Siili Solutions demototeutus tehokkaaseen tilankäyttöön ja vuorovaikutussuhteiden seurantaan Oulun ammattikorkeakoululla

Transkriptio

1 Julkinen loppuraportti Siili Solutions demototeutus tehokkaaseen tilankäyttöön ja vuorovaikutussuhteiden seurantaan Oulun ammattikorkeakoululla Oulun ammattikorkeakoulu: 6Aika Tulevaisuuden älykkäät oppimisympäristöt

2 Tiivistelmä Taustaa Ratkaisumme Oppimisympäristöissä saattaa olla erilaisia haasteita tarkoituksenmukaisten työskentelytilojen löytämisessä. Erilaisten sensoreiden avulla voidaan saada henkilökohtaisia tageja käyttämällä selville missä ja miten tilojen käyttäjät liikkuvat. Tageista saatua dataa ei ole kuitenkaan vielä hyödynnetty kaikilla tavoilla, joita kyseinen järjestelmä voisi tarjota tilankäytön tehostamisen kannalta. Toteutimme responsiivisen web-sovelluksen, jolla voimme demota valmista ratkaisua, joka voitaisiin toteuttaa myöhemmässä vaiheessa. Sovellukseen on lisätty tiedot demokokeilussa mukana olevista työskentelytiloista ja käyttäjä voi hakea ja varata kyseisiä sopivia tiloja käyttöönsä. Käyttäjä näkee sovelluksen avulla tilojen varaustilanteen, sekä reaaliaikaista dataa siitä onko tiloissa käyttäjiä paikalla. Demo-sovelluksella pyrimme myös luomaan ratkaisun, joka auttaisi tiloissa käyviä vieraita löytämään etsimänsä tilan. Loimme sovellukseen selkeän kartan, jossa näkyy numeroituna tilat ja kartan alla tilojen nimet. Näin vierailija voi helposti tilan nimen perusteella tarkistaa, missä tietty tila rakennuksessa sijaitsee. Tageista saatua dataa hyödynsimme erillisessä dataprojektissamme luomalla samaisen web-sovelluksen yhteyteen tilakohtaisen sosiogrammin, jossa esitetään tiloissa liikkuvien käyttäjien vuorovaikutussuhteita. Vuorovaikutussuhteiden visualisoinnilla saadaan tietoja miten ihmiset käyttävät tiloja ja kontaktoivat toistensa kanssa. Visualisointi helpottaa huomaamaan ihmisten välisiä suhteita sekä tunnistamaan erilaisia toimintatapoja.

3 Tehokas tilankäyttö - tausta Kokeiluympäristössä on useita eri tyyppisiä ja kokoisia opetus- ja työskentelytiloja. Ongelmana oli, että eri tiloja ei ole luokiteltu riittävästi, jolloin tarkoituksenmukaisten tilojen löytäminen ja varaaminen on haastavaa. Tarjolla olevat tilat saattavat olla esimerkiksi liian pieniä tai suuria, liian meluisia tai muuten soveltumattomia haluttuun työskentelyyn. Varausvaiheessa tulisi nähdä tilan tyyppi ja koko, jotta varaaja saisi käyttöönsä juuri omaan tarkoitukseensa soveltuvan tilan. Ongelmana on myös, että tilan ylläpitäjillä ja käyttäjillä ei ole tietoa tilojen reaaliaikaisesta käytöstä. Vapaita tiloja voitaisiin hyödyntää paremmin, mikäli niiden käytöstä saataisiin dataa reaaliaikaisesti. Lisäksi on havaittu, että vierailijoilla on vaikeuksia löytää tiettyjä tiloja, joihin he ovat sopineet tapaamisen.

