AdaptUI: a context-aware framework for adaptive user interfaces in Smart Product-Service Systems (S-PSS)

Abstract

Smart Product-Service Systems (S-PSS) embody a transformative business model that integrates intelligent products with advanced digital capabilities and associated e-services. This Dynamic model holds potential for driving sustainable practices. Despite this potential, fully exploiting digital capabilities and optimizing user experiences within S-PSS remains a challenge. In order to address the limitations of conventional User Experience (UX) analysis, which often concentrates on design stages and overlooks evolving user needs during usage, this thesis proposes a practical framework for developing adaptive user interfaces within S-PSS. The framework seamlessly integrates ontologies and context-aware recommendation systems, utilizing user interactions as the primary data source. This integration facilitates the development of adaptive user interfaces, ensuring digital services dynamically respond to user preferences and contextual cues. A key contribution of this work lies in the comprehensive integration of various components, resulting in the creation of adaptive user interfaces tailored for digital services. The practical application of the framework is illustrated through two case studies involving a smart device app and an industrial scenario. This real-world exploration serves to demonstrate the effective implementation of the proposed framework in diverse contexts, as the hands-on development approach considers technological aspects and utilizes appropriate tools, providing valuable evidence into the practicality and effectiveness of the framework. The evaluation first focuses on assessing the recommendation engine based on collaborative filtering. These results highlight the enhanced precision of recommendations when employing a context-aware approach compared to a traditional approach. Subsequently, pragmatic aspects of UX, such as usefulness and system efficiency, are evaluated based on participant feedback and UX metrics. The findings reveal an overall positive impact on the utilization of the Smart product-services.

Smart Product-Service Systems (S-PSS) produktu adimendunak gaitasun digital aurreratuekin eta lotutako zerbitzuekin integratzen dituen negozio-eredu eraldatzailea adierazten du, iraunkortasunerako praktikak gidatzen dituena. Potentzial hori izan arren, gaitasun digitalak guztiz aprobetxatzea eta S-PSS-en erabiltzaileen esperientziak optimizatzea erronka izaten jarraitzen du. Erabiltzaile-esperientziaren (UX) ohiko analisiaren mugak gainditzeko, askotan diseinufaseetan zentratzen dena eta erabileran zehar erabiltzailearen beharrak aldakorrak alde batera uzten dituena, tesi honek S-PSS barruan erabiltzaile-interfaze moldagarriak garatzeko esparru praktiko bat aurkezten du. Esparru praktikoak ondo integratzen ditu ontologiak eta testuinguruari buruzko gomendio sistemak, erabiltzaileen interakzioak erabiliz datu-iturri nagusi gisa. Integrazio honek erabiltzaile-interfaze moldagarriak garatzea errazten du, zerbitzu digitalek erabiltzailearen hobespenei eta testuinguruko seinaleei modu dinamikoan erantzuten diétela bermatuz. Lan honen funtsezko ekarpena hainbat osagairen integrazioan datza, eta horren ondorioz zerbitzu digitaletarako diseinatutako erabiltzaile-interfaze moldagarriak sortu dira. Markoaren aplikazio praktikoa gailu adimendunaren aplikazioa eta industria-eszenatoki bat duten bi kasuazterketen bidez azaltzen da. Mundu errealeko esplorazio honek proposatutako esparruaren ezarpen eraginkorra hainbat testuingurutan frogatzeko balio du, ezarpenak eta garapenak alderdi teknologikoak kontuan hartzen baititu, tresna egokiak erabiliz, esparruaren bideragarritasunari eta eraginkortasunari buruzko frogak emanez. Ebaluazio-emaitzak lehenik eta behin "kolaborazio-iragazkia"n oinarritutako gomendiomotorean oinarritzen dira, gomendioen zehaztasun handiagoa nabarmenduz, "testuinguruaren jabe den" ikuspegia erabiliz. Ondoren, UXren alderdi pragmatikoak, hala nola sistemaren erabilgarritasuna eta eraginkortasuna, parte-hartzaileen feedbackaren eta UX neurketen bidez ebaluatzen dira, gailu adimendunaren erabileran eragin positiboa dela agerian utziz.

Los Sistemas de Producto-Servicio Inteligentes (S-PSS) representan un modelo de negocio transformador que integra productos inteligentes con capacidades digitales avanzadas y servicios asociados, potencialmente orientando las prácticas hacia la sostenibilidad. A pesar de este potencial, aprovechar completamente las capacidades digitales y optimizar las experiencias de usuario dentro de los S-PSS sigue siendo un desafío. Para superar las limitaciones del análisis convencional de Experiencia de Usuario (UX), que a menudo se centra en las etapas de diseño y pasa por alto las necesidades cambiantes del usuario durante el uso, en esta tesis se presenta un marco práctico para el desarrollo de interfaces de usuario adaptativas dentro de los S-PSS. El marco practico integra de manera fluida ontologías y sistemas de recomendación conscientes del contexto, utilizando las interacciones del usuario como la principal fuente de datos. Esta integración facilita el desarrollo de interfaces de usuario adaptativas, asegurando que los servicios digitales respondan dinámicamente a las preferencias del usuario y las señales contextuales. Una contribución clave de este trabajo radica en la integración de varios componentes, lo que resulta en la creación de interfaces de usuario adaptativas diseñadas para servicios digitales. La aplicación práctica del marco se ilustra a través de dos casos de estudio que involucran una aplicación para dispositivos inteligentes y un escenario industrial. Esta exploración del mundo real sirve para demostrar la implementación efectiva del marco propuesto en contextos diversos, ya que la implementación y desarrollo considera aspectos tecnológicos, utilizando herramientas apropiadas, proporcionando evidencia sobre la viabilidad y eficacia del marco de trabajo. Los resultados de la evaluación se enfocan primero en el motor de recomendación basado en "filtro colaborativo", destacando la mayor precisión de las recomendaciones al emplear un enfoque "consciente del contexto". Posteriormente, se evalúan aspectos pragmáticos de la UX, como la utilidad y eficiencia del sistema, a través de la retroalimentación de los participantes y métricas de UX, revelando un impacto general positivo en el uso del dispositivo inteligente.