Human body is a complex system organized at different levels such as cells, tissues and organs, which contributes to 11 important organ systems. The functional efficiency of this complex system is evaluated as health. Traditional healthcare is unable to accommodate everyone's need due to the ever-increasing population and medical costs. With advancements in technology and medical research, traditional healthcare applications are shaping into smart healthcare solutions. Smart healthcare helps in continuously monitoring our body parameters, which helps in keeping people health-aware. It provides the ability for remote assistance, which helps in utilizing the available resources to maximum potential. The backbone of smart healthcare solutions is Internet of Things (IoT) which increases the computing capacity of the real-world components by using cloud-based solutions. The basic elements of these IoT based smart healthcare solutions are called "things." Things are simple sensors or actuators, which have the capacity to wirelessly connect with each other and to the internet. The research for this dissertation aims in developing architectures for these things, focusing on IoT-based smart healthcare solutions. The core for this dissertation is to contribute to the research in smart healthcare by identifying applications which can be monitored remotely. For this, application-specific thing architectures were proposed based on monitoring a specific body parameter; monitoring physical health for family and friends; and optimizing the power budget of IoT body sensor network using human body communications. The experimental results show promising scope towards improving the quality of life, through needle-less and cost-effective smart healthcare solutions.

Fysisk inaktivitet har blivit ett hälsoproblem, vilket har lett till att olika aktörer intresserat sig av att nyttja modern teknik för att främja hälsosamma val. Mobil hälsa utgörs av aktivitetsspårare i form av exempelvis vristarmband och smarttelefoner som samlar in hälsodata (steg, puls, sömn, etcetera) från användaren. Studier visar på att mobil hälsa kombinerat med finansiella incitament kan öka motivationen hos användare. Hälsodata betraktas i regel vara av särskild känslig karaktär med risker för etisk problematik. Vilka aktörer som är inblandade och vilka finansiella incitament som används är faktorer som har påverkan på de etiska problemen. Den här studien belyser detta genom en konceptualisering av etiska problem med hänsyn till mobil hälsa kombinerat med finansiella incitament. Data från intervjuer har sammanställts med stöd av teori som PAPAS och därefter analyserats med annan forskning. Sammanställningen visar på sex typer av etiska problem som kan tas i åtanke vid utveckling av mobil hälsa med finansiella incitament. / Physical inactivity has become a health problem, which has led to various actors starting to use technology to promote healthy choices. Mobile health consists of activity trackers in the form of, for example, smartwatches and smartphones that collect health data (steps, heart rate, sleep, etc.) from the user. Studies show that mobile health combined with financial incentives can increase user motivation. Health data is generally considered to be a particularly sensitive type of data. The actors involved and the financial incentives used are factors that have an impact on how ethical problems take form. This study highlights this by conceptualizing ethical issues linked to mobile health with financial incentives. Questions for interviews were created primarily using the PAPAS framework and thereafter analyzed using thematic analysis in order to identify the ethical problems. The compilation resulted in six forms of ethical problems that need to be considered when developing mobile health with financial incentives.

Physical inactivity is a growing concern in the world. Exergames, which are physically demanding games, offer a solution to motivate individuals to participate in regular physical activity, and virtual reality (VR) is the latest addition to this field. Visual physical activity data through wearable trackers has also shown promising results to motivate individuals to stay active. This thesis researched the possibility to increase VR players physical activity levels, beneficial movements, and immersion, by involving their physical activity data in the form of a physical activity bar in the gameplay, with a reward being granted upon completion. This was explored through a within-subject user study with 20 participants where they first played a VR game without the physical activity bar and then again with it. The results showed an increase for all activity levels and immersion, however, the conclusion was that players are more likely to perform beneficial movements that fit the gameplay. / Fysisk inaktivitet är ett växande bekymmer i världen. Exergames, som är fysiskt krävande spel, erbjuder en lösning för att motivera individer att delta i regelbunden fysisk aktivitet, och virtuell verklighet (VR) är det senaste tillskottet på detta område. Visuell fysisk aktivitetsdata genom bärbara spårare har också visat lovande resultat för att motivera individer att hålla sig aktiva. Det här examensarbetet undersökte möjligheten att öka VR-spelares fysiska aktivitetsnivåer, speciella rörelser och immersion, genom att involvera deras fysiska aktivitetsdata i form av fysisk aktivitetsdata i spelet, med en belöning som delas ut när de är klara. Detta undersöktes genom en användarstudie inom ämnet med 20 deltagare där de först spelade ett VR-spel utan fältet för fysisk aktivitet och sedan igen med det. Resultaten visade en ökning för alla aktivitetsnivåer och immersion, men kom till slutsatsen att spelare är mer benägna att utföra speciella rörelser som passar spelet.

