Designing a tangible programming interface for the internet of things

Abstract

Einerseits versucht das Internet der Dinge (IoT) unser Leben lebenswerter und angenehmer zu gestalten, aber andererseits steht das IoT vor Herausforderungen bei der Konfiguration, Programmierung oder sogar beim Einsatz des IoT. Ziel dieser Arbeit ist es zu erforschen, wie Menschen einen alternativen Ansatz zur Programmierung von Smart Home Technologie durch den Einsatz von greifbaren Computergeräten erfahren und weiters festzustellen, ob dieser Ansatz die Endnutzer und Endnutzerinnen in die Lage versetzt, kleine alltägliche Herausforderungen zu lösen. Basierend auf einem Research through Design Ansatz folgt diese Arbeit einem iterativen Designprozess, in welchem eine Reihe von Prototypen hergestellt und welche mit insgesamt 43 Teilnehmern und Teilnehmerinnen evaluiert wurden um Feedback zu sammeln. Schlussendlich wurden drei Prototypen erstellt, bei denen der erste Prototyp das Konzept dieser Arbeit vorstellte und die anderen beiden Prototypen auf darauf folgenden Feedback der Teilnehmer und Teilnehmerinnen basiert. Für den endgültigen Prototyp wurden mehrere Sensor- und Aktormodule entwickelt, die mit Hilfe eines selbstentwickelten Controllers verknüpft werden konnten. Zusätzlich konnten Funktionen wie Zeitdauer, Verzögerung oder Invertierung verwendet werden. Mit einer abschließenden Evaluierung wurde der Prototyp mit technisch versierten Studieninteressierten-Informatikern und -Informatikerinnen und technisch unerfahrenen älteren Menschen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass ein interessanter und greifbarer Ansatz für die Programmierung von IoT-Geräten entwickelt wurde, der auch von älteren Menschen gut aufgenommen und verstanden wurde.

The Internet of Things (IoT) aims at making our lives more livable, easier, and more enjoyable. However, the IoT is also facing challenges of how to configure and program applications or of how to participate in the IoT. The aim of this thesis was to explore how people experience alternative approaches to programming home automation technology (commonly called smart home) and related IoT applications by using tangible computing devices. Following a Research through Design approach, this thesis employed an iterative and user-centered design process that focused on creating a series of prototypes based on the feedback of 43 participants. Finally three prototypes were built where the first prototype was utilized to introduce the primary interaction concept to the participants; the other two prototypes were based on subsequent feedback from the participants and considering their suggestions. For the final prototype, several sensor and actuator modules were developed, which could be linked with the help of a tangible controller device. In addition, functions such as time duration, delay or inverting could also be set in the prototype system. In a final evaluation, this prototype was examined with technically experienced prospective students of informatics and technically unexperienced older participants. The results showed that an interesting approach to programming IoT devices was developed, which was also understood and appreciated by older participants. Hence, the design exploration showed potential in empowering end-users in solving everyday challenges with smart technology.