Ambientes residenciais controlados por dispositivos móveis: estudo, concepção e desenvolvimento de um aplicativo considerando a diversidade

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA E MATEMÁTICA APLICADA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃO

MESTRADO ACADÊMICO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃO

Ambientes Residenciais Controlados por

Dispositivos Móveis: Estudo, Concepção e

Desenvolvimento de um Aplicativo

Considerando a Diversidade

Sarah Gomes Sakamoto

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Sarah Gomes Sakamoto

Ambientes Residenciais Controlados por

Dispositivos Móveis: Estudo, Concepção e

Desenvolvimento de um Aplicativo

Considerando a Diversidade

Exame de Defesa de Mestrado apresentado ao Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Computação do Departamento de Informática e Matemática Aplicada da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito final para a obtenção do grau de Mestre em Sistemas e Computação.

Linha de pesquisa: Engenharia de Software

Orientador

Prof. Dr. Leonardo Cunha de Miranda

PPGSC – PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃO DIMAP – DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA E MATEMÁTICA APLICADA

CCET – CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA UFRN – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

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Defesa de Mestrado sob o título Ambientes Residenciais Controlados por Dispositivos Móveis: Estudo, Concepção e Desenvolvimento de um Aplicativo Considerando a Diversidade, apresentada por Sarah Gomes Sakamoto e aceita pelo Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Computação do Departamento de Informática e Matemática Aplicada da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, sendo aprovada por todos os membros da banca examinadora abaixo especificada:

_____________________________________________________________ Prof. Dr. Leonardo Cunha de Miranda

Presidente

DIMAp – Departamento de Informática e Matemática Aplicada UFRN – Universidade Federal do Rio Grande do Norte

_____________________________________________________________ Prof. Dra. Vânia Paula de Almeida Neris

Examinadora (Externa) Departamento de Computação

UFSCar – Universidade Federal de São Carlos

_____________________________________________________________ Prof. Dra. Lyrene Fernandes da Silva

Examinadora (Interna)

DIMAp – Departamento de Informática e Matemática Aplicada UFRN – Universidade Federal do Rio Grande do Norte

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Agradecimentos

Neste momento, em que as forças se esvaem, mas a pesquisa clama pela continuidade, devemos agradecer àqueles que nos auxiliaram ao longo dessa jornada.

Primeiramente, agradeço à minha família. Aos meus pais, Edilza Gomes Sakamoto e Akihiko Sakamoto, minha eterna gratidão. Obrigada pelo suporte na minha escolha de prosseguir com os estudos, amor incondicional, compreensão, cooperação nessa fase final, e por zelarem por meu bem-estar em todos os momentos.

Ao meu companheiro, Alessandro Luiz Stamatto Ferreira, sempre presente em minha vida. Agradeço pelo apoio em todos os momentos. Obrigada pelo amor, compreensão, sugestões e incentivo em minha pesquisa. Você sempre me dá forças para continuar. Saiba que você é minha luz, meu principal agente de fomento, desde as palavras cativantes até a proteção nas madrugadas do DIMAp. Espero que você sempre esteja ao meu lado para ajudarmos um ao outro.

Ao meu amigo Diego Henrique Dantas de Oliveira, pelo tempo, amizade e contribuição. Obrigada pelos momentos, reflexões, trocas de experiência e estímulo. Você foi fundamental para a evolução do HandyHome.

Agradeço à minha segunda família, Maria Inês Sucupira Stamatto, Adir Luiz Ferreira e Luane Maria Stamatto Ferreira, por todo o apoio e compreensão nos momentos mais difíceis. Às minhas amigas Ana Carla Carvalho de Correia, Juliana de Araújo Oliveira e Jarmilla Bow Ltaif Garcia, pela cooperação e grande amizade durante o mestrado. Aos amigos Ronildo Pinheiro de Araujo Moura e Alison de Araújo Bento pelo incentivo na fase final. Aos amigos Bruno e Arrison pela assistência e garantia de amparo, à minha avó Maria Eunice pelas orações e demais familiares pela torcida. Agradeço também aos participantes do experimento (meus sinceros agradecimentos), à amiga Eliselma Vieira pela colaboração, ao Heiko pela contribuição científica, ao Paulo pela visão de hardware, à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela bolsa de estudos concedida, e aos demais membros e colegas do grupo pelo crescimento coletivo.

Aos membros desta banca, professoras Lyrene Fernades da Silva e Vânia Paula de Almeida Neris, pela disposição de tempo e dedicação para contribuírem com o trabalho e tornarem sua apresentação possível. À professora Vânia também pela organização do maravilhoso evento IHC'12, marcante em minha jornada, onde conheci parte da comunidade de IHC. E em especial, à professora Lyrene, que guiou meus passos para minha pesquisa atual e passou valiosas lições. Por último, e não menos importante, ao meu orientador, Leonardo Cunha de Miranda. Agradeço pela oportunidade de continuar meus estudos na área do meu interesse, e proporcionar uma nova perspectiva sobre o significado da atividade de pesquisa. Obrigada pelas melhorias significativas em nossas publicações e pelo tempo em que trabalhamos juntos e o senhor cooperava comigo. Este trabalho é a junção de pequenas contribuições, de diversas pessoas em momentos específicos. Espero poder agradecer de coração a todos que contribuíram direta ou indiretamente com a evolução deste trabalho.

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Ambientes Residenciais Controlados por

Dispositivos Móveis: Estudo, Concepção e

Desenvolvimento de um Aplicativo Considerando a

Diversidade

Autora: Sarah Gomes Sakamoto Orientador: Prof. Dr. Leonardo Cunha de Miranda

R

ESUMO

Com o desenvolvimento tecnológico ocorrido nas últimas décadas, o ambiente residencial vem incorporando a cada dia novos equipamentos eletroeletrônicos de consumo doméstico a fim de facilitar as atividades do cotidiano e promover uma melhor qualidade de vida dos moradores-usuários. Controlar esse ambiente no mundo contemporâneo demanda interação com diferentes interfaces de controle, tornando essa tarefa, relativamente, complexa. Torna-se necessário, portanto, prover interfaces de usuário mais adequadas para controlar esses equipamentos. Os dispositivos móveis surgem como uma plataforma viável para realizar esse controle, trazendo comodidade, flexibilidade e diferentes mecanismos de interação com os equipamentos desse ambiente. Porém, ao se projetar novas soluções para esse contexto de uso é necessário considerar a diversidade de usuários e a riqueza de situações de uso desse ambiente. O estudo realizado nesta pesquisa visa compreender aspectos da interação desse contexto específico considerando a relação entre os usuários, a tecnologia e o ambiente. Como resultados, apresentamos um abrangente levantamento de aplicações, a identificação de desafios desse domínio sob a perspectiva da diversidade e o levantamento de requisitos para aplicações desse contexto baseado no referencial teórico-metodológico da Semiótica Organizacional e no uso de aplicativos. Ainda, serão apresentados os passos da concepção de um aplicativo que apoia o controle de recursos do ambiente residencial via dispositivo móvel juntamente com os resultados de um experimento realizado com potenciais usuários da solução computacional implementada.

