Persuasive technology : ambient information systems for residential energy awareness

Abstract

In der digitalisierten Welt des 21.Jahrhunderts ist Information allgegenwärtig und die Anzahl der Informationsquellen steigt beständig an. Um den Benutzer vor einer Informationsüberlastung zu schützen, ist es daher dringend notwendig subtilere Technologien für die Informationsvisualisierung zu entwickeln und einzusetzen. Eine Technologie, die auf die Anforderungen zugeschnitten ist, sind Ambient Information Systems. Sie besitzen den entscheidenden Vorteil Informationen unaufdringlich und in der Peripherie des Benutzers kommunizieren zu können. Aufgrund dieser und weiterer Eigenschaften eignen sich die Systeme auch besonders als Feedback Tool, welches das Verhalten von Personen in geeigneter Weise reflektieren kann. Um dabei Ursache und Wirkung eines Verhaltens direkt in Bezug setzen zu können, liefern Ambient Information Systems ihr Feedback sowohl in zeitlichem als auch in räumlichem Kontext zu einer Benutzeraktion. Zusätzlich sind sie durch ein ästhetisch ansprechendes Design und eine besondere Unaufdringlichkeit, die eine Integration in den Wohnbereich fördert, gekennzeichnet. Vorallem letztere Eigenschaft trägt maßgeblich dazu bei, dass das Feedback ständig präsent ist und ermöglicht so auch einen Einsatz der Ambient Information Systems als Persuasive Technology. In diesem Kontext werden die Systeme einerseits dazu benutzt, um die Motivation oder die Befähigung einer Verhaltensanpassung der Benutzer zu erhöhen und andererseits, um die Verhaltensänderung auszulösen (Trigger).<br />Die Effektivität von Ambient Information Systems als Persuasive Technology steht in direktem Zusammenhang mit deren Design. Aus diesem Grund ist es essentiell bei der Entwicklung der Systeme konform mit dem User Centered Design Prozess vorzugehen und während des gesamten Entwicklungsprozesses Methoden des Usability Engineerings konsequent anzuwenden. Da diese Methoden jedoch für traditionelle grafische User Interfaces entwickelt wurden, muss a priori eine Anpassung stattfinden, um deren Anwendbarkeit auch für Ambient Information Systems sicherzustellen. Folglich werden für jede Phase des User Centered Design Prozesses die existierenden Methoden analysiert und entsprechend adaptiert.<br />Um die Anwendbarkeit von Ambient Information Systems als Persuasive Technology praktisch zu demonstrieren, wurden mehrere Konzepte entworfen, die in der Domäne Energieverbrauch angesiedelt sind. Die Wahl der Domäne liegt darin begründet, dass speziell für den Energieverbrauch in Haushalten Feedback aktuell nur stark unzureichend, meist in Form nachträglicher Abrechnungen oder über schwer zugängliche Energiezähler, verfügbar ist. Der Vorteil von Ambient Information Systems liegt zugleich in der zeitgerechten Darstellung des Energieverbrauchs in einer einfach wahrnehmbaren Form und ist sowohl für eine als auch mehrere Energiearten und -verbraucher gleichzeitig möglich. Auf diese Weise erhält der Benutzer detailliertere Informationen, die es ihm erleichtern sein Verhalten zu ändern. In der vorliegenden Arbeit werden unterschiedliche Konzepte für die drei energiebezogenen Gebiete Wasser, Elektrizität und Heizung ausgearbeitet. Das Konzept der Visualisierung des Wasserverbrauchs wird zusätzlich prototypisch umgesetzt, um eine Benutzerstudie durchführen zu können. Es werden sowohl qualitative als auch quantitative Daten erhoben, welche die Persuasiveness von Ambient Information Systems belegen. Die Ergebnisse zeigen dabei eine durchschnittliche Reduktion des Wasserverbrauchs um 11%. Aus diesen Resultaten sowie weiteren Beobachtungen im Rahmen der Studie wird geschlossen, dass die Anwendung von Ambient Information Systems als Persuasive Technology eine dauerhafte Verhaltensänderung herbeiführen kann. Diese Anpassung des Verhaltens schreitet in drei distinkten Phasen vor, um sich schlussendlich zu manifestieren.<br />

In the digitalized world of the 21st century information has become ubiquitous and the amount of it is growing steadily. In order to avoid a complete information overload, there is an obvious need for more subtle technologies that present this data. A technology that fulfills this requirement is an ambient information system. It conveys information unobtrusively in the periphery and provides information on request. There are many different applications for ambient information systems. However, because of their characteristics they are especially qualified for the use as feedback tool that mirrors people's behavior.<br />Ambient information systems can deliver feedback in a timely and spatial context, so the user can observe the relationship between his behavior and its effects. Their aesthetically pleasing design and a general unobtrusiveness, allows them to be integrated in the living environment, thus, being constantly visible. This in turn makes it a perfect persuasive technology that can be designed to increase motivation, ability, or to act as a trigger in order to promote a behavior change.<br />The effectiveness of the ambient information system as persuasive technology depends heavily on the design. Therefore, it is essential to adhere to the user centered design process and apply usability engineering throughout the whole development process. However, there is a difference to traditional interactive systems, which requires to adapt the usability methods to be also applicable for ambient information systems. For each phase of the user centered design process adapted methods are presented.<br />In order to prove the effectiveness of ambient information systems as persuasive technology the domain of energy consumption is chosen.<br />Existing feedback of energy consumption comes aggregated in form of an electricity bill or in form of an hardly accessible electricity meter.<br />With ambient information systems, feedback can be given in a convenient form even for multiple sources of energy consumption simultaneously.<br />This way the user is equipped with more detailed information in order to change his behavior towards a more sustainable lifestyle. Concepts for three energy related domains, namely water, electricity, and heating, are presented to show the applicability. The water consumption display is also prototyped and was subject to a user study for evaluating the persuasiveness of this type of systems. The results revealed an average decrease of water consumption of 11%. Therefore, it is concluded that the application of ambient information systems as persuasive technology promotes a permanent behavior change which has been observed to advance in three distinct phases.<br />