Recent advancements in IoT technology have made the concept of a smart environment more achievable, yet, the current usage of IoT devices remains rudimentary. To make IoT devices truly `smart’, they need to be coordinated with appropriate context. However, existing coordination tools are limited in their ability to cover diverse user needs for contexts, and capturing new context and transcribing it to a usable form is nearly impossible task for end-users. To overcome these challenges, this dissertation proposes a novel end-user IoT coordination approach that utilizes everyday objects as contextual triggers for IoT devices.
An ideation workshop study was conducted to establish an empirical foundation for the proposed IoT coordination approach. A total of 97 IoT coordination cases involving everyday objects were collected and analyzed, resulting in an understanding of preferences and beneficiary situations for utilizing everyday objects. In addition, a scenario movie, `A Day in Peter's Life', was showcased to further exlore and illustrate the smart environment enabled by everyday objects and demonstrate how the proposed IoT coordination approach can be refined and conceptualized. An exemplary IoT coordination system, `e-Rings,' was designed and developed to demonstrate the technical feasibility of the research proposition. The `e-Rings' system consists of a wearable watch-with-ring device that reads RFID tags attached to everyday objects and recognize the user's gestures on objects. The system was evaluated in an office workspace to investigate the actual user experience of the proposed IoT coordination approach. Last, the dissertation presents a conceptual prototype, `e-Circles,' which combines technically feasible and affordable options to reflect the recommendations to overcome the limitations and considerations for future capabilities of the proposed IoT coordination approach.
The contributions of this dissertation lie in the exploration and investigation of the potential role of everyday objects in future smart environments by multilateral ways. It presents a new perspective on the integration of non-digital artifacts into IoT ecosystems, supported by empirical evidence from the studies conducted, demonstrating its potential and values for improving the user experience in smart environments.
최근 IoT 기술의 발전으로 스마트 환경의 구현이 더욱 앞당겨 질것으로 예측되고 있지만, IoT 제품의 활용은 아직 스마트폰 어플리케이션을 통해 수동적으로 제어되는 기본적인 수준에 머물고 있다. IoT 제품을 실제로 스마트하게 활용하기 위해서는 사용자의 맥락과의 효과적인 연계가 필요하다. ‘If This Then That (IFTTT)'와 같은 연계 도구들이 일부 존재하지만, 아직 사용자들의 다양하고 세분화된 요구사항을 충족시키기는 데에는 여러가지 제한이 있다. 먼저, 일반 사용자가 IoT 제품과 쉽게 연계할 수 있는 맥락이 아직 센서 모듈의 측정값이나 특정 시간, 스케줄 등에 한정되어 있다. 또한 원하는 형태로 IoT 제품을 제어하기 위해 개별적인 맥락을 직접 생성해내는 것은 일반 사용자에게 어려움을 줄 수 있다. 마지막으로, 별도의 프로그래밍 지식이 요구되는 것 또한 일반 사용자들이 맥락과 연계된 IoT 제품 활용을 가로막는 진입 장벽으로 존재한다. 본 논문은 이러한 어려움을 극복하기 위해 사용자들이 일상의 다양하고 친숙한 사물을 IoT 제품의 제어 인터페이스로 쉽게 변환하여 활용할 수 있는 IoT 연계 방안을 제안하고 검증한다.
먼저, 일반 사용자들이 참여한 아이디어 발굴 워크숍 연구를 통해 제안된 IoT 연계 활용 방법에 대한 기반을 확립하였다. 97가지의 IoT 연계 사례를 수집하고 분석하여, 사용자들의 일상 사물 활용 목적, 선호도, 사물 간의 관계를 이해하고, 일상 사물 활용의 장점과 예상되는 어려움을 파악하였다. 또한, 워크숍 결과를 바탕으로 '피터의 하루(A Day in Peter's Life)'라는 시나리오 비디오를 제작하여 일상 사물로 인해 구성되는 새로운 스마트 환경의 사용자 경험을 탐구하고 설명하며, 제안된 IoT 연계 방법을 더욱 발전시키고 개념화하였다. 이어, 예시 IoT 연계 시스템인 'e-Rings'를 구현하여, 연구 제안의 기술적 실현 가능성을 밝혔다. 'e-Rings' 시스템은 시계와 반지가 결합된 형태의 웨어러블 기기와 일상 사물에 부착된 필름 형 태그를 활용하여 사용자의 물건에 대한 제스처를 인식하고 적절한 IoT 제품을 제어한다. 시스템은 사무실 공간에서 평가되었으며, 구현된 시스템을 활용한 40건의 IoT 연계 사례와 인터뷰를 통해 시스템의 사용성과 구성된 스마트 환경의 사용자 경험을 조사하였다. 마지막으로, 제안을 현실로 연결하는 실용적인 시스템에 대한 고려사항과 권장사항을 논의하였으며, 이를 개념적 프로토타입 'e-Circles'의 형태로 제시하였다. 본 논문은 미래 스마트 환경에서 일상 사물의 잠재적 역할을 탐구하고 조사한 점에 기여한다. 연구의 경험적 증거를 토대로, 비 디지털 사물들을 IoT 생태계에 통합하는 새로운 시각과 사용자의 요구를 더 효과적으로 충족시키는 사용자 중심적인 IoT 디자인을 IoT 서비스 디자이너와 연구자들에게 제안하였다.