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Home Environment Controlled by Mobile Devices:

Study, Conception and Development of an

Application Considering Diversity

Author: Sarah Gomes Sakamoto Advisor: Prof. Dr. Leonardo Cunha de Miranda

A

BSTRACT

With technological advancement in recent decades, home environment incorporates several household electronic appliances in order to facilitate activities and improve dwellers-users' quality of life. Controlling this environment in modern society requires interaction with different interfaces and controls, which becomes a nontrivial task. It is therefore necessary to provide more appropriate user interfaces to control such equipment. Mobile devices emerge as a viable platform to enable this control, providing convenience, flexibility and several interaction possibilities. However, it is fundamental to consider users and situations diversity regarding this environment in new solutions design. The study in this research aims providing a better understanding of interaction aspects in this specific context considering the relation between users, technology and environment. As results, we present a wide survey in applications, as well as the identification of challenges under the perspective of diversity and requirements elicitation for applications in this domain based on Organizational Semiotics theory and usage of applications. Concept phases of a software which supports controlling home environment resources via mobile devices along with results from an experiment with potential users of this computational solution are also presented in this research.

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ix

Lista de figuras

Fig. 1 - Exemplos de formas de interface e interação através dos dispositivos móveis para

controle de elementos da casa. Fontes: [25],[37],[42] adaptado,[47] ... 35

Fig. 2 – Partes Interessadas resultante da análise do domínio... 38

Fig. 3 – Overview of the M4REMAIP. ... 48

Fig. 4 – Some possible design solutions – icons –to functionality “Settings”. ... 55

Fig. 5 – Arquitetura do Sistema ... 63

Fig. 6 – Comunicação com o Sistema ... 64

Fig. 7 – Interface da Tela Principal ... 67

Fig. 8 – Decisão de design: Posicionamento do botão de interação por voz ... 68

Fig. 9 – Interface de (a) Cenários, (b) Cenários, com um cenário sendo ativado e emitindo feedback visual com mensagem toast, e (c) Cenários favoritos ... 68

Fig. 10 – Interfaces (a) Dispositivos, (b) Controle do dispositivo e (c) Configurações ... 69

Fig. 11 – Decisão de design: (a) Botão Toggle e (b) Switch ... 70

Fig. 12 – Estrutura da casa a ser controlada no experimento ... 75

Fig. 13 – Tempo que cada usuário utilizou para realizar as tarefas 1 a 14 ... 80

Fig. 14 – Taxas de realização das tarefas 1 a 14 com sucesso ... 81

Fig. 15 – Respostas dos participantes quanto às imagens A e B ... 81

Fig. 16 – Reações aos problemas de acessibilidade no uso de dispositivos móveis ... 82

Fig. 17 Diferentes reações após ação no ambiente: (a) usuário não percebe e (b) usuário percebe o feedback do aparelho no ambiente... 83

Fig. 18 Conjunto de gestos definido por um participante para os cenários: (a) Acordar, (b) Antes de dormir, (c) Cinema em casa, (d) Sair de Casa, (e) Chovendo ... 84

Fig. 19 – Reação dos usuários no momento de execução da tarefa 18 ... 85

(10)

x

Lista de tabelas

Tabela 1 – Aplicações Residenciais da Literatura ... 35

Tabela 2 - Escada Semiótica resultante da análise do domínio. ... 39

Table 3 – Android apps identified and analyzed applying M4REMAIP ... 53

Tabela 4 – Exemplos de Interfaces de Controle ... 64

Tabela 5 – Objetos que podem ser controlados em cada cômodo da casa com a aplicação ... 76

Tabela 6 – Dados etnográficos e pessoais dos participantes ... 77

Tabela 7 – Dados etnográficos e pessoais dos participantes ... 78

Tabela 8 – Legenda da classificação da tabela 7 ... 78

Tabela 9 – Formas que os usuários realizaram a tarefa 16 ... 84

(11)

Sumário

Lista de figuras ... ix

Lista de tabelas ... x

1 Introdução ... 15

1.1 Contexto, Problemática e Motivação ... 15

1.2 Objetivos ... 17

1.3 Relevância da pesquisa ... 18

1.4 Estrutura do trabalho ... 19

2 State of the Art and HCI Challenges under the Perspective of Diversity ... 21

2.1 Introduction ... 21

2.2 State of the Art ... 22

2.2.1 Textual Command Interface ... 22

2.2.2 Textual Interface with Visual Layout ... 23

2.2.3 Graphical Interface ... 23

2.2.4 Multi-Modal Interface and Direct Manipulation... 24

2.3 HCI Challenges under the Perspective of Diversity ... 25

2.3.1 Guidelines ... 28

2.4 Discussion ... 29

2.5 Conclusion ... 30

2.6 Decision Making ... 31

3 Levantamento de Requisitos baseado na Semiótica Organizacional ... 33

3.1 Introdução ... 33

3.2 Aplicações Residenciais ... 34

3.3 Análise do Domínio... 36

3.3.1 Base Teórica e Metodológica ... 36

3.3.2 Resultados ... 38

3.4 Requisitos de Interface e Interação ... 40

3.5 Discussão ... 44

3.6 Conclusão ... 45

3.7 Tomada de Decisão ... 45

(12)

4.1 Introduction ... 46

4.2 M4REMAIP ... 47

4.3 Application of M4REMAIP ... 49

4.3.1 Phase I ... 49

4.3.2 Phase II ... 50

4.3.3 Requirements and Design Ideas ... 54

4.4 Discussion ... 56

4.5 Conclusion ... 57

4.6 Decision Making ... 57

5 Design e Implementação do Aplicativo HandyHome ... 59

5.2 Aplicações para Controle Residencial Via Dispositivos Móveis ... 60

5.3 Implementação ... 62

5.3.1 Estrutura do Sistema ... 62

5.3.2 Geração Automática de Interface ... 63

5.4 Design ... 65

5.4.1 Interação ... 65

5.4.2 Interface ... 66

5.7 Tomada de Decisão ... 71

6 Descobertas e Reflexões de um Estudo de Caso em um Ambiente Simulado ... 73

6.2 Metodologia e Cenário de Pesquisa ... 74

6.3 Resultados ... 79

6.3.1 Resultados Quantitativos ... 80

6.3.2 Observações Qualitativas ... 82

6.6 Reflexão ... 87

7 Considerações Finais ... 89

7.1 Trabalho Realizado ... 89

7.2 Contribuições ... 90

7.3 Perspectivas e Trabalhos Futuros ... 91

Referências bibliográficas ... 92

Apêndice A – Termo de Consentimento Livre e Esclarecido ... 98

Apêndice B – Termo de Autorização de Gravação de Voz, Imagem e Vídeo ... 100

Apêndice C – Formulário de Perfil do Participante ... 102

(13)

Apêndice E – Autorização 1 ... 110

(14)

(15)

Capítulo 1

1 Introdução

No ambiente residencial, dispositivos mecânicos e digitais se agregam com a mobília e artefatos de valor sentimental, todos imersos em um cenário íntimo em que os moradores interagem. A tecnologia encontra-se presente nas casas de maneira distribuída, em aparelhos para diversas finalidades, seja em eletrodomésticos, dispositivos para entretenimento ou sistemas para prover segurança do ambiente. O controle do ambiente residencial envolve diversos desafios, tanto de caráter tecnológico quanto humano, referente à interação com essa tecnologia. Torna-se necessário estudar a natureza das interações nesse ambiente, com suas peculiaridades, necessidades e restrições.

