Μοντελοποίηση του κοινωνικού πλαισίου για τη διαχείριση προσωπικής πληροφορίας σε συσκευές κινητού υπολογισμού

• Κύριος συγγραφέας: Πλέσσας, Αθανάσιος
• Άλλοι συγγραφείς: Γαροφαλάκης, Ιωάννης
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2016
• Θέματα: Πλαίσιο; Συσκευές κινητού υπολογισμού; Διαχείριση προσωπικής πληροφορίας; Επαφές; Context; Mobile computing devices; Personal information management; Contacts; 005.25

Σε μια ιδανική εφαρμογή της διαχείρισης προσωπικής πληροφορίας, οι χρήστες θα έπρεπε να έχουν πάντα διαθέσιμη την κατάλληλη πληροφορία στο σωστό μέρος και στην κατάλληλη μορφή, σε εκείνη την ποιότητα και την πληρότητα που απαιτείται για να ικανοποιήσουν τις ανάγκες τους. Η ανάγκη αυτή γίνεται ακόμα πιο επιτακτική στην περίπτωση των χρηστών συσκευών κινητού υπολογισμού, οι οποίες παρουσιάζουν ιδιαιτερότητες σε σχέση με τους σταθερούς υπολογιστές που μεγεθύνουν τις προκλήσεις και δυσχεραίνουν τη διαχείριση της προσωπικής πληροφορίας. Παρά τις τεχνολογικές εξελίξεις όσον αφορά την υπολογιστική ισχύ, τη χωρητικότητα και τη συνδεσιμότητα, οι οθόνες των συσκευών κινητού υπολογισμού παραμένουν σημαντικά μικρότερες από αυτές των σταθερών υπολογιστών, περιορίζοντας την ποσότητα πληροφορίας που μπορούν να παρουσιάσουν ταυτόχρονα, ενώ η ανάγνωση μεγάλης ποσότητας πληροφορίας σε αυτές τις συσκευές απαιτεί συχνή οριζόντια κύλιση και εστιασμένη συγκέντρωση. Επιπλέον, ο εξοπλισμός και οι εφαρμογές που ενσωματώνονται σε αυτές τις συσκευές επιτρέπουν την εύκολη δημιουργία πολύ μεγάλης ποσότητας προσωπικής πληροφορίας, όπως βίντεο, φωτογραφίες, σημειώσεις κ.α. Επίσης, το πλαίσιο χρήσης αυτών των συσκευών είναι συχνά μεταβαλλόμενο (π.χ. καθώς οι χρήστες κινούνται αλλάζει η τοποθεσία τους, οι συσκευές και οι άνθρωποι με τους οποίους αλληλεπιδρούν, καθώς και οι στόχοι και οι ανάγκες τους) και πιο απαιτητικό σε σχέση με τη χρήση των σταθερών υπολογιστών. Όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά σε συνδυασμό με την απροθυμία των χρηστών να αφιερώσουν χρόνο και προσπάθεια για τη διαγραφή προσωπικών δεδομένων, έχει ως αποτέλεσμα να δυσχεραίνεται η ανάκτηση και επομένως η αξιοποίηση της πληροφορίας. Από την άλλη, οι συσκευές κινητού υπολογισμού είναι εξοπλισμένες με ένα πλήθος αισθητήρων που καταγράφουν το κινητό πλαίσιο του χρήστη (mobile context): τοποθεσία, δραστηριότητα (π.χ. περπάτημα, τρέξιμο, σε κλήση), επίπεδα θορύβου, περιβαλλοντικές συνθήκες κ.α. Επιπλέον, καθώς οι χρήστες τις θεωρούν έμπιστες συσκευές και τις έχουν συχνά μαζί τους σε λειτουργία σε 24ωρη βάση, περιέχουν μεγάλες ποσότητες προσωπικής πληροφορίας που σχετίζεται με το κοινωνικό περιβάλλον των χρηστών. Η πληροφορία αυτή συχνά δημιουργείται αυτόματα από τις ίδιες τις συσκευές. Για παράδειγμα, για κάθε κλήση που πραγματοποιείται σε ένα κινητό τηλέφωνο αποθηκεύεται στη λίστα κλήσεων μια σχετική εγγραφή, η οποία περιλαμβάνει την ημερομηνία και την ώρα, την επαφή, τη διάρκεια. Επίσης, μέρος της πληροφορίας δημιουργείται από τους ίδιους τους χρήστες: SMS και MMS, φωτογραφίες, βίντεο και αρχεία ήχου, γεγονότα ημερολογίου, επαφές κ.