Do-it-yourself (DIY)-style smart home products enable users to create their own smart homes by installing sensors and actuators. DIY smart home products are a potential solution to current problems related to home automation products such as inflexible user controls and high cost of installation. Despite its benefits, research on DIY smart home products is still in its early stages. To add to the understanding of DIY smart home products, this dissertation has three research aims. The first aim is to understand the user experience for DIY smart home products. The second aim is to suggest a new design concept for routine-driven DIY smart homes. The last aim is to create and evaluate the routine-driven DIY smart home.
To understand the user experience of DIY smart homes, a 3-week in situ observational study involving eight households was conducted. The results suggested six stages of the DIY smart home usage cycle: initial installation, motivation, implementation, use-through-routine, routinization, and removal. The design implications for an improved user experience of DIY smart home products were proposed: support self-reflection-on-routines, provide attachable and detachable sensors and actuators, support debugging through routines, provide an evaluation channel for all family members, create an intelligible data flow/process/exchange, support the smart augmentations to the existing home, and support family values for an emotionally comfortable home.
One of the main findings of the observational study is that the participant tried to reflect on routine using patterns such as routine awareness, routine-rule management, and routine-rule extension to create customized smart home features. Based on the findings and literature study, the concept of a routine-driven DIY smart home is suggested that applies the three users’ patterns of reflecting on routines, as these are the key to enhancing the user experience of the DIY smart home. During a participatory design session, three key design factors for routine-driven DIY smart homes were evaluated with ten participants from six families. The results showed the following design requirements for the routine-driven DIY smart home system: 1) routine-based smart home rule creation, 2) an environment for co-routine awareness, 3) the definition of the relation between routines, and 4) the provision of a holistic view of the current smart home with a suggestion for the next smart home feature.
Based on the design requirements, a routine-driven DIY smart home ‘Routinoscope’ was developed. The Routinoscope is created using a Web client, Family Note, and Routinoscope hardware. The web client provides overall management of the whole smart home’s rules, and it provides a time-based rule creation environment. The Family Note is designed to share routine awareness sessions. It provides temporal, spatial, and social reflection-on-routines to find problems in daily life. The Routinoscope hardware is designed to be a tea table that can be installed in the lounge. To evaluate the Routinoscope, three week long in-the-wild user studies with six families were conducted. The results led to four findings about the value of the Routinoscope: 1) it leads to the discovery of the hidden problems in routine, 2) supports systematic smart home planning, 3) catalyzes family interaction, and 4) suggests refinements for routine-driven DIY smart homes. Based on the findings, design principles of the routine-driven DIY smart home and the unique values of the DIY smart home were suggested.