4 Vuorovaikutussuhteiden seuranta - tausta OAMK:lla on käynnissä sensorikokeilu, jonka yhteydessä saadaan dataa C-siivessä työskentelevistä opettajista ja opiskelijoista. Datasta on nähtävissä henkilöiden sijainnit tilassa ja suhteessa toisiinsa. Tästä on johdettavissa myös henkilöiden käyttämä aika tietyssä pisteessä. Toiveena olisi saada tietoja miten ihmiset käyttävät tiloja ja kontaktoivat toistensa kanssa. Visualisointi helpottaa huomaamaan ihmisten välisiä suhteita sekä tunnistamaan erilaisia toimintatapoja. Tiedon avulla käyttäjät voivat tutkia ryhmäytymistä sekä muuta toimintaa tiloissa.

5 Toteutuksemme tavoitteet Demosovelluksen koekäytön tavoitteena on saada ideoita ja käytännön kokemusta käyttäjille siitä, millaisia älykkäitä tilanvarausratkaisuja tiloihin voitaisiin toteuttaa. Koekäytössä tavoitteena olisi löytää myös demosovelluksessa ilmeneviä haasteita tai puutteita sekä positiiviset ominaisuudet, jotta nämä osattaisiin ottaa huomioon lopullisen ratkaisun suunnittelussa ja toteutuksessa. Vuorovaikutusdemosovelluksessa on tavoitteena määritellä ja ymmärtää tiloissa tapahtuvaa vuorovaikutusta. Tarkoituksenamme on myös testata R-studiosta ja yleisesti R:stä löytyviä vuorovaikutusfunktioita ja kokeilla niiden soveltuvuutta tämänkaltaiseen tilanteeseen.

6 Demo-projektin vaiheet ja tulokset Eteneminen: Järjestimme Oamkin tiloissa design workshopin johon osallistui eri tehtävissä toimivaa Oamkinhenkilökuntaa, sekä opiskelijoita Kartoitimme workshopissa pääongelmakohdat nykyisissä ratkaisuissa ja rajasimme tärkeimmät alueet joita halusimme kehittää ja parantaa demototeutuksessa Workshopin jälkeen loimme visuaalisen suunnitelman tulevasta toteutuksesta ja sen ulkoasusta sekä käytettävyys- ja käyttökokemussuunnitelman Määrittelimme yhteistyössä Oamkinkanssa käytettävät data-aineistot Datan laatu tarkistettiin ja tehtiin tarvittavat muutokset Määriteltiin yhteistyössä käytettävät tilat kumpaankin projektiin Määriteltiin yhteistyössä mikä on vuorovaikutusta ja miten se eroaa eri tiloissa Toteutimme demo-sovelluksen käyttöliittymän, jolla käyttäjä voi etsiä ja varata tiloja, sekä tarkastella pohjakarttaa tilojen löytämiseksi. Toteutimme alustan ja rajapinnan, joka kommunikoi käyttöliittymän ja tietokannan välillä sekä tallentaa tehdyt valinnat tietokantaan ja hakee käyttäjän hakemaa dataa tietokannasta. Järjestimme Oamkin tiloissa demotilaisuuden, jossa esittelimme demosovelluksen toimintaa ja ominaisuuksia Tuotokset: Demosovelluksella voidaan tehdä testikäyttöä varsinaista valmista tilasovellusta varten Demosovelluksen kehittäminen tarjoaa hyvän pohjatyön varsinaisen valmiin sovelluksen kehittämiselle Ongelmakohdat ja tarpeet saadaan selvitettyä jo demoprojektin aikana Mikäli tarpeet muuttuvat ja/tai uusia ongelmia havaitaan, voidaan tietoa hyödyntää varsinaisen sovelluksen toteutuksessa Käytettävyyttä voidaan testata demosovelluksella oikeilla käyttäjillä ja sitä voidaan tarvittaessa parantaa valmiiseen toteutukseen, mikäli testauksessa ilmenee parannettavaa käytettävyydessä tai käyttökokemuksessa. Demoprojektin vaiheet dokumentoitiin jolloin saadaan arvokasta informaatiota ja dataa varsinaisen toteutuksen kehittämiseen Design workshop mahdollisti sen, että ratkaisut kehitetään oikeiden käyttäjien ongelmiin Projektissa visualisoidusta datasta voidaan oppia tärkeää tietoa nykyisistä vuorovaikutussuhteista ja hyödyntää mallinnettuja tuloksia vuorovaikutussuhteiden kehittämiseen ja parantamiseen. Toteutettua demosovellusta voidaan hyödyntää ja jatkokehittää vapaasti opiskelijoiden kanssa.