α. Συνεπώς, οι συσκευές αυτές εκτός από το κινητό πλαίσιο των χρηστών, είναι ενήμερες και για το κοινωνικό περιβάλλον τους (κοινωνικό πλαίσιο – social context). Ο συνδυασμός του κινητού και του κοινωνικού περιβάλλοντος έχει ως αποτέλεσμα ένα δυναμικά ορισμένο κοινωνικό πλαίσιο, γνωστό ως κινητό κοινωνικό πλαίσιο (mobile social context). Η προσωπική πληροφορία σχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με το πλαίσιο, κάτι που ισχύει και για τις δραστηριότητες διαχείρισής της. Καθώς οι πληροφοριακές ανάγκες των χρηστών εξαρτώνται όχι μόνο από το κινητό πλαίσιο αλλά και από τις κοινωνικές τους αλληλεπιδράσεις, στόχος της παρούσας διδακτορικής έρευνας ήταν η δημιουργία ενός μοντέλου που αξιοποιεί την πληροφορία πλαισίου που συλλέγουν οι συσκευές κινητού υπολογισμού για να βελτιώσει τη διαχείριση της προσωπικής πληροφορίας από τους χρήστες. Το στάδιο εκείνο του κύκλου ζωής της διαχείρισης προσωπικής πληροφορίας στο οποίο δόθηκε έμφαση ήταν η αξιοποίηση. Μελετήθηκε η περίπτωση των επαφών ως αντιπροσωπευτικό πρόβλημα τομέα, επειδή το πλήθος τους αυξάνει συνεχώς με τη πάροδο των χρόνων, οι χρήστες είναι απρόθυμοι να αφιερώσουν χρόνο και προσπάθεια για την οργάνωση ή διαγραφή τους και καθώς οι συσκευές αυτές στην πιο διαδεδομένη μορφή τους (Smartphones) έχουν ως κύρια αποστολή τη διευκόλυνση της επικοινωνίας. Σκοπός ήταν να διερευνηθεί πως το πλαίσιο μπορεί να βελτιώσει την ανάκτηση των επαφών για την πραγματοποίηση επικοινωνίας και συγκεκριμένα εξερχόμενων κλήσεων. Εντούτοις, η προσέγγιση που ακολουθήθηκε και παρουσιάζεται μπορεί να επεκταθεί και να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε άλλο στοιχείο προσωπικής πληροφορίας (π.χ. μηνύματα, emails, σημειώσεις, φωτογραφίες, βίντεο κ.λπ.). Η διάρθρωση της παρούσας διατριβής είναι ως ακολούθως: Αρχικά, στο κεφάλαιο 1, γίνεται μια εισαγωγή στο πρόβλημα της διαχείρισης προσωπικής πληροφορίας και αναλύονται οι λόγοι που το υπό μελέτη πρόβλημα παρουσιάζει αυξημένο ενδιαφέρον για την περίπτωση των συσκευών κινητού υπολογισμού. Μετά τη διασύνδεση του προβλήματος με το κινητό κοινωνικό πλαίσιο, παρουσιάζεται το πλαίσιο εκπόνησης της διδακτορικής έρευνας: το κίνητρο, οι στόχοι και τα ερευνητικά ερωτήματα. Στο κεφάλαιο 2 παρουσιάζεται μια εκτεταμένη επισκόπηση της ερευνητικής δραστηριότητας γενικά για τη διαχείριση προσωπικής πληροφορίας σε συσκευές κινητού υπολογισμού και την αξιοποίηση του πλαισίου, αλλά και ειδικότερα για την περίπτωση των επαφών. Στο κεφάλαιο 3 προτείνεται μια μοντελοποίηση του πλαισίου με τη μορφή διανύσματος. Αν και πρόκειται για μια σχετικά απλή αναπαράσταση, επιτρέπει την εύκολη διαχείριση του πλαισίου και δίνει τη δυνατότητα μελλοντικής ενσωμάτωσης νέων διαστάσεων. Επιπλέον, επιτρέπει την εφαρμογή αλγορίθμων μείωσης διαστάσεων (dimensionality reduction). Μια αρχική ιδέα που διερευνήθηκε ήταν η μείωση των διαστάσεων του πλαισίου σε 2 ή 3, πρακτική που θα επέτρεπε την αναπαράσταση των αντικειμένων προσωπικής πληροφορίας στον δισδιάστατο ή τρισδιάστατο χώρο και ενδεχομένως θα βελτίωνε την ανάκτηση. Τελικά, η ιδέα εγκαταλείφθηκε, καθώς το πλήθος των διαστάσεων που χρησιμοποιήθηκαν δεν ήταν τέτοιο ώστε να δικαιολογεί την ανάγκη για εφαρμογή τέτοιων τεχνικών. Για τον εντοπισμό εκείνων των διαστάσεων του πλαισίου που παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάκτηση των επαφών κατά την έναρξη μιας κλήσης, πραγματοποιήθηκε και