and exchange of contextual information, which is easy when the help seeker and help provider are in a collocated place. However when people are away from their regular social environment, they cannot easily seek help from their trusted social peers. There is a geo–social gap between the help seeker and help provider. When people are away from their regular social terrain, e.g., in a large city environment, they face different sorts of problems. Often a computing system is not a suitable solution for those problems. For instance, when people have too customized queries, the computing system cannot provide an answer. Often they need more interactive information. Consequently, asking another human becomes the only approach to solve those problems. Furthermore, people have different abilities. Often they need assistance with things that are easy to solve by other people. However, when people need help, it is difficult for them as a help seeker to easily find a trustable help provider. Additionally, when a help seeker somehow finds a help provider, exchanging the required contextual information to establish mutual awareness between them remains a challenge. People may utilize their online social networks to ask for help or recommendation. However, those systems are not yet suitable to ask questions with contextual information and rich media at once. Furthermore, those systems do not guarantee a timeliness of response. For situations where human–processing is the only solution, people may use crowdsourcing based solutions to ask a question. However, those are often not suitable for a range of questions where prior knowledge about the help seeker is required. Whereas, as a social being, we have a large number of social peers who can provide help when necessary. The research presented in this thesis explores how to unlock the enormous power of human processing that is still underutilized, in a social, congenial and convenient way. Which is still not well explored but is an emerging area of research. In the frame of this thesis we propose several context–aware social computing prototype systems that assist people to find context–sensitive suitable help and guidance from trusted social peers. We also illustrate the help seeking scenario in different ranges from large–scale city environments to people with dementia. Furthermore, we demonstrate the help seeking scenario in a simulated large and dynamic social network such as, a simulated vehicular network. We also propose approaches that can assist users to select required contextual information and assist to find suitable help providers.

NL Dit onderzoek is uitgevoerd in het kader van het "CoLaSUE: Context - Aware Local Service Fabrics in Large Scale Ubicomp Environments" project. Tegenwoordig zijn ubiquitous computing omgevingen kleinschalig en hebben ze meestal betrekking op een beperkte ruimte zoals een enkele kamer, huis of universitaire campus. Het uitrollen van contextgevoelige diensten op grote schaal omvat vele uitdagingen. Dit doctoraatsproefschrift richt zich op de bijzondere uitdagingen die zich voordoen in ubicomp omgevingen op grote schaal. In grote openbare ruimtes, worden mensen omringd door een overvloed aan informatie die zij niet altijd kunnen begrijpen zonder de hulp van anderen. Het gebruik maken van de hulp van andere personen vormt een mogelijke oplossing aangezien de ubicomp omgeving niet altijd kan garanderen dat de meest aangewezen informatie op het juiste moment beschikbaar is . Dit is ook afhankelijk van diverse andere factoren zoals de vereiste ervaring om een probleem op te lossen, of het probleemoplossend vermogen van de gebruiker. Om een gebruiker te assisteren in het vinden van een geschikte persoon die hulp kan bieden, zijn tevens oplossingen voor verschillende andere problemen nodig. Het belangrijkste doel van dit proefschrift is om factoren die de kwaliteit van menselijke communicatie beïnvloeden te begrijpen en strategieën te bieden om deze kwaliteit te verhogen door de interne en externe context van de gebruikers te analyseren, alsmede de ontwikkeling van systemen voor het delen van informatie gebruikmakende van het sociale netwerk van de gebruikers. Om deze algemene doelstelling te bereiken, richt dit proefschrift zich op volgende onderzoeksvragen: • Hoe kunnen context en maatschappelijke bewustwording de menselijke communicatie verbeteren opdat een nomadische hulpzoekende geschikte hulpverleners kan vinden in ubiquitous computing omgeving op grote schaal? • Hoe kan een gebruiker eenvoudig en effectief een ’roep om hulp’ opstellen en overbrengen aan de potentiële hulpverleners? • Hoe kunnen sociale verbondenheid en contextgevoeligheid de kwaliteit van het dagelijks leven van mensen met dementie verbeteren? • Hoe kunnen sociale- en contextgevoeligheid de verspreiding van gegevens verbeteren, zowel qua kwaliteit als efficiëntie in een groot dynamisch netwerk, meerbepaald een netwerk van voertuigen? • Hoe kan een mixed-initative proces van contextselectie een gebruiker helpen om relevante contextinformatie te identificeren die het mogelijk maakt een groep potentiële hulpverleners te selecteren, terwijl men op zoek is naar hulp? De bijdragen van dit proefschrift zijn grotendeels verdeeld in twee delen. De eerdere hoofdstukken (hoofdstuk 2 t.e.m. hoofdstuk 4) behandelen contextgevoeligheid in het domein van mobile en social computing – hoe zou een probleem dat een enkele persoon niet alleen kan oplossen gezamenlijk kunnen worden opgelost in een grote stadsomgeving. We hebben ons voornamelijk toegelegd op use cases in grootschalige, open ubiquitous computing omgevingen. Wanneer mensen zich buiten hun normale, vertrouwde sociale plaatsen bewegen, worden zij geconfronteerd met nieuwere soorten problemen die grotendeels over het hoofd gezien werden binnen het ubiquitous computing onderzoeksgebied. In het eerste deel van dit doctoraatsproefschrift worden een aantal uitdagingen besproken, zoals het vinden van geschikte personen die kunnen helpen en het vinden van betrouwbare hulp. Dit deel behandelt ook hoe men om dient te gaan met de interactie en informatie-uitwisselingsbarrière tijdens de communicatie met hulpzoekenden. Bovendien, komt in dit deel ook aan bod hoe men gebruik kan maken van sociale- en contextgevoeligheid om hulpzoekenden te ondersteunen. Hoofdstuk 5 en hoofdstuk 6 dragen bij in het oplossen van problemen in grote en dynamische ubiquitous computing omgevingen. Verder beschrijven we een mixedinitiative aanpak voor “aware computing.” In dit deel werd geo-sociale interactie onderzocht in een hulpverleningsscenario binnen een gesimuleerd voertuigennetwerk. Wij hebben de efficiëntie op het vlak van de verspreiding van gegevens en de kwaliteit van die gegevens in een contextgevoelig sociaal netwerk geobserveerd. In dit deel van het doctoraatsproefschrift, wordt tevens een mixed-initiative aanpak voor nuttige en contextgevoelige sociale communicatie beschreven.