Nesse estudo é necessário considerar diversos aspectos, entre eles, a diversidade. O ambiente residencial agrega diversos usuários em uma diversidade de situações, e essa diversidade deve ser contemplada na concepção de novas soluções. Sob essa perspectiva, devem ser consideradas características específicas do contexto das interações. Este trabalho visa o estudo e a proposta de uma solução que apoie o controle de recursos do ambiente residencial via dispositivos móveis, considerando a diversidade.

1.1 Contexto, Problemática e Motivação

(16)

Ambientes Residenciais Controlados por Dispositivos Móveis: Estudo, Concepção e Desenv. de um Aplicativo Considerando a Diversidade 16

possibilitar aos usuários controlá-los remotamente. No entanto, cada dispositivo possui seu controle individual, exigindo interação com cada um separadamente.

Nos últimos anos, foram propostas diversas formas para o controle desse ambiente, com o intuito de promover a qualidade de vida dos moradores. Alguns trabalhos têm focado no desenvolvimento de soluções para controlar o ambiente residencial através de dispositivos móveis, visto que eles surgem como excelentes plataformas para viabilizar o controle dessa gama de aparelhos e recursos da casa de forma unificada. A popularização dos dispositivos móveis para os diversos segmentos da sociedade, também estimula sua utilização como plataforma de controle, permitindo maior abrangência de público para esse cenário. Porém, essa interação possui características particulares que merecem atenção e necessitam ser investigadas considerando esse contexto específico.

O estudo da interação no ambiente doméstico requer a compreensão desse espaço e das suas possibilidades de interação. As pessoas interagem com a tecnologia de diferentes formas, e também executam as atividades domésticas de maneiras diferentes. Cada morador possui seus próprios hábitos e uma visão particular desse ambiente. A tecnologia para controle residencial deve estar integrada a essas atividades, adaptada à rotina dos usuários. Portanto, ao se projetar interfaces e interações para novas soluções é necessário considerar essas diferenças, levando em conta características individuais, condições físicas e sociais, além de diversas situações de uso nesse ambiente. A área de Interação Humano-Computador (IHC) pode auxiliar no entendimento dessas interações, a fim de prover melhorias na maneira com a qual as pessoas interagem com a tecnologia.

No que se refere ao controle do ambiente residencial, alguns termos são comumente utilizados: automação residencial e casa inteligente. A automação residencial, também referenciada como domótica, se baseia na automação das tarefas domésticas, substituindo as operações manuais por operações automatizadas, auxiliadas por máquinas. A automação provê controle da casa, auxiliando os moradores a gerenciar seus aparelhos, trazendo comodidade, segurança, conforto e eficiência. Essa automação pode ser aplicada apenas para dispositivos independentes ou agregar diversos dispositivos e serviços, formando os chamados sistemas de automação residencial [1]. Uma vantagem trazida pela maioria desses sistemas é a possibilidade de operá-los remotamente. A população passa grande parte do seu tempo fora de suas casas, e através da operação remota do sistema, os usuários podem controlar seus aparelhos de suas casas à distância. E ainda, esses sistemas geralmente proveem funcionalidades de monitoramento remoto que podem evitar desastres e danos na ausência dos moradores da casa.

Já o conceito de casa inteligente engloba uma moradia que integra tecnologias de informação e comunicação, promovendo a interação. Apesar das diferentes denominações

(17)

17 Capítulo 1. Introdução

inteligentes ou às suas capacidades de economia de energia, providas pela integração com as redes inteligentes (smart grids) [3]. A casa inteligente pode se ajustar às necessidades dos habitantes [4] de acordo com preferências ou informações de contexto coletadas do ambiente. Ela é fundamentada nas ideias de computação ubíqua com a aplicação de AmI (Ambient Intelligence) para prover melhor qualidade de vida para seus usuários, otimizar o conforto e facilitar o controle dos dispositivos da casa [5]. Por isso, os conceitos de casa inteligente e automação residencial estão relacionados, todavia, o termo casa inteligente traz um conceito mais amplo, indo além do que apenas a automatização de tarefas domésticas. A automação residencial pode ser considerada uma das etapas para se obter uma casa inteligente.

De fato, nenhum desses termos é novo, visto que o termo casa inteligente foi popularizado entre as décadas de 1980 e 1990 e a automação residencial já existe há mais de trinta anos. Porém, apesar do desenvolvimento de diversos sistemas ao longo desses anos, sua adoção pelos consumidores não foi abrangente. Diversas barreiras podem ser atribuídas como potenciais motivos para a fraca adoção desses sistemas, entre elas, dificuldades de implantação, interoperabilidade, gerenciamento e custos, que contribuem para dificultar uma ampla adoção pela população. Essas barreiras estão relacionadas aos aspectos tecnológicos, e por isso muito foco foi dado a essas características desses sistemas. Mas existem ainda outras barreiras, tais como a imagem industrial da domótica [6] e o caráter da interação abordado pelas soluções existentes. Muitos sistemas de domótica possuem um visual industrial que não se adéqua à natureza do lar, e com projetos não focados em aspectos de interação humano-computador, muitas vezes exigindo conhecimento técnico e não adaptadas às necessidades dos usuários.

Portanto, faz-se necessário um estudo acerca das características específicas considerando as diferentes dimensões nesse contexto, no que se refere à tecnologia, aos usuários e ao ambiente em que ocorre a interação. E esse estudo deve ser feito considerando a diversidade, permitindo benefícios para todos os moradores.

1.2 Objetivos

Dado esse contexto, o principal objetivo deste trabalho é estudar o domínio de controle de elementos do ambiente residencial via dispositivos móveis e propor uma nova solução que apoie o uso de recursos desse ambiente considerando a diversidade. A fim de cumprir esse objetivo geral, são relacionados os seguintes objetivos específicos desta pesquisa:

 Levantar o que está sendo proposto na literatura para controle de elementos do ambiente residencial via dispositivos móveis;

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 Levantar requisitos de interface e interação para soluções que visam o controle de elementos do ambiente residencial via dispositivos móveis;

 Projetar uma instância de interface de uma solução para controle do ambiente residencial via dispositivos móveis baseado nos requisitos identificados;

 Desenvolver uma nova solução considerando os requisitos levantados para controle de elementos do ambiente residencial via dispositivos móveis;

 Avaliar esta nova solução com usuários, a fim de validar alguns requisitos e a proposta de design.