Die fortlaufend stärkere Durchdringung unseres Alltags mit digitalen Technologien wird besonders deutlich durch tragbare Geräte wie Smartphones, auf die jederzeit zugegriffen werden kann. Noch einen Schritt weiter gehen körpernah getragene, vernetzte Self-Tracking-Systeme wie Aktivitätstracker, welche kontinuierlich Bewegungsdaten und physiologische Parameter erfassen, algorithmisch aufbereiten und an die Nutzer*innen als quantifiziertes Feedback, oft zur Verhaltensmodifikation, zurückmelden. Diese spezifische Form der Interaktion zwischen Mensch und Technologie – körpernah, kontinuierlich, quantifiziert, vernetzt und persuasiv – ist für die Ingenieurpsychologie besonders relevant, da sie eine sehr enge Verbindung von Körper und Technik erfordert und spezifische Herausforderungen für die Stärkung der Selbstbestimmung ihrer Nutzer*innen bereithält. Einerseits dienen Aktivitätstracker der erleichterten Selbstreflexion durch Sichtbarmachung von Zusammenhängen, die zuvor verborgen blieben, wie etwa zwischen sportlicher Aktivität und Ruheherzfrequenz. Andererseits sollen Aktivitätstracker die Motivation für körperliche Verhaltensänderungen steigern. Die Nutzung von Aktivitätstrackern bewegt sich also potenziell in einem Spannungsfeld zwischen der Steigerung von Selbstbestimmung durch erweitertes Wissen sowie Aufzeigen von Handlungsoptionen und der Einschränkung der Selbstbestimmung durch persuasive Strategien zur Motivationssteigerung. Dieses Spannungsfeld bedingt neue Ansätze zur Beziehungsgestaltung zwischen Mensch und Trackingsystem. In der empirischen Forschung zur Nutzung von Aktivitätstrackern wird häufig darauf hingewiesen, dass ein Großteil der Nutzenden nach wenigen Wochen oder Monaten den kontinuierlichen Gebrauch beendet. Dieser Befund deutet daraufhin, dass Barrieren existieren, die die Langzeitnutzung unwahrscheinlicher machen. Des Weiteren wird immer wieder über negative Effekte der Trackernutzung berichtet, beispielsweise Stress. Allerdings ist auch bekannt, dass zahlreiche andere Personen ihr Trackingsystem über Jahre hinweg intensiv und erfolgreich gebrauchen. Es lässt sich also in Bezug auf die Nutzungstrajektorien eine bedeutsame Varianz feststellen, die es zu erklären gilt, um Self-Tracking-Anwendungen für diverse Nutzende gewinnbringend zu gestalten. Um diesem Vorhaben gerecht zu werden, ist es unabdingbar zu verstehen, welche individuellen Differenzen in der Gruppe der Nutzer*innen die Interaktion mit dem Aktivitätstracker, insbesondere in Bezug auf motivationale Aspekte, prägen. Dieser Herausforderung stellt sich die vorliegende Dissertation und greift dazu auf etablierte Theorien und Konzepte der Persönlichkeits- und Sozialpsychologie zurück. Da der theoriegeleitete Einbezug von Personenmerkmalen in die ingenieurpsychologische Forschung noch wenig vorangetrieben war, bestand zu Beginn des Promotionsvorhabens die Notwendigkeit, ein Konstrukt zu konzeptualisieren, welches zum einen auf einem stabilen psychologischen Theoriefundament steht und zum anderen spezifisch auf den Kontext der Mensch-Technik-Interaktion zugeschnitten ist. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde aus diesem Grund an der Herleitung der interaktionsbezogenen Technikaffinität (ATI) als kontextspezifische Variante der Denkfreude und ihrer Messbarmachung gearbei-tet. Insgesamt umfassten die Datenerhebungen zur Bestimmung der Gütekriterien der ATI-Skala fünf Datensätze mit über 1500 Teilnehmenden. Das Resultat der Skalenentwicklung ist ein unidimensionales, ökonomisches, reliables und valides Erhebungsinstrument der interaktionsbezogenen Technikaffinität (Artikel 1). Als relativ stabiles Persönlichkeitsmerkmal, das die Motivation zur Auseinandersetzung mit Technik grundlegend beeinflusst, wurde ATI in die folgenden Studien zur Interaktion zwischen Mensch und Aktivitätstracker miteinbezogen. Um die alltägliche, individuelle Mensch-Tracker-Interaktion umfassend zu verstehen und erklären zu können, wie es zu den unterschiedlichen Nutzungsverläufen kommt, müssen verschiedene Phasen der Nutzung untersucht werden. Zunächst ist zu klären, welche Motivatoren Menschen eigentlich dazu veranlassen, mit der Trackernutzung zu beginnen. Weiterhin ist die Nutzungsphase selbst zu beleuchten, um zu beschreiben, wie sich die oben beschriebene, spezifische Form der Trackerinteraktion auf die Nutzungserfahrung und anhaltende Motivation auswirkt und wie