Οι εφαρμογές συναίσθησης (awareness applications) αποτελούν συστήματα ενίσχυσης της αντίληψης της παρουσίας (presence) και εντάσσονται στην ευρύτερη κατηγορία των συστημάτων υποστήριξης της επικοινωνίας με τη διαμεσολάβηση υπολογιστών (computer mediated communication systems). Μια πληθώρα τέτοιων εφαρμογών – μικρών και εξειδικευμένων ακόμη – έχει αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια (π.χ. MSN, Facebook), ενώ αναμένεται η ευρύτερη διάδοσή τους ως αποτέλεσμα της ανάπτυξης των κινητών επικοινωνιών. Η παρούσα διπλωματική εργασία βασίζεται στην πλατφόρμα ανάπτυξης εφαρμογών συναίσθησης ASTRA. Το συγκριτικό πλεονέκτημα της πλατφόρμας απέναντι στις υπάρχουσες εφαρμογές είναι ότι είναι γενικευμένη και συνεπώς μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη πλήθους εφαρμογών με σχετικά εύκολο τρόπο, δίνοντας τεράστια ώθηση στην ευρύτερη ανάπτυξη του πεδίου. Η εργασία αποσκοπεί στην δημιουργία ενός πλαισίου αξιολόγησης (evaluation framework) εφαρμογών συναίσθησης, το οποίο θα βασίζεται κυρίως στο πρότυπο ISO 9126. Για το σκοπό αυτό θα αναλυθεί το εν λόγω πρότυπο και θα εντοπιστούν οι ιδιαίτερες διαστάσεις των συστημάτων συναίσθησης (τα οποία θα αναλυθούν ως εφαρμογές διαδικτύου). Στη συνέχεια θα ομαδοποιηθούν τα χαρακτηριστικά τους και θα ενταχθούν στα τέσσερα στοιχεία εξωτερικής ποιότητας που προβλέπει το πρότυπο. Ως πεδίο εφαρμογής του πλαισίου θα χρησιμοποιηθεί η πλατφόρμα ASTRA, η οποία θα αξιολογηθεί με βάση αυτό. Για το σκοπό της εργασίας θα αναπτυχθούν και ορισμένες εφαρμογές συναίσθησης με τη χρήση της πλατφόρμας. / This thesis presents a quality evaluation framework for awareness systems. These are Computer Mediated Communication (CMC) systems, which support people’s needs to communicate and enhance their sense of presence. In general, quality is defined by the extent to which the software meets user needs and requirements. Our framework is based on the ISO9126 standard, which includes two quality dimensions, external and internal, and defines a set of quality criteria for each. We have chosen to adopt the end-user standpoint in evaluating awareness systems, thus we model only the four criteria groups of external quality, that is, functionality, usability, reliability and efficiency. Firstly, we present a brief introduction to software quality and the ISO9126 standard. Then, we present presence and awareness systems, and discuss their emergence and the needs they serve. We continue with a broad survey of presence and awareness systems and social software. For each of the surveyed systems (the list includes Facebook, MSN, Twitter, YouTube, LinkedIn et al), we present an extensive list of features, which support user/community management and application management. A comparative table summarizes the features of the systems surveyed. Based on this discussion, we develop the proposed evaluation framework, by listing detailed criteria for each of the four groups of external quality, according to ISO9126. For each group, we list two tables of criteria, one for community management evaluation and one for application evaluation. The criteria are sub-grouped into presentation, navigation, escalation, content, applications, communication, awareness, and connectedness. Each table is followed by a brief explanation of the criteria it contains and the range of values they assume. Then we present in detail ASTRA, the first pervasive CMC system that was designed and developed in order to enhance presence without requiring users to use a computer to join. ASTRA applies a pervasive computing interface on top of a social computing system, which supports community and awareness application management. The focus-nimbus model is used to describe the awareness framework and a novel connectedness theory is validated with the system. Finally, we evaluate and classify the presence and awareness systems, including ASTRA, according to the proposed evaluation framework.

Στόχος της παρούσης διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη κι η αξιολόγηση ενός πρωτότυπου πληροφοριακού συστήματος, το οποίο υποστηρίζει τη λήψη καταναλωτικών αποφάσεων με γνώμονα το περιβάλλον και την υγεία του χρήστη/ καταναλωτή. Το σύστημα επιτρέπει την εισαγωγή πληροφοριών για συστατικά και προϊόντα τροφίμων από κοινό και περιβαλλοντικές οργανώσεις μέσω του ιστοτόπου έτσι ώστε να είναι σε θέση να παρέχει έγκυρες πληροφορίες στο χρήστη όταν αυτός χρειάζεται να πάρει αποφάσεις, την ώρα δηλαδή της αγοράς, μέσω μιας υπηρεσίας Ιστού με χρήση κινητού τηλεφώνου. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής υλοποιήθηκε ένα πρωτότυπο σύστημα με όνομα beNatural, το οποίο περιλαμβάνει σχετικό ιστότοπο (www.benatural.gr) και το οποίο αξιολογήθηκε από έμπειρους και πραγματικούς χρήστες. / Objective of the present diplomatic work is the development and the evaluation of an original informative system, which supports the decision-making of consumers taking into consideration the environment and their health. The system allows the import of information on ingredients and products of foods from public and environmental organisations via the website (www.benatural.gr) so as to be able to provide valid information to users while shopping, entering the system via their Smartphone.