Este trabalho segue norteado pela área de IHC em todas suas fases de desenvolvimento. O estudo realizado nessa pesquisa visa compreender aspectos da interação desse contexto específico considerando a relação entre os usuários, a tecnologia e o ambiente. Já a perspectiva da diversidade é considerada nesse contexto visto a abrangência de público e situações de uso desse ambiente.

1.3 Relevância da pesquisa

As soluções desenvolvidas para esse contexto geralmente focam em aspectos tecnológicos, muitas vezes sem levar em consideração aspectos da interação e da diversidade em sua concepção/design. Esta pesquisa surge da necessidade de cobrir essa lacuna. Sua relevância está fundamentada na importância de se atentar para esses aspectos no desenvolvimento de novas soluções, buscando formas de apresentar as funcionalidades oferecidas para todos os usuários e facilitar sua interação.

Considerando a relevância sob a ótica da área de IHC, a maioria dos estudos foca somente na relação entre tecnologia e ser-humano, como evidenciado em [7]. Porém, de acordo com Frohlich e Kraut [8], o espaço exerce uma influência considerável no tipo de interação a ser realizado. Considerando o ambiente residencial, fatores relativos a esse espaço impactam nessa interação entre os moradores e a tecnologia. Alguns trabalhos [9,10] têm mostrado a importância de se considerar fatores e restrições desses ambientes, abrindo uma série de descobertas neste cenário.

O estudo realizado na presente pesquisa considera as três dimensões em sua concepção: os usuários, a tecnologia e o ambiente. No aspecto tecnológico, são abordadas as características específicas referentes ao controle de elementos domésticos e dispositivos móveis; no que se refere aos usuários e ao ambiente, são retratados os aspectos da interação sob a perspectiva da diversidade, para atender a heterogeneidade de público e situações de uso desse ambiente.

(19)

19 Capítulo 1. Introdução

abrangente levantamento de soluções existentes, apontando os desafios para a área, mostrando requisitos para novas aplicações, além do desenvolvimento do aplicativo proposto incorporando os aspectos supracitados. Dessa forma, a pesquisa contribui por auxiliar no desenvolvimento de novas soluções, ressaltando a importância de pontos específicos e provendo um guia para designers de soluções desse domínio. A comunidade científica e os profissionais poderão usufruir dos resultados desse trabalho para expandir o conhecimento e propor novas soluções que melhorem a interação nesse contexto específico, além de novas formas de interação, considerando a diversidade.

1.4 Estrutura do trabalho

O presente trabalho está organizado em seis capítulos, que se somam à Introdução. A estrutura da dissertação segue o formato de coletânea de artigos, em que cada capítulo apresenta o formato de um artigo científico. Vale salientar que, devido ao formato adotado, este trabalho apresenta capítulos que podem estar em um dos seguintes idiomas: português ou inglês. Quando um idioma é adotado, permanece o mesmo durante todo o capítulo. A última seção de cada capítulo atua como uma ponte entre cada artigo, mostrando uma breve reflexão sobre aquele capítulo dentro do contexto da presente pesquisa e próximos passos. Os capítulos, juntamente com uma breve descrição de seus conteúdos, serão apresentados a seguir.

 Capítulo 2 – State of the Art and HCI Challenges for Diversity: Este capítulo

apresenta o levantamento do estado da arte em soluções para controle de ambientes residenciais via dispositivos móveis e desafios de IHC sob a perspectiva da diversidade. Adicionalmente, também apresentamos um conjunto de diretrizes a fim de minimizar ou transpor os desafios identificados;

 Capítulo 3 – Levantamento de Requisitos baseado na Semiótica

Organizacional: Este capítulo apresenta os resultados de uma análise sobre o

domínio e levanta requisitos de aplicações para esse contexto sob a ótica de IHC. Esse levantamento de requisitos foi baseado no estado da arte descrito no capítulo anterior e na análise do domínio utilizando artefatos da Semiótica Organizacional. Com isso, foi possível a identificação de requisitos com uma visão sócio-técnica, sob diferentes perspectivas;

 Capítulo 4 – Requirements Elicitation based on Mobile Applications under an

Interaction Perspective: Este capítulo apresenta um método para elicitação de

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requisitos de aplicativos Android para controle residencial. Com isso, foi possível observar o estado da prática para extrair requisitos considerando o domínio e a plataforma de desenvolvimento específica;

 Capítulo 5 – Design e Implementação do Aplicativo HandyHome: Este capítulo

apresenta um estudo sobre a concepção e desenvolvimento do aplicativo HandyHome, que visa permitir o controle do ambiente residencial através de dispositivos da plataforma Android. O aplicativo foi concebido sob a ótica de IHC considerando os passos realizados nos capítulos anteriores;

 Capítulo 6 –Descobertas e Reflexões de um Estudo de Caso em um Ambiente

Simulado: Este capítulo apresenta os resultados de um experimento realizado em um

ambiente simulado, a fim de observar a interação de usuários com a aplicação de controle do ambiente residencial HandyHome. A partir dessa observação, analisamos questões referentes ao design da aplicação e aspectos de interação dos usuários com esse tipo de aplicação.

 Capítulo 7 –Considerações Finais: Este capítulo resume os resultados da presente

(21)

Chapter 2

2 State of the Art and HCI Challenges under

the Perspective of Diversity

1

2.1 Introduction

Home is a physical space which comprises social and human aspects, referring to propriety or state of mind, and reflects the lifestyles of the inhabitants [11,8]. The interplay of individual and cultural values make home a complex space. With technological advancements in recent decades, a home environment may incorporate several electronic appliances in order to facilitate activities

and improve users’ quality of life. These household electrical appliances increased in complexity

and functionality, and present different interfaces and controls. With increasing complexity of appliances, it can be expected that interaction becomes more complex as well. With increasingly complex systems, it is necessary to make these functionalities available to all users, in an easier and more effective way.

Mobile devices – e.g. mobile phones, tablets and smartphones – emerge as possible platforms to enable control over such a range of appliances. They have already been adopted by users from different economic and social backgrounds, are equipped with several features, provide integration through a single interface are convenient to carry, and make home control possible even when not at home (e.g. in the case of the smartphone). This scenario fits the needs of users in modern societies and enables several interaction possibilities.

Much work focused on the development of solutions in this domain, especially on technical issues (cf. Section 2.2). However, it is important to consider Human-Computer Interaction (HCI) aspects in development of new solutions. According to Saizmaa and Kim [7],

1_{This chapter is a version of the work accepted for publication in 16th International Conference on}

(22)

HCI studies have focused mostly on the interaction between humans and technology, not considering the importance of home aspects. Nonetheless, it is essential to consider the relation between users, technology and the domestic environment. There are some challenges of home control via mobile devices related to the diversity of users. Interface and interaction design for this context must consider these differences.

This chapter presents the state of the art in home control via mobile devices. Based on analysis of these solutions, we identify and discuss HCI challenges under the perspective of diversity. In addition, we propose a set of guidelines in order to minimize or overcome these challenges. We argue that this work might support design process of new solutions and future research focusing on domestic space.