sich negative Nutzungskonsequenzen bemerkbar machen. Schließlich sind zum Verständnis der Nutzungstrajektorien die Gründe für den Abbruch zu berücksichtigen, sodass auch die Phase nach der Nutzung relevant ist. Da sich diese Dissertation dezidiert damit beschäftigt, wie sich die Interaktion mit Aktivitätstrackern im Alltag gestaltet, ist die Untersuchung der Nutzung in Stichproben von tatsächlichen bzw. ehemaligen Aktivitätstracker-Nutzer*innen angezeigt. Aus diesem Grund wurden zwei Online-Erhebungen durchgeführt, um ebendiese Stichproben zu erreichen. Das Ziel der ersten Studie (N = 210) war die quantitative Analyse von Nutzungsmotivationen sowie unintendierten, negativen Effekten der Trackernutzung im Alltagsgebrauch. Es zeigte sich, dass das Tracken sowohl zum Selbstzweck (intrinsische Motivation) als auch zur Erreichung eines externen Ziels (extrinsische Motivation) durchgeführt wird und diese Motivationstypen oft gleichzeitig auftreten. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass negative Effekte in Form von Motivationsverlusten in Bezug auf die Trackernutzung und die körperliche Aktivität eine Rolle im Alltag vieler Nutzer*innen spielen. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens dieser Effekte wird teilweise von Personenmerkmalen wie ATI und der Nutzungsmotivation bestimmt (Artikel 2). Die zweite Studie nahm ehemalige Nutzer*innen (N = 159) in den Blick und fokussierte auf die Erfassung der Gründe für den Nutzungsabbruch sowie die Stabilität der Abbruchentscheidung. Die Ergebnisse machten deutlich, dass zahlreiche Nutzungsbarrieren für die Entscheidung, den Tracker abzulegen, ausschlaggebend sind. Außerdem sind die Abbruchentscheidungen oft nicht permanent, was auf eine episodische Trackernutzung hindeutet (Artikel 3). Schließlich wurden wiederum Personenmerkmale und außerdem Interaktionscharakteristika in Betracht gezogen, um die große Varianz hinsichtlich Abbruchgründen und -permanenz zu erklären. Die Analysen offenbarten unter anderem, dass eine episodische Nutzung (d. h. nicht endgültige Beendigung) wahrscheinlicher ist, wenn sich die Nutzungsmotivation durch einen hohen Grad an Selbstbestimmung auszeichnet (Artikel 4). Abschließend betonen die Befunde der Dissertation die zentrale Rolle der wahrgenommenen Selbstbestimmung im Kontext der Mensch-Tracker-Interaktion und geben Anlass für Designrichtlinien, die die Beziehung zwischen Trackingsystem und Nutzer*in mit all ihren gegenseitigen Abhängigkeiten und individuellen Merkmalen berücksichtigen, um so die Selbstbestimmung zu erhalten oder sogar durch vertieftes Selbstwissen zu stärken. / The ongoing permeation of our daily life with digital technologies is particularly evident in wearable devices such as smartphones, which can be accessed at any time. Wearable, connected self-tracking systems such as activity trackers go even a step further. They continuously record movement data and physiological parameters, process them algorithmically and provide quantified feedback to the user, often for behavioral modification. This specific form of interaction between humans and technology – close to the body, continuous, quantified, connected, and persuasive – is particularly relevant for engineering psychology, as it requires a very close connection between body and technology and poses specific challenges for strengthening the self-determination of its users. That is, on the one hand, activity trackers serve to facilitate self-reflection by revealing relationships which were previously hidden, such as the relationship between physical activity and resting heart rate. On the other hand, activity trackers are intended to enhance motivation for physical behavioral changes. The use of activity trackers thus potentially moves in a field of tension between the increase of self-determination through expanded knowledge as well as the identification of behavioral options and the restriction of self-determination through persuasive strategies to increase motivation. This tension requires new approaches to the design of relationships between people and tracking systems. Empirical research on activity tracker usage often highlights that a large proportion of users stop continuous use after a few weeks or months. This finding suggests the existence of barriers that make long-term use less likely. Furthermore, negative effects of tracker use, such as stress, are repeatedly