To conclude the three main studies, the design framework for routine-driven DIY smart homes and design suggestions for the DIY smart home industry are discussed. The contributions of this dissertation can be summarized as follows: 1) understanding user experience in DIY smart home, 2) suggesting a new DIY smart home concept to enhance the user experience in DIY smart home: routine-driven DIY smart home, and 3) providing implications for the growth of DIY smart home industry.
Do-it-yourself(DIY) 스마트 홈은 사용자가 직접 센서와 액추에이터를 설치하고 스마트홈 규칙을 프로그래밍하여 스마트 홈을 만들 수 있는 제품이다. DIY 스마트 홈은 이전 스마트 홈에 비해 설치 비용이 저렴하고, 사용자가 직접 스마트 홈을 컨트롤하고 수정할 수 있어, 이전 홈오토메이션 제품의 단점들을 해소할 수 있는 새로운 스마트 홈을 각광받고 있다. 하지만 아직까지 DIY 스마트 홈에 대한 연구는 초기 단계에 머물러 있다. 본 학위논문은 DIY 스마트 홈의 사용자 경험을 이해하고, DIY 스마트홈에서의 개선된 사용자 경험을 위한 새로운 디자인 콘셉트 제안 및 검증을 목표로 설정하였다.DIY 스마트 홈의 사용자 경험을 이해하기 위해 시판되고 있는 DIY 스마트 홈 제품을 3주 동안 8가정에 배포한 다음 실제 사용 상황 (in-the-wild)에서 DIY 스마트 홈 제품이 어떻게 사용되는지를 관찰하였다. 그 결과, DIY 스마트 홈의 사용 단계 6가지와 이를 바탕으로 7 가지 디자인 제안점을 도출하였다. DIY 스마트 홈의 사용 단계는 초기 설치 단계, 동기 부여 단계, 구현 단계, 루틴 속 사용 단계, 루틴화 단계, 제거 단계로 나누어졌다. 7가지 제안점으로는 사용자들의 자가 루틴 회상을 도와줘라, 탈부착 가능한 센서와 액추에이터를 지원해줘라, 루틴 속 디버깅을 쉽게 할 수 있도록 도와줘라, 모든 가족 구성원들이 피드백 할 수 있도록 지원해라, 센서 간의 정보 흐름을 가시화 하라, 기존의 주택에 쉽게 증강할 수 있도록 하라, 가족 원들에게 정서적으로 편안한 가치들을 제공하라 가 제안되었다.관찰 결과에서 사용자들은 반복되는 활동들을 보조하기 위해서 스마트홈 규칙을 제작했었다. 사용자들은 스마트 홈 규칙을 시행착오 없이 제작하기 위해 스스로 루틴을 회상하고, 스마트홈 규칙과 루틴을 함께 관리하였으며, 기존에 잘 사용하고 있는 스마트홈 규칙을 확장하려고 하는 패턴을 관찰할 수 있었다. 관찰 결과와 이전 연구들을 토대로 루틴 회상의 효과를 확인했고, 사용자들이 보여준 세 가지 루틴 활용 패턴을 이용하는 새로운 스마트홈 컨셉인 루틴 중심의 DIY 스마트 홈을 제안하였다. DIY 스마트홈 경험이 있는 10명의 사용자와 사용자 참여 디자인 세션을 진행하였고, 이를 통해 루틴 중심의 DIY 스마트 홈의 디자인 요구 사항 네 가지를 도출하였다. 네 가지 요구 사항은 첫 번째, 루틴 중심의 규칙 제작을 가능하게 하라. 두 번째, 가족이 함께 루틴 회상을 할 수 있도록 도와라, 세 번째, 루틴들 사이의 관계를 확인할 수 있도록 하라, 네 번째, 루틴과 규칙을 전체적으로 관리하고 확장할 수 있도록 도와라. 제안된 디자인 요구 사항에 따라 루틴 중심의 DIY 스마트홈 프로토타입인 루티노스코프 (Routinoscope)를 개발하였다. 루티노스코프는 가족이 함께 루틴을 회상할 수 있는 가족 노트 (Family Note), 웹 페이지에서 스마트 홈 규칙을 제작할 수 있는 웹 클라이언트 (Web Client), 그리고 거실 테이블 형태로 제작된 하드웨어 (Hardware)로 이루어져 있다. 가족 노트에서는 가족이 함께 루틴을 회상할 수 있는 가이드가 제공되었다. 가족 노트를 통하여 시간적인 측면, 공간적인 측면, 그리고 가족 간의 사회적인 측면의 루틴들을 회상할 수 있게 디자인되었다. 웹 클라이언트에서는 루티노스코프에서 제작된 모든 규칙들을 제작하고 관리할 수 있다. 규칙은 실행 시간을 기준으로 네 가지 형태의 규칙 타입을 선정하여 규칙을 제작할 수 있도록 디자인되었다. 제작된 규칙들은 달력 형태로 표현되어 언제 어떤 규칙들이 실행되는지를 확인할 수 있었다. 하드웨어는 거실 테이블 형태로 제작되어 일상생활을 하면서 가족들이 함께 사용할 수 있게 제작되었으며, 센서와 액추에이터들을 보관할 수 있는 서랍도 제공되어 스마트 홈을 사용하는 가정 내의 구심점이 되도록 고안되었다. 루티노스코프의 효과를 확인하기 위해 6 가정을 대상으로 3주간 사용자 조사를 실시하였다. 그 결과 루티노스코프는 다른 DIY 스마트 홈에 비해 1) 루틴 속에 숨겨진 문제 발견을 도와주는 중계자 역할을 하였으며, 2) 체계적인 스마트홈 설계를 지원하고, 3) 가족 원간이 상호작용을 촉진시켰다. 이 결과를 토대로 루틴 중심의 DIY 스마트 홈 디자인을 위한 디자인 원칙을 제안하였고, 사용자들이 언급한 DIY 스마트 홈의 고유한 가치를 발견하였다. 이를 바탕으로 루틴 중심 DIY 스마트 홈의 디자인 프레임워크와 DIY 스마트 홈 산업을 위한 디자인 제안점을 도출하였다. 본 학위 연구는 현재 성장 중인 DIY 스마트 홈 연구와 산업분야에 1) 두 번의 관찰 연구를 통해 DIY 스마트 홈에서의 사용자 경험 사례를 수집하고 이해하였으며, 2) 사용자 경험 증진을 위한 루틴 중심의 DIY 스마트 홈 컨셉을 제안하고, 그 예시인 루티노스코프를 제안하였다, 3) 그리고 연구의 결과물을 디자인 프레임워크와 디자인 제안점으로 이론화 함으로써 미래의 스마트홈 연구와 산업을 위한 지식을 축적하였다.