The chapter is organized as follows: Section 2.2 presents the literature solutions composing the state of the art; Section 2.3 introduces HCI challenges for this context under the perspective of diversity; Section 2.4 discusses research issues and additionally presents the proposed guidelines; Section 2.5 presents conclusion, and Section 2.6 highlights next research steps.

2.2 State of the Art

This section presents the state of the art of mobile devices for controlling elements of domestic environment, in the contexts of smart homes as well as home automation. The literature solutions are organized according to the kind of interface/interaction they present via mobile devices.

2.2.1 Textual Command Interface

Some solutions do not provide graphical interfaces to support user’s interaction. They enable

users to control their home through text commands, which are interpreted by home systems. These solutions use mobile telephony services to enable communication, and commands are sent via SMS (Short Messaging Service), using mobile phone.

Alheraish et al. [12], El-Medany and El-Sabry [13], Ahmad et al. [14], Khandare and Mahajan [15], Zhai and Cheng [16], Li et al. [17] and Felix and Raglend [18] propose monitoring and control systems which enable users to control household appliances, sending a message to switch appliances on or off, and check statuses. These solutions are implemented in circuit and use several sensors (e.g. fire, motion and temperature). These works focus on illumination control or home security, for example, intrusion detection, door locking or monitoring. Solutions [15,16] also use cameras. An example of a control command [15] is “STARTDEVICE 1;

(23)

23 Chapter 2. State of the Art and HCI Challenges under the Perspective of Diversity

commands such as “Turn ON AC, Turn OFF WM” to turn air-conditioning on and washing machine off.

2.2.2 Textual Interface with Visual Layout

Although different interfaces may be designed for appliance control through mobile devices, several works still provide simple graphical interfaces, with textual information through forms

and menus. Each appliance is represented by a name, which may be the appliance’s category or an identifier, such as “device 1”. Users change an appliance’s status using elements such as text

fields, check boxes and radio buttons. It provides an enhanced interaction in comparison to textual command interfaces mentioned in the previous Section 2.2.1.

Some works [20,21,22,23] demonstrate this improvement and provide a dual-approach, i.e. communication occurs via SMS or an application. Both forms may be used, but the application acts as an abstraction layer for interaction since users interact with visual interface elements instead of typing commands. These applications were implemented in Java (J2ME). In the same way as interfaces, home management evolves and some systems provide other functions in addition to on/off switches, such as ventilation level [21] and lighting intensity control [22]. In [24], users may check power consumption of plugged appliances and control home via PDA applications with Bluetooth or via mobile phones with SMS. Other solutions only provide application interfaces. The solution proposed in [25] also enables users to change an appliances voltage level. HouseAway [26] provides a HTML page, the solutions in [27,28,29] provide applications with textual menus, implemented in mobile C and GVM platform, Java and Python for Symbian platforms. Systems in this section use microcontrollers, except [23], which uses an X10 controller with power line communication. Moreover, all works focus on development of system architecture, not on HCI aspects.

2.2.3 Graphical Interface

With the improvement of processing power and the growth of available resources in mobile devices, several works introduced graphical elements to promote user interaction. These interface designs use colors, icons, charts, images and videos in order to provide a better user experience. Some solutions focus on development of applications and others on complete systems, but they show a particular concern regarding user interface, unlike works of the previous sections.

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to control a mobile robot through an Android smartphone for home monitoring. The application interface only displays the captured images at the center of smartphone screen and direction buttons.

In [32], a local security system is proposed for Android devices. Users can lock, unlock and check a door status from a short distance. The application displays the door status and four buttons, the system uses Arduino and Bluetooth. Solutions [33,34] provide control over appliances, image capture and alerts for security breach. HASec [33] provides an iOS application with visual elements following the iPhone Human Interface Guidelines. SmartEye [34] has a Java application which shows a home plan in 2D view, with appliances in their respective home space and color scheme to help users identifying appliances status. Rahman and Saddik [35] present a mobile client to control real home objects through 3D avatar interaction, using Second Life virtual interface. Since mobile devices lack processing power to render such 3D graphics, it uses a virtual display technique based on remote rendering graphics at a desktop computer. The implemented prototype supports touch events, such as swipe and tap, and provides illumination control, using X10 controllers.

Other systems present functionalities that are more complex. Home-in-Palm [36] provides an Android smartphone application to configure automatic changes based on time or a user’s location. In [37], users may define rules, schedule tasks and set priorities, interacting with an iPhone application, an iPad client and a web client. Homer [38] provides two different applications, for iPad and iPhone, and enables users to define rules using a language based on

triggers, conditions and actions, with clauses like “when”, “do” and “if”. The system uses a

framework based on OSGi, HTTP and JSON. Dickey et al. [39] provide a cloud service-based system with an iPad application, which uses touchscreen interaction. Its interface uses several visual elements, such as touch buttons similar to on/off switches, and regulators to control light intensity with simple finger dragging. System also displays charts and uses Arduino with X10 and ZigBee communication. Solutions [40,41] generate user interfaces automatically. uniKNX [40], an iPhone application, uses configuration files, provided in system deployment, to aid systems integration with mobile device. Based on these files, it generates interface elements at runtime and provides local control. The mobile phone application presented in [41], has been implemented in ASP .NET and JavaScript, and enables users to for example open/close doors, turn lights on or off, and change color and intensity.

2.2.4 Multi-Modal Interface and Direct Manipulation

(25)

technologies in interface and interaction design. The following solutions focus on home appliances control addressing some possibilities.

Suo et al. [42] present HouseGenie, a solution for touchscreen smartphones. It provides multi-modal interaction, integrating recognition engines of speech and handwriting, and enables

to “fusion” multiple modes of interaction, e.g. when selecting an object with a click or touch and

performing and action on this object by voice. It supports click, hold and drag-and-drop gestures, its interface uses several visual elements and displays a 2D home map. It uses an OSGi-based infrastructure to interconnect home appliances. Costa et al. [43] focus on interface design and also provide multi-modal interaction on their accessible interface design proposal to home control. This work provides voice and touchscreen interaction, and the design is based on icons and quadrants, targeting people with visual, hearing, motor and cognitive disabilities. The proposal was implemented over a tablet with Bluetooth communication. Kühnel et al. [44] propose using three-dimensional gestures with a smartphone for home control. The prototype was implemented for the iPhone, using accelerometer data for gesture recognition, and combining touchscreen GUI interaction for more complex actions.

Chueh and Fanjiang [45] propose a context-aware application with automatic interface generation and direct manipulation. Appliances are discovered using NFC of a smartphone, and their descriptions are downloaded through Bluetooth. The application then generates the interface based on user context. It enables local con-trol and uses Arduino. The prototype provides TV control. Solution [46] proposes combining computer vision and ubiquitous computing. In this approach, users point a smartphone camera towards a target appliance in order to recognize it, and then select a function. It requires every appliance to have a visual fingerprint, which can be a photo or visual descriptions. Chen et al. [47] propose a touch-driven interaction system to control household appliances. Users touch target devices with a smartphone, which then captures appliance data and combines it with context information. That way, touch actions are translated into control actions. As a demonstration, three applications were implemented, to control a stereo system, media activities on TV, and to connect a smartphone to a Wi-Fi network.