reported. However, it is also known that many other users have enjoyed intensive and successful use of their tracking system for many years. Thus, a significant variance in usage trajectories can be observed, which needs to be explained in order to make self-tracking applications beneficial for diverse users. To meet this goal, it is essential to understand which individual differences in the group of users shape the interaction with their activity tracker, especially with respect to motivational aspects. This dissertation addresses this challenge by drawing on established theories and concepts of personality and social psychology. At the beginning of the dissertation project, the theory-based inclusion of personal characteristics in engineering psychology had not yet been sufficiently advanced. Thus, there was a need to conceptualize a construct which, on the one hand, stands on a stable psychological theoretical foundation and, on the other hand, is specifically tailored to the context of human-technology interaction. For this reason, the conceptualization of affinity for technology interaction (ATI) as a context-specific variant of need for cognition and its measurability took place within the context of the dissertation. In total, the data collection to determine the quality criteria of the ATI scale comprised five data sets with over 1500 participants. The result of the scale development is a unidimensional, economical, reliable, and valid survey instrument of ATI (Article 1). As a relatively stable personality trait that fundamentally influences motivation to engage with technology, ATI was included in subsequent studies of human-activity tracker interaction. In order to comprehensively understand the everyday, individual human-tracker interaction and to be able to explain how the various usage patterns occur, different phases of usage must be examined. First, it must be clarified which motivators actually cause a person to start using a tracker. Furthermore, the usage phase itself must be examined to describe how the specific form of tracker interaction described above affects the usage experience and ongoing motivation, and how negative usage consequences become apparent. Finally, to understand usage trajectories, the reasons for discontinuation need to be considered, hence the post-usage phase is also relevant. Since this dissertation decidedly focuses on the interaction with activity trackers in everyday life, the investigation of actual or former activity tracker users is indicated. For this reason, two online surveys were conducted to assess these actual (former) users. The aim of the first study (N = 210) was to quantitatively analyze motivations for usage as well as unintended, negative effects of tracker usage in daily use. It was shown that tracking is performed both for an end in itself (intrinsic motivation) and to achieve an external goal (extrinsic motivation), and that these motivation types often occur simultaneously. Furthermore, it was shown that negative effects in terms of motivation losses with respect to tracker use as well as physical activity play a role in many users' daily lives. The likelihood of these effects occurring is partly determined by personal characteristics such as ATI and motivation for usage (Article 2). The second study examined former users (N = 159) and focused on the reasons for discontinuing use and the stability of abandonment. The results indicated that numerous barriers to use are decisive for the decision to discontinue tracking. In addition, abandonment decisions are often not permanent, suggesting episodic tracker use (Article 3). Finally, person and interaction characteristics were considered to explain the large variance in abandonment reasons and permanence. The analyses revealed, among other things, that episodic use (i.e., not definitive termination) is more likely when the motivation for usage is characterized by a high degree of self-determination (Article 4). In conclusion, the findings of the dissertation emphasize the central role of perceived self-determination in the context of human-tracker interaction and give rise to design guidelines that take into account the relationship between the tracking system and the user with all its interdependencies and individual characteristics in order to preserve or even strengthen self-determination through deeper self-knowledge.