This Master Thesis presents a novel classification approach for microcalcifications (MCs) extracted from core biopsy tissue samples digitized using micro-CT, a high-resolution 3D imaging modality. MCs are tiny spots of calcium that may occur in the female breast. Although they are common in healthy woman, they are often an early sign of breast cancer. The shape of the MCs is an important factor used to discriminate between benign and malignant abnormalities. However, the current standard imaging modalities (i.e. mammography) are not efficient for a clear shape based analysis. In case of suspiciousness, a biopsy is conducted and the extracted tissue is anatomopathologically investigated for the presence of cancer cells. Nevertheless, only 20-35% of biopsies turn out to be positive. As such, the question whether some unnecessary biopsies can be avoided if the shape of the MCs could be analysed in more detail has been raised. In addition, the MCs themselves are not analysed, but they are characterised as benign (or malignant) according to whether they were found into a benign (or malignant) tissue. As a result, there is a ground truth for the tissue samples but not for the individual MCs. So, when a classifier of a Computer Aided Diagnosis System will be asked to classify a MC according to its shape, there will be a degree of ambiguity and uncertainty. This master thesis investigates whether the use of a clustering method as a preprocessing step before training the classifier could avoid the ground truth issues and could improve the obtained classification results. / Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία παρουσιάζει μια νέα μέθοδο για την ταξινόμηση μικροαποτιτανώσεων μαστού που έχουν εξαχθεί από βιοψίες και έχουν ψηφιοποιηθεί με χρήση micro-CT, μια υψηλής ανάλυσης, τρισδιάστατη τεχνική απεικόνισης. Οι μικροαποτιτανώσεις (ή αλλιώς μικροασβεστώσεις) αποτελούν μικρά αποθέματα ασβεστίου στον μαστικό αδένα. Παρόλο που μπορεί να εμφανιστούν και σε υγιείς γυναίκες, μπορούν να αποτελέσουν ένα πρώιμο σημάδι καρκίνου του στήθους. Το σχήμα είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες ο οποίος βοηθάει στη διάκριση ανάμεσα σε καλοήθεις και κακοήθεις μικροασβεστώσεις, ωστόσο δεν μπορεί να απεικονιστεί επαρκώς μέσω των στανταρ απεικονιστικών τεχνικών (μαστογραφία). Σε περίπτωση υποψίας κακοήθειας, διεξάγεται βιοψία με σκοπό την απομάκρυνση ιστού από την ύποπτη περιοχή και την ανατομοπαθολογική του εξέταση για την παρουσία καρκινικών κυττάρων. Ωστόσο, μονο το 20%-35% των βιοψιών αποδεικνύονται κακοήθεις. Ως εκ τούτου, έχει τεθεί το ερώτημα κατά πόσο μπορούν να αποφευχθούν οι μη απαραίτητες βιοψίες εάν το σχήμα των μικροασβεστώσεων μπορούσε να μελετηθεί πιο λεπτομερώς. Επιπροσθέτως, οι μικροασβεστώσεις αυτές καθ’ εαυτές δεν αναλύονται αλλά χαρακτηρίζονται ως καλοήθεις (ή κακοήθεις) με βάση το αν βρέθηκαν μεσα σε καλοήθες (ή κακοήθες) ιστό. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει βάση αναφοράς για τα δείγματα ιστού αλλά όχι για τις μικροασβεστώσεις. Έτσι, όταν ζητηθεί από έναν ταξινομητή ενός συστήματος υποβοηθούμενης διάγνωσης με υπολογιστή να ταξινομήσει μικροασβεστώσεις με βάση το σχήμα τους υπάρχει ένα μεγάλο ποσοστό ασάφειας και αβεβαιότητας. Αυτή η μεταπτυχιακή εργασία έχει σκοπό να ερευνήσει εάν η εισαγωγή ενός βήματος συσταδοποίησης πριν αυτού της ταξινόμησης μπορεί να αποφύγει το πρόβλημα έλλειψης βάσης αναφοράς και να βελτιώσει τα αποτελέσματα της ταξινόμησης.