Based on an analysis of these works, we identified some HCI challenges under the perspective of diversity, which we present in the next section.

2.3 HCI Challenges under the Perspective of Diversity

(26)

application design is how to make such devices usable and affordable to a heterogeneous set of users. To overcome this issue, it is necessary to consider social and contextual factors [49] in

order to comprehend users’ needs in their context of use, i.e. home control. The literature

presented in the previous section outlines the state of the art in home control via mobile devices. Based on an analysis of these works, we identify and discuss HCI challenges under the perspective of diversity for this specific domain, which are presented below.

Home view: In order to control their homes, users must manage functions provided by

household appliances, which are located in the domestic space. However, how to (re)present this space to all dwellers? Many solutions represent home as an appliances list, with no reference to the corresponding home space the appliances belong to [20,21,22,25,28,29,30,33,39]. Other solutions separate them according to location, based on room selection, such as [41]. Other approaches are to represent home as an architectural plan in a 2D-view with appliances in their respective real positions, such as in [34], or as 3D environment with virtual objects, as proposed in [35]. The 3D approach might enhance immersion and aid in elements assimilation. However, some people might have difficulties to navigate in these virtual environments. According to [42], devices identification and monitoring is faster and clearer in 2D-panoramic view than in 3D-view. Even so, 2D map representation might impose difficulties to interpretation, and changes in appliances arrangement might require map restructuring. Moreover, there is also the barrier of displaying spatial representations, 2D or 3D, in restricted screen-size devices, such as the smartphone. On the other hand, appliances lists may aid users to find the target appliance with symbolic recognition, with no spatial processing. However, it may not be as immersive as spatial representations. How to (re)present this space in order to assist diverse users with different characteristics to identify appliances through mobile devices constitutes a relevant challenge in this context.

Control complexity: Solutions for home control involve management of a wide range of

(27)

Interface and interaction flexibility: Regarding interface flexibility, the configuration of

appliances in a home might change over time, e.g. new appliances might be added, removed or changed in position. The application interface must reflect these changes, including the customization of automatically assigned identifiers may require customization. Some applications [21,24,40] reference household appliances and rooms as identifiers. These identifiers might be application or manufacturer defaults, might not represent the respective object/place efficiently

or logically from a user’s point of view. However, in many cases, graphical interface and system are tightly coupled, which makes modifications more difficult. Regarding interaction flexibility, many solutions provide only one form to interact with system. Among 36 solutions presented in the state of the art, only 3 provide multi-modal interaction [42,43,44]. Although some solutions [45,46,47] explore other forms of interaction, they do not enable users to use other interaction modes. This excludes people who cannot use a particular interaction form [50], for example, in the case of a disability or a temporal limitation due to a specific context of use. For example, a person doing a household chore, such as washing the dishes, might temporarily not be able to interact with a touchscreen interface. This challenge has not been addressed/solved in most of the work presented in the previous section.

Individuality and multi-person interaction: People share space and appliances with

other residents at domestic environment. Several people can control several appliances, simultaneously or at different times. These appliances usually provide a single interface, common for all users. Despite home being a shared environment, each individual has a personal relationship with the space. Even if interface modification is enabled, if it remains common to all users, issues regarding individuality and diversity still persist. For example, users may accomplish routine tasks in specific way according to their preferences (e.g. configure light intensity at a specific value). This characteristic is individual and user interface must reflect it. Another example is regarding names of home spaces. Even if the application provides modifying names, for

example, from “Room 1” to “John’s Room”, each user should define a particular name, such as

“My Room”, which reflects the own vision of home space. It is therefore necessary to provide solutions to equitably attend all users, but also reflect the users’ individuality in each interaction,

and it imposes a challenge to this context.

Privacy: Since home is a space that entails individual and personal values, we must

(28)

user profiles, such as used in [36], also highlights privacy issues, since it contains user preferences and several personal information regarding domestic routine. Home is a sacred environment in diverse cultures and the privacy concept might vary among individuals as well as among cultures. Thus information regarding domestic space requires great attention and imposes a challenge for new solutions design under this context.

Internationalization and localization: With globalization, potential users of software are

not restricted to a country or region. Home environment is a concept presented in different cultures across the world, it is thus important that home control applications may be used by users from different nations and cultural backgrounds. However, these applications are often developed to support a single language, imposing a challenge for diversity. None of the solutions presented in the previous section mention multi-language support.

2.3.1 Guidelines

Considering the challenges presented in the previous section, we propose a set of guidelines in order to minimize or overcome them. In this paper we consider the concept of guideline as addressed by Stephanidis et al. [51,52], as a general statement that applies in a particular context, typically subject to further interpretation so as to reflect the requirements of a particular organization or design case. Below we present our guidelines for the context of home control via mobile devices.

Consider the dwellers’ perspective: Interface and interaction design of solutions must

consider each dweller’s perspective to (re)present this space, such as space division, references,

rooms and names.

When adopting a spatial representation, offer an alternative non-spatial

representation: Spatial representations, such as maps or virtual environment simulations require

human spatial reasoning skills, which may hinder access by all users.

Abstract low-level information of home control: Application interfaces must abstract

low-level details, highlighting information and simplifying home management and control. It must provide high-level interaction, e.g. users must interact with elements that group information and specific resources.

Provide policy management in “natural” approach: If a solution provides policy

management, provide user interaction in the most “natural” way possible, in a way that does not

seem like programming software. Practical alternatives to aid in this process may include graphical elements usage, such as figures, natural language and gestures.

Enable simple and complex tasks accomplishment: The solution design must account

for people with different goals and levels of “mastery”, i.e. for both beginners and advanced

(29)

include configuration features and interface levels (e.g. beginner, intermediate and advanced) based on users usage and knowledge.

Provide several forms of interaction: Thus, people with no ability to interact through a

certain form of interaction might use another one to accomplish tasks. Mobile devices provide several features, such as audio, voice and sensors, which enables designers to go beyond the GUI.

Provide a dynamic interface, decoupled from system functionalities: Provide a

dynamic interface, which reflects changes, such as new appliances and floor layout. New appliances might bring new functionalities. Different vendors might implement functionalities differently. Decoupling would hide these details from users and provide them with a unified interface that adapts to changes. This interface should allow users to modify interface elements, such as identifiers and icons, as well as to insert new images (e.g. regarding new appliances inserted into the system).

Promote individuality on interface/interaction: Provide features to enable users to

personalize some interface elements and interaction with system. Thus, solution matches the

user’s interests, reflecting their individual characteristics and personal relation with the environment, attempting specific and personal needs. Saving user preferences, routine actions and setup values may contribute to personalize interface/interaction and reduce manual repetition in mobile devices.

Consider privacy on environment, device and user context: The solution design must

consider privacy regarding domestic space, the context data captured from both, environment and mobile device, as well as personal information provided by users. Some alternatives include consent and setup features, and all information under this context regarding personal values must be considered.

Provide internationalization and localization: The mobile application for home control

must provide internationalization and localization, supporting translation of interface elements to another idiom.

