Simulating ubiquitous computing environments

Abstract

Ubiquitous computing (Ubicomp) technologies provide exciting new opportunities for enhancing physical spaces to support the needs and activities of people within them. The ability to develop such systems effectively will offer significant competitive advantage. Tools are required to predict problems related with use early in the design cycle. At the Department of Informatics in the University of Minho the rApid Prototyping for user EXperience (APEX) framework is being developed. This framework allows a rapid prototyping and simulation of ubiquitous environments. The goal of APEX is to ease the creation of immersive prototypes of ubiquitous environments, so that they can be realistically explored by the users. These prototypes enable the early evaluation of how users will experience the ubiquitous environment. This dissertation presents a state of the art in ubicomp simulation platforms. It also presents a study that defines analysis dimensions for immersive prototyping based on 3D simulation. Thus providing a framework to guide the alignment between specific evaluation goals and particular prototype properties. The focus of this dissertation is on creating two virtual environments based on real environments, with the goal of supporting the usability testing of those environments. These tests aim to assess aspects such as people’s reaction in virtual environments, assessing the ubiquitous environments created, and analyzing if these ubiquitous environments can provide a rich and desirable experience to users (based on user satisfaction when interacting with the system). Results indicate that indeed APEX can be used to provide early feedback on the design of ubiquitous computing environments.

As tecnologias de computação ubíqua (ubicomp) oferecem novas oportunidades para enriquecer espaços físicos de modo a suportar as necessidades e actividades das pessoas dentro desses espaços. A capacidade para desenvolver sistemas eficientes irá fornecer uma vantagem competitiva significativa. Assim, são necessárias ferramentas para prever problemas relacionados com a sua utilização desde as fases iniciais do projecto de desenvolvimento. No Departamento de Informática da Universidade do Minho está a ser desenvolvido a plataforma APEX (rApid Prototyping for user EXperience). Esta plataforma permite a prototipagem rápida de ambientes ubíquos por simulação através de ambientes virtuais 3D. O objectivo da framework APEX é facilitar a criação de protótipos de ambientes ubíquos que possam ser explorados de forma imersiva pelos utilizadores. Esta dissertação apresenta o estado da arte em plataformas de simulação de computação ubíqua. Também é apresentado um estudo que define dimensões de análise para a prototipagem imersiva com simulações 3D. Fornecendo, assim, um enquadramento que permite guiar o alinhamento de objectivos específicos de avaliação e propriedades específicas de protótipos. A dissertação tem como objectivo principal a construção de dois ambientes virtuais baseados em ambientes reais, tendo em vista a realização de testes de usabilidade sobre eles. Estes testes visam avaliar aspectos como a reacção das pessoas em ambientes virtuais, a qualidade dos ambientes ubíquos tal como modelados e analisar se os ambientes ubíquos criados conseguem fornecer uma experiência rica e desejável ao utilizador (baseado-nos na satisfação do utilizador ao interagir com o sistema). Os resultados obtidos indicam que a APEX pode, de facto, ser utilizada para criar e avaliar protótipos de ambientes de computação ubíqua.