Η κατάλληλη οργάνωση του περιεχομένου ενός ιστοτόπου, έτσι ώστε να αυξάνεται η ευρεσιμότητα των πληροφοριών και να διευκολύνεται η επιτυχής ολοκλήρωση των τυπικών εργασιών των χρηστών, αποτελεί έναν από τους πρωταρχικούς στόχους των σχεδιαστών ιστοτόπων. Οι υπάρχουσες τεχνικές του πεδίου Αλληλεπίδρασης-Ανθρώπου Υπολογιστή που συνεισφέρουν στην επίτευξη αυτού του στόχου συχνά αγνοούνται εξαιτίας των απαιτήσεών τους σε χρονικούς και οικονομικούς πόρους. Ειδικότερα για ειδησεογραφικούς ιστοτόπους, τόσο το μέγεθος τους όσο και η καθημερινή προσθήκη και τροποποίηση των παρεχόμενων πληροφοριών, καθιστούν αναγκαία τη χρήση αποδοτικότερων τεχνικών για την οργάνωση του περιεχομένου τους. Στην εργασία αυτή διερευνούμε την αποτελεσματικότητα μίας μεθόδου, επονομαζόμενης AutoCardSorter, που έχει προταθεί στη βιβλιογραφία για την ημιαυτόματη κατηγοριοποίηση ιστοσελίδων, βάσει των σημασιολογικών συσχετίσεων του περιεχομένου τους, στο πλαίσιο οργάνωσης των πληροφοριών ειδησεογραφικών ιστοτόπων. Για το σκοπό αυτό διενεργήθηκαν πέντε συνολικά μελέτες, στις οποίες πραγματοποιήθηκε τόσο ποσοτική όσο και ποιοτική σύγκριση των κατηγοριοποιήσεων που προέκυψαν από συμμετέχοντες σε αντίστοιχες μελέτες ταξινόμησης καρτών ανοικτού και κλειστού τύπου, με τα αποτελέσματα της τεχνικής AutoCardSorter. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προέκυψε ότι η AutoCardSorter παρήγαγε ομαδοποιήσεις άρθρων που βρίσκονται σε μεγάλη συμφωνία με αυτές των συμμετεχόντων στις μελέτες, αλλά με σημαντικά αποδοτικότερο τρόπο, επιβεβαιώνοντας προηγούμενες παρόμοιες μελέτες σε ιστοτόπους άλλων θεματικών κατηγοριών. Επιπρόσθετα, οι μελέτες έδειξαν ότι μία ελαφρώς τροποποιημένη εκδοχή της AutoCardSorter τοποθετεί νέα άρθρα σε προϋπάρχουσες κατηγορίες με αρκετά μικρότερο ποσοστό συμφωνίας συγκριτικά με τον τρόπο που επέλεξαν οι συμμετέχοντες. Η εργασία ολοκληρώνεται με την παρουσίαση κατευθύνσεων για την βελτίωση της αποτελεσματικότητας της AutoCardSorter, τόσο στο πλαίσιο οργάνωσης του περιεχομένου ειδησεογραφικών ιστοτόπων όσο και γενικότερα. / The proper structure of a website's content, so as to increase the findability of the information provided and to ease the typical user task-making, is one of the primary goals of website designers. The existing methods from the field of HCI that assist designers in this, are often neglected due to their high cost and human resources demanded. Even more so on News Sites, their size and the daily content updating call for improved and more efficient techniques. In this thesis we investigate the efficiency of a novel method, called AutoCardSorter, that has been suggested in bibliography for the semi-automatic content categorisation based on the semantic similarity of each webpage-content. To accomplish this we conducted five comparative studies in which the method was compared, to the primary alternatives of the classic Card Sorting method (open, closed). The analysis of the results showed that AutoCardSorter suggested article categories with high relavance to the ones suggested from a group of human subjects participating in the CardSort studies, although in a much more efficient way. This confirms the results of similar previous studies on websites of other themes (eg. travel, education). Moreover, the studies showed that a modified version of the method places articles under pre-existing categories with significant less relavance to the categorisation suggested by the participants. The thesis is concluded with the proposal of different ways to improve the proposed method's efficiency, both in the content of News Sites and in general.

Προτείνουμε μια προσέγγιση για να αναλύσουμε τα δεδομένα που συλλέγουμε από το παράδειγμα του Ορθογράφου P300, χρησιμοποιώντας την τεχνική μηχανικής μάθησης, support vector machines. Στο συγκεκριμένο πλαίσιο κατηγοριοποίησης, πετύχαμε την σωστή λύση μετά από πέντε επαναλήψεις. Ενώ η κατηγοριοποίηση στους διαγωνισμούς BCI είναι για offline ανάλυση, η προσέγγιση μας μπορεί να θεωρηθεί ως μια online λύση για τον πραγματικό κόσμο. Είναι γρήγορη, απαιτεί λίγες (λιγότερες από 10) θέσεις ηλεκτροδίων, απαιτεί μόνο ένα μικρό ποσοστό προεπεξεργασίας και η επιλογή των τιμών για κρίσιμες παραμέτρους έχει αυτοματοποιηθεί. / We propose an approach to analyze data from the P300 speller paradigm using the machine-learning technique support vector machines. In a conservative classification scheme, we found the correct solution after five repetitions. While the classification within the BCI competition is designed for offline analysis, our approach is also well-suited for a real-world online solution: It is fast, requires few electrode positions (less than 10), demands only a small amount of preprocessing and selection of values for critical parameters is automated.