2.4 Discussion

(30)

The set of guidelines presented in this paper requires substantial interpretation by designers, which might be considered a drawback. Furthermore, the guidelines were not experimentally validated, and only reflect knowledge and intuition on the specific subject. However, we chose this format because our goal was to provide a high level support to designers in this specific domain, supporting them to consider and reflect upon relevant points which might minimize or overcome the challenges identified in this work. As our literature review has shown, interaction design of domotic environments is a relatively new area. Once we gathered more empirical data of designing and evaluating systems in this domain, the guidelines might be refined and made more operable defining more concrete recommendations or success criteria.

Although the problem domain of home control includes terms such as smart home, most of the found literature focused on home automation. Therefore, it is important to stress that this paper do not focus on specific issues regarding ubiquitous computing [55]. Furthermore, despite recent advances concerning mobile devices, many solutions still lack usage of new forms of interaction. Most of the state of the art solutions still provide interaction through traditional GUI and several works do not consider HCI aspects. Nowadays mobile devices present a huge impact

in users’ everyday lives, thus new mobile interfaces and interactions are expected to improve users’ experiences. Identifying challenges in this context is the first step to tackle them and provide a better interaction.

2.5 Conclusion

This chapter has presented the state of the art and HCI challenges in solutions for home control via mobile devices. The contribution of this chapter is to summarize current literature solutions considering HCI aspects and identify challenges under the perspective of diversity, contextualized to this specific domain. In addition, we propose a set of guidelines, which may guide the design process of new mobile applications focusing home control. Our goal is to support designers to consider relevant points highlighted by the challenges and to minimize or overcome them.

(31)

2.6 Decision Making

(32)

(33)

Capítulo 3

3 Levantamento de Requisitos baseado na

Semiótica Organizacional

3.1 Introdução

A casa é um ambiente de interação complexo, que envolve conceitos, tradições e rotinas específicas de seus moradores [9]. Atualmente, o ambiente doméstico compreende uma gama de dispositivos eletrônicos que visam auxiliar a realização das atividades do dia-a-dia dos moradores. Para facilitar o gerenciamento e o controle de múltiplos aparelhos, foram propostas diversas soluções de automação e controle dos dispositivos da casa. A automação residencial permite automatizar tarefas e provê comodidade e eficiência para os usuários. O ambiente doméstico que

oferece essas soluções geralmente é denominado “casa inteligente”, provendo propriedades de

sensoriamento e adaptação para seus usuários.

Com o avanço das tecnologias de comunicação e o barateamento dos eletrônicos, os dispositivos móveis se popularizaram nos diversos segmentos da sociedade, mudando a maneira como as pessoas se comunicam ao redor do mundo. Na América Latina, 98% da população tem acesso à comunicação via celular2_{. Somente no Brasil, foram vendidos 35 milhões de}

smartphones em 2013, tornando o país o quarto maior mercado de smartphones do mundo3. As vendas de tablets também impulsionam o acesso a esses dispositivos, com aumento de 119% em 2013. A previsão é que juntos, tablets e smartphones, representem 83% de todo o volume de dispositivos com conexão à internet no país em 20144_{. Os dispositivos móveis emergem como}

excelentes plataformas de controle e diversas soluções já empregam esses dispositivos para o

2_{http://edition.cnn.com/2012/10/09/business/mobile-society-phone-brazil} 3_{http://br.idclatin.com/releases/news.aspx?id=1613}

(34)

controle do ambiente doméstico, pelo qual o usuário realiza suas interações. As soluções desenvolvidas para esse contexto geralmente focam em aspectos tecnológicos [7], muitas vezes sem levar em consideração aspectos da área de Interação Humano-Computador em sua concepção/design.

Porém, o ambiente doméstico se destaca por constituir um papel significativo na vida das pessoas, reunindo artefatos tecnológicos, mobília e outros objetos de apreço pessoal, o que releva a importância do estudo desse ambiente [56] considerando fatores humanos, além dos computacionais. Projetar soluções para esse ambiente único e complexo requer mais do que uma análise do ponto de vista tecnológico. É necessária uma preocupação acerca dos aspectos técnicos, interacionais e sociais [57], analisando o domínio através dessas diversas perspectivas.

Dado esse cenário, esse trabalho apresenta os resultados de uma análise sobre o domínio de controle da casa via dispositivos móveis e levanta os requisitos de interface e interação para essas aplicações, a fim de auxiliar o projeto de novas soluções para esse domínio levando em consideração aspectos da área de IHC. Para tal, utilizamos a Semiótica Organizacional (SO) [58] como referencial teórico-metodológico, para analisar o domínio e, então, elicitar os requisitos almejados. Cabe destacar, ainda, que esse trabalho foi inspirado em trabalhos que já exploraram o uso da SO para análise de outros contextos de uso [59,60], diferente do que realizamos nesse trabalho. Ainda, esse trabalho está inserido no contexto de um projeto de pesquisa em domótica inteligente norteado pela área de IHC.

O capítulo está organizado da seguinte maneira: a Seção 3.2 apresenta os resultados de uma revisão da literatura acerca de soluções para controle de elementos do ambiente residencial através de dispositivos móveis; a Seção 3.3 apresenta a análise de domínio baseada nos artefatos da SO e na revisão da literatura; na Seção 3.4 são identificados os requisitos de interface e interação a partir da análise realizada; a Seção 3.5 apresenta a discussão acerca dos resultados; a Seção 3.6 apresenta a conclusão, e a Seção 3.7 discute as tomadas de decisão da presente pesquisa.

3.2 Aplicações Residenciais

(35)

35 Capítulo 3. Identificação de Requisitos

touchscreen, em (e), exemplo de um trabalho que utiliza manipulação direta, com interação diretamente com o dispositivo a ser controlado.

Fig. 1 - Exemplos de formas de interface e interação através dos dispositivos móveis para controle de elementos da casa. Fontes: [25],[37],[42] adaptado,[47]

Os trabalhos da revisão da literatura são sumarizados na Tabela 1. Os trabalhos foram categorizados de acordo com a forma de interação apresentada, conforme mostra a primeira

coluna, “Int”. Utilizamos legendas para representá-las da seguinte maneira: A, para Interface de Comando Textual; B para Interface Textual com Layout Visual; C para Interface Gráfica; D para Interface Multi-Modal e E para Manipulação Direta. Essa classificação é baseada no levantamento do trabalho proposto no capítulo 2, apenas dando destaque ao aspecto tecnológico e de interação das propostas, para auxiliar em uma visão mais clara e concisa.

As demais colunas da tabela são: “Trabalhos”, com a referência dos trabalhos da literatura;

“Propósito”, que mostra os propósitos indicados pelos trabalhos; “Disp”, indica o dispositivo móvel com o qual o usuário interage; e “Tecnologia Interação”, que indica a tecnologia com o qual realiza a interação. Na coluna “Propósito”, L/D indica Ligar/Desligar e T/D indica

Trancar/Destrancar. Na coluna “Disp” é utilizada a seguinte legenda para representar os

dispositivos móveis: C para celular; P para PDA; S para smartphone; T para tablet. Na última

coluna, “Aplicação N/E” significa a interação se dá através de uma aplicação com tecnologia não especificada.