παρουσιάζεται πείραμα που περιελάμβανε την ανάλυση πραγματικών δεδομένων από συσκευές χρηστών. Η ανάλυση είχε ως αποτέλεσμα να εντοπιστούν δύο διαστάσεις ως σημαντικές (συχνότητα και προσφατότητα επικοινωνίας) και να απορριφθούν άλλες που χρησιμοποιούνται συχνά στη βιβλιογραφία, χωρίς όμως επαρκή αιτιολόγηση. Επιπλέον, αποκάλυψε σημαντικά στοιχεία που αφορούν τα πρότυπα επικοινωνίας των χρηστών, όπως για παράδειγμα μια συμπεριφορά σχετικά με το πλήθος των κλήσεων προς επαφές αρκετά κοντά στην αρχή Pareto. Στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται ο αλγόριθμος που αναπτύχθηκε για την κατάταξη και επιλογή επαφών με τη χρήση των διαστάσεων της συχνότητας και προσφατότητας της επικοινωνίας. Ο αλγόριθμος, που λειτουργεί ως αλγόριθμος πρόβλεψης των Ν επαφών με τη μεγαλύτερη πιθανότητα να καλέσει ο χρήστης, αξιολογήθηκε με τη μέθοδο της προσομοίωσης σε διαθέσιμα σύνολα δεδομένων. Τα αποτελέσματα είναι περισσότερο ή εξίσου επιτυχή σε σχέση με αυτά που αναφέρουν αντίστοιχες ερευνητικές προσπάθειες. Επιπλέον, υλοποιήθηκαν οι σημαντικότεροι σχετικοί αλγόριθμοι που περιγράφονται στη βιβλιογραφία και έγινε απευθείας σύγκριση των αποτελεσμάτων με χρήση των ίδιων δεδομένων, όπου τα αποτελέσματα του προτεινόμενου αλγορίθμου ήταν βελτιωμένα σε σχέση με αυτά των άλλων εργασιών. Ακόμα, εντοπίστηκαν τρεις διαφορετικές κατηγορίες χρηστών σε σχέση με την «κοινωνικότητά» τους. Για τους χρήστες που είναι λίγο ή μέτρια «κοινωνικοί» η απόδοση του αλγορίθμου είναι εξαιρετικά υψηλή, ενώ για τους πολύ «κοινωνικούς» χρήστες υπάρχουν περιθώρια βελτίωσης. Επιπροσθέτως, παρατίθενται τα αποτελέσματα πειράματος πεδίου που πραγματοποιήθηκε για την αξιολόγηση του αλγορίθμου σε πραγματικές συνθήκες, από το οποίο επιβεβαιώθηκαν τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τη διαδικασία της προσομοίωσης. Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται η μελέτη της επίπτωσης της τοποθεσίας στην ανάκτηση επαφών. Η τοποθεσία θεωρείται ως μια πολύ σημαντική διάσταση πλαισίου και προτείνεται πολύ συχνά στη βιβλιογραφία που αφορά την πρόβλεψη κλήσεων. Σε πρώτη φάση αναλύθηκαν τα δεδομένα φυσικής τοποθεσίας (physical location), χωρίς να προκύψει κάποια στατιστικά σημαντική βελτίωση στα αποτελέσματα πρόβλεψης από τη χρήση της τοποθεσίας. Στη συνέχεια, αναλύθηκαν δεδομένα σημασιολογικής τοποθεσίας (semantic location), απ’ όπου προέκυψαν παρόμοια συμπεράσματα. Αντίστοιχα συμπεράσματα προκύπτουν και από την ενσωμάτωση στον αλγόριθμο πρόβλεψης διαστάσεων που σχετίζονται έμμεσα με τη σημασιολογική τοποθεσία, όπως είναι το χρονικό πλαίσιο (ώρα της ημέρας). Αν και πρέπει να είμαστε επιφυλακτικοί στη γενίκευση των συμπερασμάτων, φαίνεται ότι η τοποθεσία δεν είναι τόσο χρήσιμος παράγοντας πλαισίου για αρκετούς χρήστες όσον αφορά το συγκεκριμένο πρόβλημα, όσο είναι διαδεδομένο ως αντίληψη στην επιστημονική κοινότητα. Τέλος, το κείμενο της διατριβής ολοκληρώνεται με τον επίλογο, όπου συνοψίζονται τα συμπεράσματα, απαντώνται τα ερευνητικά ερωτήματα και δίνεται έμφαση στη συνεισφορά της διδακτορικής έρευνας. Παράλληλα, παρουσιάζεται μια γενίκευση του προτεινόμενου μοντέλου που μπορεί να εφαρμοστεί για οποιοδήποτε τύπο προσωπικής πληροφορίας ή ακόμα και για συνδυασμό διαφορετικών τύπων.