Τα συστήματα διεπαφών ανθρώπινου εγκεφάλου-υπολογιστή (BCIs: Brain-Computer Interfaces) απαιτούν την πραγματικού χρόνου, αποτελεσματική επεξεργασία των μετρήσεων των ηλεκτροεγκεφαλογραφικών (ΗΕΓ) σημάτων του χρήστη τους, προκειμένου να μεταφράσουν τις νοητικές διεργασίες/προθέσεις του σε σήματα ελέγχου εξωτερικών διατάξεων ή συστημάτων. Στο πλαίσιο της εργασίας αυτής μελετήθηκε το θεωρητικό υπόβαθρο του προβλήματος και αναλύθηκαν συνοπτικά οι κυριότερες τεχνικές που χρησιμοποιούνται σήμερα. Επιπρόσθετα, παρουσιάστηκε μία μέθοδος ταξινόμησης των νοητικών προθέσεων της αριστερής και δεξιάς κίνησης των χεριών ενός χρήστη η οποία εφαρμόστηκε σε πραγματικά ιατρικά δεδομένα. Η εξαγωγή των χαρακτηριστικών που διαφοροποιούνται μεταξύ των δύο καταστάσεων βασίστηκε σε πληροφορίες του πεδίου χρόνου-συχνότητας, οι οποίες αντλούνται με το φιλτράρισμα των ακατέργαστων ΗΕΓ δεδομένων και με τη βοήθεια των αιτιατών κυματιδίων Morlet, ενώ για την επακόλουθη ταξινόμηση των χαρακτηριστικών αναπτύχθηκαν και συγκρίθηκαν δύο αξιόπιστες μέθοδοι. Η πρώτη αφορά στη δημιουργία πιθανοθεωρητικών προτύπων κανονικής κατανομής για κάθε κατηγορία πρόθεσης κίνησης, με την τελική απόφαση ταξινόμησης να λαμβάνεται με εφαρμογή του απλού ταξινομητή του Bayes, ενώ η δεύτερη δημιουργεί ένα πρότυπο ταξινόμησης με βάση το θεωρητικό πλαίσιο των Μηχανών Διανυσμάτων Υποστήριξης (SVM). Στόχος του προβλήματος της δυαδικής ταξινόμησης είναι να αποφασίζεται σε ποια από τις δύο κατηγορίες ανήκει μία δεδομένη νοητική πρόθεση όσο το δυνατόν ταχύτερα και αξιόπιστα, έτσι ώστε ο σχεδιαζόμενος αλγόριθμος να εξυπηρετήσει ένα πλαίσιο ανατροφοδότησης της τελικής απόφασης στο χρήστη σε συνθήκες πραγματικού χρόνου. / Brain-Computer Interfaces (BCIs) demand the efficient processing of EEG data in order to translate one's thought or wish into a control signal that can be applied as input to external devices. Here we present a method to classify left from right hand movements, by extracting features from the data with Morlet wavelets and classifying with two different models, SVMs and Naive Bayes Classifier.

Οι τεχνολογίες πολλαπλής αφής παρουσιάζουν μεγάλο ερευνητικό και τεχνολογικό ενδιαφέρον στον τομέα της αλληλεπίδρασης ανθρώπου-υπολογιστή από τις προηγούμενες κιόλας δεκαετίες. Το κόστος όμως τέτοιων συστημάτων καθιστούσε απαγορευτική τη χρήση τους εκτός έξω από το χώρο ερευνητικών εργαστηρίων. Οι εξελίξεις στον τομέα αυτό είναι ραγδαίες με αποτέλεσμα πλέον τα συστήματα αυτά να καθίστανται προσιτά και ιδιαίτερα ελκυστικά, προσφέροντας έτσι τη δυνατότητα ευρύτερης αποδοχής τους. Η διπλωματική αυτή εργασία, που εκπονήθηκε στο Εργαστήριο της Ερευνητικής Ομάδας Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου Υπολογιστή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών, υπό την επίβλεψη του Καθ. Νικόλαου Αβούρη, περιγράφει σε πρώτο στάδιο τη μελέτη και αξιολόγηση των τεχνολογιών αφής και ιδιαίτερα των οπτικών καθώς αυτές επιτρέπουν την κατασκευή συστημάτων μεγάλων διαστάσεων. Έπειτα από επιλογή της καταλληλότερης τεχνολογίας με βάση τις προαπαιτούμενες προδιαγραφές παρουσιάζεται η κατασκευή ενός λειτουργικού συστήματος πολλαπλής αφής με χρήση της τεχνικής ‘Diffused Illumination’. Η αναγνώριση των σημείων αφής επετεύχθη με χρήση του προγράμματος ανοιχτού λογισμικού CommunityCoreVision (CCV). Στόχος της κατασκευής είναι η αξιολόγηση του ίδιου του συστήματος καθώς και η έρευνα και η αξιολόγηση νέων τρόπων αλληλεπίδρασης με το σύστημα αυτό. Η αξιολόγηση πραγματοποιήθηκε μέσω πειραματικής διαδικασίας που κατέδειξε την αποτελεσματικότητα του συστήματος στη διαχείριση αντικειμένων σε σχέση με έναν επιτραπέζιο υπολογιστή. Η εφαρμογή του πειράματος αναπτύχθηκε με τη γλώσσα Python και το Kivy. Η διαδικασία αυτή οδήγησε στην απόκτηση πρακτικών και θεωρητικών γνώσεων σε μεγάλο μέρος του γνωστικού φάσματος του τομέα της κατασκευής ολοκληρωμένων συστημάτων. / When interacting with a regular desktop computer, indirect devices such as a mouse or keyboard are used to control the computer. Results of the interaction are displayed on a monitor. Current operating systems are restricted to one pointing device. With the introduction of multi-touch, a new form of human computer interaction is introduced. Multi-touch combines display technology with sensors which are capable of tracking multiple points of input. The idea is that this would allow users to interact with the computer in a natural way. Furthermore, unlike interaction on a desktop computer, multi-touch allows multiple users to interact with the same devices at the same time. Due to recent innovations multi-touch technology has become affordable. For this project an optical based multi-touch device has been designed and constructed at the Human Computer Interaction group of the Electrical and Computer Engineering department of the University of Patras. To perform multi-touch point tracking we used CommunityCoreVision (CCV), a free open source multi-touch framework. To demonstrate the possibilities of multi-touch input technology the system was tested with existing applications, which are controlled by gestures. Multi-touch systems are often stand-alone systems that do not have external input devices attached, however, such devices can be used to support difficult task such as writing. In order to simplify common tasks, a gesture recognition engine has been evaluated along with a multi-touch mouse driver compatible with Windows 7 that supports TUIO messages. Through an experiment designed with the Python based Kivy framework, we evaluate how multi-touch input performs on a specific object manipulation task compared to conventional mouse input.

Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται το πρόβλημα της αποτελεσματικής αξιολόγησης ευχρηστίας φορητών εφαρμογών. Με τον όρο “φορητές εφαρμογές” περιγράφονται οι ηλεκτρονικές υπηρεσίες που είναι σχεδιασμένες να παρέχονται μέσω φορητών συσκευών και έχουν ως στόχο να βοηθήσουν τον άνθρωπο στις καθημερινές του προσωπικές ή επαγγελματικές δραστηριότητες. Η αλληλεπίδραση ενός χρήστη με μία τέτοια ηλεκτρονική υπηρεσία είναι μια διαδικασία πολύπλοκη που δεν υποστηρίζεται από μία μεμονωμένη εφαρμογή και δεν περιορίζεται πλέον στα στενά όρια ενός γραφείου. Αντίθετα, επιτυγχάνεται με διαμεσολάβηση σύγχρονων και συχνά πολυχρηστικών υπολογιστικών μονάδων (φορητές συσκευές, υπολογιστές) και επιμέρους συσκευών και λαμβάνει χώρα σε διάφορα φυσικά περιβάλλοντα. Σε πολλές περιπτώσεις εμπλέκει περισσότερους από έναν χρήστες οι οποίοι μπορεί να συνεργάζονται είτε εκ του σύνεγγυς είτε εξ αποστάσεως προκειμένου να εκτελέσουν μια εργασία. Η μελέτη αυτής της αλληλεπίδρασης μπορεί να δώσει πολύτιμα συμπεράσματα τόσο για την ευκολία χρήσης των σύγχρονων υπολογιστικών συστημάτων όσο και για τη χρησιμότητά τους και αποτελεί μια σημαντική ερευνητική πρόκληση του επιστημονικού πεδίου Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου Υπολογιστή και ιδιαίτερα της Τεχνολογίας Ευχρηστίας. Οι κλασσικές μέθοδοι ευχρηστίας καλούνται να αντιμετωπίσουν την πρόκληση της επιτυχούς αξιολόγησης των φορητών εφαρμογών, δηλαδή της αποτίμησης των χαρακτηριστικών ποιότητάς τους που επηρεάζουν την εμπειρία χρήσης τους. Τόσο τα χαρακτηριστικά των χρησιμοποιούμενων συσκευών όσο και το περιβάλλον χρήσης των εφαρμογών αυτών, τις διαφοροποιούν κατά πολύ από τις εφαρμογές επιτραπέζιου υπολογιστή. Καθώς η διείσδυσή τους στις καθημερινές δραστηριότητες του ανθρώπου είναι ολοένα και αυξανόμενη, η ανάγκη για μεθοδολογίες και εργαλεία που μπορούν να βοηθήσουν την αξιολόγηση της χρήσης τους κρίνεται επιτακτική. Στην παρούσα εργασία καταρχήν περιγράφονται οι κλασσικές μέθοδοι αξιολόγησης υπολογιστικών συστημάτων και στη συνέχεια αξιολογούνται ως προς την επάρκεια των δεδομένων που μπορούν να συλλέξουν και την πληρότητα των αποτελεσμάτων που μπορούν να δώσουν στην περίπτωση χρήσης τους για αξιολόγηση ευχρηστίας φορητών εφαρμογών. Παράλληλα γίνεται επισκόπηση της βιβλιογραφίας που Περίληψη 12 Διδακτορική διατριβή αφορά την αξιολόγηση ευχρηστίας των φορητών εφαρμογών και εξετάζονται τα κυριότερα ζητήματα της μεθόδου αξιολόγησης, περιλαμβάνοντας μεταξύ άλλων την επιλογή του χώρου αξιολόγησης και τα δεδομένα που πρέπει να συλλεγούν και αναλυθούν. Στη συνέχεια προτείνεται η μεθοδολογία αξιολόγησης ευχρηστίας φορητών εφαρμογών MOBELIC (MOBile Evaluation Life Cycle methodology). Η MOBELIC υποστηρίζει την αξιολόγηση ευχρηστίας μιας φορητής εφαρμογής σε όλο τον κύκλο ανάπτυξής της. Αποτελεί συνδυασμό από υπάρχουσες μεθόδους αξιολόγησης λαμβάνοντας όμως υπόψη τη φάση ανάπτυξης στην οποία βρίσκεται η υπό αξιολόγηση φορητή εφαρμογή, την ποιότητα των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από κάθε μέθοδο, το χρόνο και τους πόρους που απαιτούνται για τη διεξαγωγή καθεμιάς από αυτές, καθώς και το χρόνο για την ανάλυση των δεδομένων τους και την εξαγωγή πολύτιμων συμπερασμάτων. Η συνεισφορά της μεθοδολογίας MOBELIC έγκειται στο γεγονός ότι βελτιστοποιεί τη διαδικασία αξιολόγησης μιας φορητής εφαρμογής υποστηρίζοντάς την από τις αρχικές φάσεις ανάπτυξης μέχρι τα τελευταία στάδια ολοκλήρωσής της. Προκειμένου να υποστηριχθεί η μεθοδολογία ΜOBELIC, σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε το εργαλείο ActivityLens. Αποτελεί ένα εργαλείο παρατήρησης και ανάλυσης των δεδομένων που συλλέγονται κατά τη διάρκεια μελετών της αλληλεπίδρασης χρηστών με φορητές εφαρμογές. Το εργαλείο παρέχει τη δυνατότητα παρακολούθησης των διακριτών φάσεων ανάπτυξης μιας φορητής εφαρμογής και επιτρέπει τη σύγκριση των προβλημάτων ευχρηστίας που παρατηρούνται σε αυτές, χρησιμοποιώντας κοινό σχήμα κωδικοποίησης των προβλημάτων. Παράλληλα, ενσωματώνοντας κατάλληλα σχεδιασμένες λειτουργίες, βοηθάει τον αναλυτή να απομονώσει συγκεκριμένους τύπους δράσεων που υποδεικνύουν πρόβλημα στη χρήση των εξεταζόμενων εφαρμογών. Τέλος στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, εξετάζεται η εφαρμοσιμότητα της προτεινόμενης μεθοδολογίας καθώς και η αποτελεσματικότητα του εργαλείου ανάλυσης, μέσα από μία μελέτη περίπτωσης που περιλαμβάνει τη διενέργεια 3 διακριτών πειραμάτων. Η αξιολόγηση αφορά μία συνεργατική εκπαιδευτική φορητή εφαρμογή προορισμένη να πληροφορεί μαθητές για τα εκθέματα ενός Μουσείου. / This thesis deals with the problem of effective usability evaluation of mobile applications. The term “mobile applications” describes the electronic services that are designed to operate under mobile devices in order to meet the everyday needs of people. There are special characteristics of mobile applications, compared to established desktop applications. Thus, the dynamic context of use and the small size of mediating mobile devices differentiate their use and increase the complexity of their usability evaluation. There are various established methods that have been extensively used in traditional human-computer interaction research in order to evaluate the use of desktop applications. This thesis, firstly examines the suitability of such methods in usability evaluation of mobile applications. The survey indicated that all these methods can be effective. However their application produces different types of data and requires different amount and kind of resources. In the frame of this thesis, MOBELIC, a new methodology for the usability evaluation of mobile applications, is proposed. The goal of MOBELIC is the optimization of evaluation process due to the short life-cycle of mobile applications. It is an effective combination of selected established methods supporting the redesign of a mobile application during its development life-cycle. The main characteristic of this methodology is that it proposes the iterative application of each evaluation method, depending on certain factors, such as the mobile application implementation phase, the quality of the expected method results and the required resources. Subsequently, the design and the implementation of a usability evaluation tool, the ActivityLens, that support the proposed methodology, are described in this thesis. ActivityLens integrates and synchronizes multiple heterogeneous data that describe the interaction of real users with mobile applications. Furthermore, the tool incorporates especially designed mechanisms for annotation and analysis of collected data in order to facilitate usability experts to extract meaningful information. The applicability of the proposed methodology and the effectiveness of the ActivityLens are examined through an extended case study in which the usability of an educational mobile application is evaluated. The case study consists of three discrete experiments including the use of different evaluation methods according to the proposed methodology.