Tabela 1 – Aplicações Residenciais da Literatura

Int. Trabalhos Propósito Disp Tecnologia Interação

A [12],[13],[14],[15], [16],[17],[18],[19]

L/D lâmpadas/switches,

T/D portas; vigiar casa C SMS

B

[20],[21],[22],[23], [24],[25],[26],[27],

[28],[29]

Anterior e:

alterar níveis, medir consumo, L/D mais aparelhos

C,P

SMS; Página HTML; Apps Java, Symbian e

GVM MobileC

C

[30],[31],[32],[33], [34],[35],[36],[37], [38],[39],[40],[41]

Anterior e: movimentar robô, controlar diversos aparelhos, regras para ações automáticas

C,P, S,T

E-mail; Apps web, Java, iOS e Android D [42],[43],[44] Controlar diversos aparelhos S,T Aplicação N/E E [45],[46][47] Controlar TV, stereo system e

(36)

Através da tabela, é possível verificar uma evolução acerca da interação dos trabalhos apresentados, relacionada ao uso da tecnologia. O dispositivo de controle modificou-se ao longo das classificações. Os primeiros trabalhos utilizam o aparelho celular como dispositivo de controle e tecnologia SMS. Em seguida, evoluem para aplicações de diversas plataformas, ainda utilizando celular, como também o PDA. Na terceira categoria, encontram-se todos os dispositivos: celular, PDA, smartphone e tablet, com aplicações direcionadas a plataformas mais recentes e com mais recursos. Na quarta classificação, vemos o uso de tablets e smartphones, e na última, somente o smartphone; ambas com aplicações para plataformas não especificadas.

Essa interação também está diretamente relacionada aos recursos da casa providos pelas soluções, que constam na coluna Propósito. O conjunto de funcionalidades tende a se enriquecer, e nas duas últimas classificações, não são oferecidas tantas funcionalidades, pois o foco volta-se mais para os aspectos de interação ao invés do foco tecnológico. Também nota-se que as ações de ligar/desligar e trancar/destrancar surgem como as mais providas pelas soluções, seguidas pelas ações de controles de níveis (alteração de intensidade ou modo de funcionamento do aparelho) e por último, atividades de mídia, tal como controle de uma TV. O propósito de vigilância está presente em quase todos os trabalhos.

E ainda, é possível notar a evolução para interações mais naturais. Porém, os trabalhos presentes na última classificação utilizam interação diretamente com os aparelhos a serem controlados, possibilitando apenas controle local. Essa proposta vai de contraponto com um dos benefícios da automação residencial e também das exigências do mundo moderno, que é controlar remotamente os recursos da residência. Vale ressaltar que a revisão da literatura se encontra em formato de tabela, pois seu propósito nesse trabalho não é mostrar detalhadamente cada trabalho, e sim, sumarizar os trabalhos da literatura a fim de identificar aspectos referentes aos tipos de interface/interação e tecnologia encontrados. Na próxima seção será realizada a análise do domínio.

3.3 Análise do Domínio

Nesse trabalho, os requisitos são levantados a partir da análise de domínio sob a ótica da Semiótica Organizacional (SO) e da revisão de literatura. Inicialmente, introduzimos alguns conceitos da Semiótica Organizacional fundamentais para a compreensão da base teórica dessa análise, e em seguida, os resultados encontrados a partir da análise realizada.

3.3.1 Base Teórica e Metodológica

(37)

37 Capítulo 3. Identificação de Requisitos

conceitos e técnicas vindos da Semiótica [61,62] para estudar questões relacionadas aos aspectos dos diferentes níveis de uma organização (informal, formal e técnico). O estudo acerca dessas questões e suas influências são importantes para o desenvolvimento dos sistemas de informação

Um dos métodos do conjunto MEASUR (Methods for Eliciting, Analyzing and Specifying

Users’ Requirements) [58] é o Método de Articulação de Problemas (Problem Articulation Method - PAM). Ele possui diversos artefatos para auxiliar a análise do domínio, dando suporte à descoberta de partes interessadas, identificação de problemas e soluções, e a expressão e representação de aspectos em diversos níveis organizacionais.

O artefato Partes Interessadas (PI), um dos artefatos do PAM, permite distribuir os stakeholders, ou seja, todos os envolvidos com o domínio analisado, sejam diferentes grupos ou organizações, em camadas referentes aos diferentes contextos de interesse. A identificação dos atores envolvidos no domínio separadamente por grupos explicitam: (a) quem pode contribuir diretamente para o desenvolvimento de soluções ou é afetado diretamente (camada contribuição); (b) quem fornece, é fonte ou faz uso de dados, informação ou elementos da solução (camada fonte); quem integra o mercado desse domínio (camada mercado); quem possui interesse e/ou expectativas relacionadas às novas soluções, influencia ou é influenciado no contexto social (camada comunidade).

Outro artefato do PAM é a Escada Semiótica (ES), que ajuda a clarificar questões do domínio do problema e separá-las em diferentes visões. Os seis níveis da escada são referentes às três divisões tradicionais da Semiótica, que são Sintática, Semântica e Pragmática, e a elas foram adicionadas outras três [63]: Mundo Físico, Empírico e Mundo Social. O Mundo Físico faz referência ao signo em seus aspectos físicos, tais como propriedades e hardware utilizado; no Empírico são estudadas as propriedades estatísticas dos signos em diferentes meios físicos e dispositivos utilizados, como transmissões de sinais, eficiência e codificação; já o nível Sintático se refere à combinação dos signos sem considerar seu resultado específico, ou seja, a estrutura do signo. Nos níveis superiores estão o Semântico, que se refere ao significado dos signos, ou seja, a relação entre o signo e o objeto representado; o Pragmático, em que são analisados a origem, o uso e o efeito dos signos, ou seja, o propósito de uso; e por fim, o Mundo Social, onde os efeitos do uso dos signos no contexto social são estudados.

(38)

3.3.2 Resultados

O PI resultante da análise do domínio é apresentado na Figura 2. Ele auxilia na identificação dos stakeholders separados em uma visualização por diferentes contextos.

Fig. 2 – Partes Interessadas resultante da análise do domínio.

Com base nos resultados advindos da análise mostrada no PI, algumas considerações merecem destaque:

 Na camada Contribuição, surgem públicos pouco ou nem citados nos trabalhos da literatura deste domínio, como donas de casa, criança e idosos. Isso reforça a necessidade do design de soluções que atenda à diversidade de público, incluindo essas parcelas da população, que apesar de geralmente possuírem pouco conhecimento técnico, possuem características de uso distintas. Ainda nesta camada, também é possível notar que as deficiências do público podem ser permanentes, tais como as pessoas com deficiências visuais, motoras ou auditivas, ou podem ser temporárias, como é o caso de donas de casa e outros usuários realizando tarefas domésticas que, por exemplo, podem exigir uso e ocupação das mãos, impossibilitando certas formas de interação.