7 Teknologiavalinnoista Demo-sovelluksen toteutuksessa Siili hyödynsi moderneja ja tehokkaita teknologioita. Front-endin toteutimme käyttäen JavaScript (React), HTML5 ja (S)CSS teknologioita. CSS tyyleihin käytettiin myös Bootstrap kirjastoa. Back-end toteutetiin rakentamalla RESTful API käyttäen Node.js ja Express.js teknologioita. Sovellukseen tarvitsimme tietokannan, johon voimme tallentaa myös sellaista tietoa, mitä emme saa suoraan Quupasta, esim. tiedot varattavissa olevista tiloista ja tilojen varausstatuksesta. Tähän käytimme back-endin ja Quupan välissä PostgreSQL tietokantapalvelinta. Sovellus pyörii Google Cloud pilvessä, jonne se julkaistiin valmistumisen jälkeen. React Demon työkalut React on JavaScript kirjasto jonka avulla toteutimme modernin interaktiivisen käyttöliittymän. Node.js + Express.js Node:lla ja Express:lla on helppo ja nopea toteuttaa demoon sopiva RESTful API pohjaksi web-applikaatiolle. PostgreSQL PostgreSQL on avoimena lähdekoodina jaettava oliorelaatiotietokantapalvelin

8 Teknologiavalinnoista Datan osalta päätimme käyttää avoimenlähdekoodinohjelmaa R, joka on lisäksi helppo saada ajastettuna pyörimään Oamkin käyttämässä Google Cloudissa Sosiogrammin osalta käytettiin R:n matriisifunktioita hyväksi jotta saatiin oikeanlainen data frame, joka voitiin piirtää Piirtäminen toteutettiin igraph-kirjaston plot-funktiolla, sillä valmiit sociogram-funktiot eivät soveltuneet tähän dataan

9 Mitä Siili projektista sai? Liiketoiminnallisen hyödyn lisäksi Siili sai lisäksi paljon muuta tärkeää hyötyä toteutetuista demoprojekteista. 9 Projekti tarjosi juonioritekijöillemme arvokasta kokemusta ja opetti uusia taitoja. Esim. käytetyistä teknologioista ja uudenlaisista ominaisuuksista, joita sovellukseen rakennettiin. Projektissa annettiin myös tekijöille paljon vastuuta ja vapaat kädet suunnittelun ja toteutuksen suhteen. Vuorovaitutussuhteita kuvaavassa demossa saimme kokeilla useita erilaisia mahdollisia tapoja visualisoida tämän kaltaista dataa, sekä opimme etteivät R:n kaikki valmiit sosiogrammifunktiot sovi tämän kaltaisiin tiloihin Saimme myös kokeilla custom-sosiogrammin tekoa ja se osoittautuikin parhaaksi vaihtoehdoksi, jota sitten lopulta käytimme. Siili sai arvokkaan referenssin projektista silmällä pitäen tulevia julkishallinnon ja opetusmaailman asiakkuuksia Saimme luotua arvokkaita uusia suhteita tälle toimialalalle

10 Kokemukset Sekä asiakkaan, että Siilin puolelta kokemukset projektista ovat olleet hyvin positiivisia Kommunikaatio projektien aikana oli Siilin ja Oamkin vastuuhenkilön kanssa sujuvaa ja aktiivista Demosovelluksen tekniseen toteutukseen oltiin tyytyväisiä modernien teknologiavalintojen ansiosta. Demotilaisuudessa todettiin, että sovelluksen avulla sopivien tilojen löytäminen ja varaaminen on helppoa. Demotilaisuudessa todettiin, että vuorovaikutussuhteista sosiogrammeiksi visualisoitu data tarjoaa arvokasta tietoa, jota voidaan hyödyntää moniin eri käyttötarkoituksiin.