Σκοπός της μελέτης ήταν η ανάπτυξη και αξιολόγηση ενός προγράμματος πολυμέσων για την εκμάθηση των φυσικών αρχών της μαγνητικής τομογραφίας από μεταπτυχιακούς φοιτητές της Ιατρικής Φυσικής του Πανεπιστημίου της Πάτρας. Η ανάπτυξη του εκπαιδευτικού προγράμματος έγινε με την χρήση κατάλληλου προγράμματος συγγραφής πολυμέσων. Δεκαοχτώ μεταπτυχιακοί φοιτητές της Ιατρικής Φυσικής κατατάχτηκαν τυχαία σε δύο ομάδες, την ομάδα των υπολογιστών και την ομάδα του βιβλίου. Όλοι οι συμμετέχοντες αξιολογήθηκαν με ένα τεστ με ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής 2 εβδομάδες πριν την αρχή των παραδόσεων, στο τέλος των παραδόσεων και ένα μήνα μετά το τέλος των παραδόσεων. Επιπλέον συμπλήρωσαν ερωτηματολόγια για την αξιολόγηση των στάσεων και πεποιθήσεων τους σχετικά με την χρήση υπολογιστών στην εκπαίδευση. Οι βαθμολογίες των δύο ομάδων συγκρίθηκαν με την βοήθεια της στατιστικής δοκιμασίας ANOVA. Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα που αναπτύχτηκε αποτελείται από 6 ενότητες για την διδασκαλία πολύπλοκων φυσικών αρχών MRI με την βοήθεια animation. Κάθε ενότητα περιλαμβάνει ένα τεστ και οι επιδόσεις των χρηστών μπορούν να καταγραφούν και να αναλυθούν με ένα ξεχωριστό πρόγραμμα. Στην ενότητα που χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση οι φοιτητές της ομάδας με τους υπολογιστές πέτυχαν στατιστικά υψηλότερους βαθμούς (Μ=80.5, SD=9.4) από τους σπουδαστές με το βιβλίο (M=61.3, SD=12.5, p=.003). Επιπλέον οι φοιτητές των υπολογιστών φαίνεται να εκτιμούν περισσότερο την εκμάθηση μέσω της χρήσης υπολογιστών συγκριτικά με τους σπουδαστές της ομάδας του βιβλίου (p=.230). Οι απόψεις των φοιτητών για την επέκταση της χρήσης των πολυμέσων στην ιατρική φυσική εστιάζονται σε θέματα σχετικά με τα κίνητρα, τις εκπαιδευτικές δυνατότητες και την αξία του περιεχομένου. Τα αναφερθέντα μειονεκτήματα ήταν ελάχιστα, και ήταν επικεντρωμένα κυρίως σε τεχνικά θέματα και σε μαθησιακές δυσκολίες. Η εκπαίδευση με χρήση πολυμέσων είναι χρήσιμη και επικουρική μέθοδος για την εκμάθηση των φυσικών αρχών MRI από μεταπτυχιακούς φοιτητές. Η παρούσα μελέτη έδειξε ότι η χρήση κατάλληλων προγραμμάτων πολυμέσων βελτιώνει την κατανόηση πολύ περισσότερο συγκριτικά με παραδοσιακές μεθόδους μάθησης. / The objectives of this study were to develop and evaluate an interactive multimedia computer based instructional package in MRI physics and to provide first year medical physics postgraduate students of University of Patras with an interactive means of self-study and self-evaluation. An authoring system was used to develop the courseware package. Eighteen postgraduate medical physics students were prospectively, randomly assigned to receive instruction on the same topic from a textbook and an interactive computer module. Participants were evaluated by a multiple choice test 2 weeks before the lectures, at the end of the lectures and by a retention test 1 month after the end. They also completed questionnaires to elicit their attitudes toward the two instructional methods. Mean test scores of the textbook and computer groups were compared by means of analysis of variance. The developed MRI program is a suite of 6 interactive modules designed to dynamically teach complex MRI concepts using media-rich animations. All modules include a quiz and since patterns of use by student can be recorded a Log Decryption utility and a Log Reader utility was also developed. The tested module demonstrated that students in the computer group (M=80.5, SD=9.4) scored significantly higher on their post-test when compared with the textbook group (M=61.3, SD=12.5, p=.003). Furthermore students in the computer group seem to appreciate multimedia modules more compared to textbook students (p=.003). There were no differences noted between method of instruction and learner satisfaction (p=.230). Students’ rationale for expanding the use of multimedia in physics education seemed to focus on issues concerning motivation, instructional capabilities and content value. The disadvantages reported were few, their prevalence considerably small, especially after the intervention and were mostly focused on technical issues and some difficulties in learning. Computer aided instruction is a useful and effective aid for teaching MRI principles to postgraduate students. The study demonstrated that the inclusion of properly designed multimedia modules enhance conceptual understanding far more than do traditional methods.

