Discovery and formation models for socio-computational crowd environments

Abstract

Service-oriented computing is an emerging paradigm to realize extensible large-scale systems. As interactions and compositions spanning multiple enterprises become increasingly commonplace, organizational boundaries appear to be diminishing. The emergence of service-oriented systems has paved the way for a new computing paradigm that not only applies to software-based services (SBS) but also human actors. In such open and flexible enterprise environments, people contribute their capabilities as human-provided services (HPSs).<br />Crowdsourcing applications are typically open Internet-based platforms where problem-solving tasks are distributed among a group of humans.<br />Crowdsourcing follows the 'open world' assumption allowing humans to provide their capabilities through the platform by registering themselves as members. While conventional companies count on easy manageable and well organized structures, crowdsourcing has a more loosely-coupled, dynamic, and flexible structure and depends in particular on the preferences and behavior of the individual members.<br />These properties make service-oriented architectures (SOAs) the ideal approach to realize crowdsourcing applications.<br />With the increasing complexity of tasks, we argue that in future crowdsourcing environments, numerous HPSs and SBSs will need to be flexibly composed in order to cover a wide range of business requirements. These socio-computational systems pose additional challenges. With the human in the loop, traditional SOAs transform from pure technical systems into socio-technical systems. These systems are characterized by both technical and human/social aspects that are tightly bound and interconnected. The technical aspects are very similar to traditional SOAs, including facilities to deploy, register and discover services, as well as to support flexible interactions.<br />Additionally, the social system includes people and their habitual attitudes, values, behavioral styles and relationships. In particular, considering drifting interests of people, evolving skills, and varying collaboration incentives requires enhanced technical infrastructures in terms of flexibility and adaptability.<br />This work deals with the foundational models and novel concepts to enable discovery and formation of actors, being HPS or SBS, in socio-computational crowd environments. In particular (i) SOA-based Socio-computational Crowd Models deal with foundational concepts to establish collaborative Web-based environments applying service-oriented approaches; (ii) Discovery and Formation Models focus on approaches to identify, connect and facilitate social compositions of crowd members.<br />

Service-orientiertes Computing ist ein aufstrebendes Paradigma um flexibel erweiterbare Systeme großen Maßstabs zu realisieren. Da Interaktionen und Kompositionen, welche mehrere Firmen überspannen, zunehmend alltäglich werden, beginnen organisatorische Grenzen zu verschwinden. Das Aufkommen von service-orientierten Systemen hat den Weg für ein komplett neues Gestaltungsparadigma geebnet, welches nicht nur bei Software-basierten Services (SBSs) Anwendung findet, sondern auch für menschliche Akteure geeignet ist. In offenen und flexiblen Umgebungen bieten diese ihre Fähigkeiten als sogenannte Human-Provided Services (HPSs) an.<br />Crowdsourcing Anwendungen sind meist offene Internet-basierte Plattformen wo Aufgaben zur Problemlösung unter den Mitgliedern einer Personengruppe verteilt werden. Crowdsourcing folgt der Annahme der "offenen Welt", d.h., dass Personen ihre Fähigkeiten und Arbeitskraft freiwillig über eine Plattform zur Verfügung stellen können, indem sie sich dort selbst als Mitglieder registrieren. Während konventionelle Firmen auf einfach zu verwaltende und gut organisierte Strukturen setzen, folgt Crowdsourcing eher lose gekoppelten, dynamischen und flexiblen Strukturen, und hängt vor allem von den Präferenzen und dem Verhalten der einzelnen Mitglieder ab. Diese Eigenschaften machen Service-orientierte Architekturen (SOAs) zum idealen Ansatz um Crowdsourcing Anwendungen zu realisieren. Wir argumentieren, dass mit zunehmender Komplexität der Aufgaben in zukünftigen Crowdsourcing Umgebungen, eine Vielzahl von HPSs und SBSs flexibel kombiniert werden müssen um neuartige Anforderungen bestmöglich abdecken zu können. Diese "Socio-computational Systems" implizieren eine ganze Reihe neuartiger Herausforderungen. Mit dem Menschen im System wandeln sich traditionelle SOAs von puren technischen Systemen in sozio-technische Systeme. Diese Systeme sind sowohl durch technische als auch menschliche/soziale Aspekte charakterisiert. Technischen Aspekte sind ähnlich denen traditioneller SOAs, wie das Bereitstellen, Registrieren und Auffinden von Services und Unterstützung von dynamischen Interaktionen. Zusätzlich bringt aber das soziale System weitere Aspekte ein, z.B. Verhaltensmuster von Personen, sowie deren Werte, Bestrebungen und Beziehungen untereinander. Im Speziellen benötigen sich erweiternde Interessen, entwickelnde Fähigkeiten und ändernde Anreize zur Zusammenarbeit neue und verbesserte technische Strukturen in Bezug auf Flexibilität und Anpassbarkeit.<br />Die vorliegende Dissertation behandelt neuartige Konzepte um das Auffinden und Zusammenführen von Akteuren in Socio-Computational Crowd Umgebungen zu ermöglichen. Im Detail behandeln (i) SOA-basierte Socio-Computational Crowd Modelle die grundlegenden Konzepte um eine kollaborative Web-basierte Umgebung mittels Service-orientierter Ansätze zu realisieren, und (ii) Discovery und Formation Modelle fokussieren auf Ansätze um soziale Kompositionen von Crowd Mitgliedern zu identifizieren, herzustellen und zu unterstützen.<br />