11 Kehitysehdotukset Toteuttamamme palvelu toteutettiin nopeana kokeiluna/demoprojektina, joten siitä puuttuu tiettyjä ominaisuuksia, joita valmis järjestelmä vaatisi. Web-applikaatiomme on kuitenkin vapaa jatkokehitykselle ja lisäksi listasimme asioita, joita valmiiseen tilavarausjärjestelmään kannattaisi toteuttaa tulevaisuudessa. Projektin alussa järjestämässämme työpajassa syntyi useita ideoita ja nousi esille käyttäjien tarpeita, joita kaikkia emme kuitenkaan tässä projektissa pystyneet rajatuilla resursseillamme toteuttamaan. Tilahakulomakkeessa on tällä hetkellä ns. kovakoodattu valinnat, joita voi asettaa hakuehdoiksi. Parempi ratkaisu olisi, että lomakkeeseen haettaisiin valittavat vaihtoehdot tietokannasta. Näin saataisiin listattua aina kaikki kannasta löytyvät ominaisuudet, vaikka tilat ja niiden ominaisuudet vaihtuisivat. Nykyisessä toteutuksessa lomakkeen koodiin pitää käydä manuaalisesti muuttamassa tilojen ominaisuudet jos ne muuttuvat tietokantaan. Tilahakuun olisi hyvä käytettävyyden kannalta muuttaa valinnat niin, että valittavina olisi skaalat eikä tarkat valinnat. Esim. nyt käyttäjän pitää valita tarkka henkilömäärä saadakseen siihen sopivia tuloksia. Tämän sijaan olisi parempi jos käyttäjä voisi valita esim henkilöä ja kaikki tuohon määrään sopivat tilat listattaisiin

12 Kehitysehdotukset Nykyisen Google-kalenteri varauksen tilalle voitaisiin rakentaa oma älykäs tilavarausjärjestelmä, joka olisi integroitu sisätilapaikannuksen kanssa. Tila muuttuisi hetkellisesti varatuksi jos tilassa on henkilöitä ja samoin tilavaraukset vapautuisivat jos tilassa ei ole ketään varauksesta huolimatta, jotta tilojen käyttöastetta saataisiin paremmaksi. Järjestelmään voisi kehittää tulevaisuudessa älykkään ratkaisun, jolla voitaisiin helpottaa tilojen löytämistä, joita esimerkiksi tapauksissa joissa ammattikorkeakoululle tulee vieras, joka etsii jotain tiettyä tilaa jossa hänellä on tapaaminen. Järjestelmä voisi tunnistaa vieraan (kasvojen tunnistus tai vieras ladannut applikaation puhelimeensa) ja ohjata hänet älykkäiden opasteiden avulla oikeaan tilaan. Vuorovaikutussuhteista saatua mallinnettua dataa voitaisiin hyödyntää entistäkin tehokkaammin opetuksen itseisarvioinnissa, kun opettaja näkee miten hän kommunikoi eri ihmisten kanssa Vuorovaikutusdatan sekä muita datoja yhdistelemällä voitaisiin yrittää tunnistaa eri oppimistapojen huonoja ja hyviä puolia sekä mahdollisesti tunnistaa jopa tämänkaltaiselle ryhmälle parhaiten sopiva oppimistapa Jatkossa voitaisiin myös datansyöttö automatisoida jolloin sosiogrammien piirtäminen voisi olla täysin reaaliaikaista ja sosiogrammit voitaisiin tehdä jopa henkilökohtaisiksi

13 Taustaa Tulevaisuuden älykkäät oppimisympäristöt hankkeen tavoitteena on vahvistaa liiketoimintamahdollisuuksia yrityksille, jotka kehittävät oppimiseen sekä älykkäisiin fyysisiin ja virtuaalisiin oppimisympäristöihin liittyviä palveluja, tuotteita ja teknologioita. Osana hankkeen toimintaa yrityksille tarjotaan mahdollisuus kehittää tuotteitaan yhdessä oppilaitosten ja kaupunkien kanssa. Hanke on saanut rahoitusta Euroopan aluekehitysrahastosta vuoteen 2020 asti

14