The main goal of this thesis is to propose an evaluation method for visual interface design and more specifically for website design. The proposed visual design evaluation method is an adaptation of Preference Mapping (PM) techniques. It is based on overall preference ratings after multiple comparisons of alternative designs and on various multivariate statistical techniques for the analysis, visualization and interpretation of the resulting data. The suitability of the approach for visual interface design evaluation has been explored in four case studies involving overall 149 participants judging 51 websites. In each case study a different website domain was explored in order to examine whether the importance of certain design characteristics is context specific. Heterogeneity in preferences and perceptions was also studied showing that average construct scores are only representative for subsections of the participant sample. In order to aid the preference interpretation process additional data about study websites have been collected from three distinct sources: a) Subjective construct ratings provided by the participants after preference evaluation b) Descriptive attribute ratings obtained from trained expert panel on the same websites c) Objective measures of visual characteristics of the websites In each case study the potential of these types of measurements to explain preference variance has been investigated individually and in combination. The results showed that depending on the characteristics of each case study varying combinations of these types of data had the best explanatory power. A variety of methods (e.g. Internal and External PM) and statistical techniques (e.g. Principal Component Analysis (PCA), Generalized Procrustes Analysis (GPA) and Partial Least Squares (PLS)) have been used in order to summarize and visualize participant preference data of all case studies. In general, the method proposed in this thesis has several advantages over other visual design evaluation methods as for example use of standardized questionnaires. The method is flexible and can be used in various stages of design development but most importantly it allows for the identification of important visual design characteristics without ignoring the diversity that exist both among users and among website domains. These advantages have been demonstrated in the visual design evaluation studies presented in this thesis involving websites from four distinct domains. / Ο στόχος της παρούσας διατριβής είναι η πρόταση και ανάπτυξη μεθόδου αξιολόγησης διεπιφανειών χρήστη που θα λαμβάνει υπόψη τόσο τα αντικειμενικά χαρακτηριστικά σχεδιασμού, όσο και την υποκειμενική διάσταση που διέπει αξιολογήσεις με επίκεντρο τον χρήστη. Για την επίτευξη του στόχου αυτού αναπτύχθηκε μέθοδος αξιολόγησης, η οποία βασίζεται στην συγκριτική αξιολόγηση εναλλακτικών σχεδιασμών κατά την φάση συλλογής δεδομένων και στην χαρτογράφηση προτίμησης κατά την φάση ανάλυσης αποτελεσμάτων. Για την διερεύνηση της καταλληλότητας της προτεινόμενης μεθόδου αξιολόγησης, διεξήχθησαν τέσσερις μελέτες περίπτωσης κατά τις οποίες αξιολογήθηκαν συνολικά 51 ιστοσελίδες από 149 αξιολογητές. Κάθε μελέτη περίπτωσης διερευνούσε διαφορετική κατηγορία ιστοσελίδων και διαφορετικά σενάρια χρήσης της μεθόδου (π.χ. φάση προδιαγραφών, αξιολόγηση πρωτοτύπων κ.α.), έτσι ώστε να αξιολογηθεί η δυνατότητα της μεθόδου να εφαρμοστεί σε διαφορετικές συνθήκες. Σημαντικό πλεονέκτημα της προτεινόμενης μεθόδου είναι η δυνατότητα αναγνώρισης ετερογένειας απόψεων του δείγματος, η οποία σε άλλες μεθόδους αξιολόγησης θεωρείται θόρυβος στα δεδομένα και παραβλέπεται. Τα αποτελέσματα των αξιολογήσεων αναδεικνύουν σημαντική ετερογένεια αλλά και σχετική συμφωνία στις προτιμήσεις και αντιλήψεις των συμμετεχόντων. Με στόχο την ερμηνεία των αποτελεσμάτων από τα πειράματα αξιολόγησης διερευνήθηκαν τρεις πηγές δεδομένων πέρα από τις ταξινομήσεις προτίμησης από τους συμμετέχοντες σε όλες τις μελέτες περίπτωσης: α) αξιολογήσεις βάσει υποκειμενικών χαρακτηριστικών από τους ίδιους τους συμμετέχοντες που ταξινόμησαν τις ιστοσελίδες με βάση την προτίμηση τους β) αξιολογήσεις περιγραφικών και αντικειμενικών σχεδιαστικών χαρακτηριστικών από ομάδα εκπαιδευμένων εμπειρογνωμόνων γ) Αντικειμενικές μετρήσεις σχεδιαστικών χαρακτηριστικών με αυτόματα και ημιαυτόματα εργαλεία αναγνώρισης εικόνας Η δυνατότητα να ερμηνευτούν οι προτιμήσεις των χρηστών με την βοήθεια αυτών των πηγών δεδομένων, διερευνήθηκε ξεχωριστά αλλά και σε συνδυασμό σε κάθε μελέτη περίπτωσης. Στόχος ήταν να αποτιμηθεί η δυνατότητα συσχέτισης δεδομένων που διακατέχονται από διαφορετικά επίπεδα υποκειμενισμού με τις προτιμήσεις των συμμετεχόντων. Ιδανικά, θα αρκούσαν αντικειμενικές μετρήσεις και δεν θα επιβαρύνονταν οι χρήστες με επιπλέον βαθμολογήσεις των διεπιφανειών. Τα αποτελέσματα όμως έδειξαν ότι ένας συνδυασμός αντικειμενικών και υποκειμενικών χαρακτηριστικών ήταν ο βέλτιστος για την επιτυχή ερμηνεία των προτιμήσεων των χρηστών. Η μέθοδος αξιολόγησης που προτείνεται στα πλαίσια αυτής της διατριβής παρουσιάζει συγκριτικά πλεονεκτήματα σε σχέση με την χρήση τυποποιημένων ερωτηματολόγιων που είναι η επικρατέστερη μέθοδος στον χώρο της επικοινωνίας ανθρώπου υπολογιστή. Τα πλεονεκτήματα αυτά σχετίζονται κυρίως με την ευελιξία της μεθόδου και γίνονται εμφανή στις μελέτες αξιολόγησης που διεξήχθησαν με στόχο την εφαρμογή της μεθόδου για την αξιολόγηση ιστοσελίδων που ανήκουν σε τέσσερα διαφορετικά πεδία εφαρμογής.