WHO has set up activity guidelines for children between 0-5 years of age. If children fail to follow the guidelines they risk developing NCD diseases in the future as a consequence. Several children in the age group fail to follow these guidelines all over the world. Adults have used IoT solutions to track and maintain their activity. There have been IoT devices developed for kids but none focus on the age group of 0-5 year old’s. Therefore the objective for this study was to examine how the age group could reach the guidelines for physical activity with the assistance of an IoT device. To study this the goal was to design an application that will assist parents in tracking their children’s activity and giving them suitable exercises. To investigate the subject a theoretical framework was created. It focused on investigating how physicalactivity can be measured, what sensors could be used, how could the data be visualized effectively, what motivates children to move and what research method and data collection methods that could be used throughout the project. The method chosen was the double diamond method which consisted of the stages discover, define, develop and deliver. During the discover phase an interview was performed with a key-informant with expertise in sports medicine and activity tracking with 3-5 yearold’s. A survey was also sent out to parents to investigate the population. In the define phase a concept was formed from the collected data. In the develop stage a Lo-fi Figma prototype was created and tested on both the key-informant and expertswithin UX and/or IT-consulting. The Lo-fi prototype contained graphs showcasing the family’s activity, activities to perform with their child, a reward page were children could gain rewards for activity and much more. The results showed that the rewards system introduced confused the participants and some thought it would berisky to introduce rewards for activity to children. This since they might then only be active for the reward, not for the fun of the activity itself. In the deliver phasea Mid-fi prototype was created from the feedback received through Lo-fi usabilitytesting. The Mid-fi removed the rewards and added a calendar page. At the calendar page the family could plan and wish for activities. The Mid-fi was tested on parents and the results showed that several of them had a hard time finding the wish-list functionality. There were also many participants who wanted to interact with thegraphs to read more specific information. The discussion evaluated the Mid-fi inrelation to the test results and the theoretical framework. Through the analysis it was concluded that improvements can be made for future versions of the prototype. The conclusions evaluated the Mid-fi in relation to the objective and found that the prototype needed further testing with children to conclude if it would be able to help them follow the WHO’s guidelines. It was also concluded that the application would help parents track their child’s movements as many parents would want to use the application and they all understood the used data visualizations. It was lastly concluded that further research with child care practitioners would have to be performed to identify suitable exercises for the children. However, as the app provides a template to sort and recommend activities, it will help parents choose suitable activities for their child when the library has been built up. / WHO har upprättat riktlinjer för fysisk aktivitet för barn mellan 0-5 år. Om barn inte följer riktlinjerna riskerar de att utveckla icke-smittsamma sjukdomar (NCD) i framtiden som en konsekvens. Flera barn i denna åldersgrupp misslyckas medatt följa dessa riktlinjer över hela världen. Vuxna har använt IoT-lösningar för attspåra och upprätthålla sin egen aktivitet. Det har utvecklats IoT-enheter för barn, men ingen av dem fokuserar på åldersgruppen 0-5 år. Därför var syftet med denna studie att undersöka hur åldersgruppen kan följa riktlinjerna för fysisk aktivitet med hjälp av en IoT-enhet. För att studera detta var målet att designa en applikation som hjälper föräldrar att spåra sina barns aktivitet och ge dem lämpliga aktiviteter. För att undersöka ämnet skapades ett teoretisk ramverk. Det fokuserade på att undersöka hur fysisk aktivitet kan mätas, vilka sensorer som kan användas, hur data kan visualiseras effektivt, vad som motiverar barn att röra sig och vilka forsknings- och datainsamlingsmetoder som kan användas under projektet. Den valda metoden var Double Diamond, som bestod av faserna upptäcka, definiera, utveckla och leverera. Under upptäcktsfasen genomfördes en intervju med en nyckelinformant med expertis inom idrottsmedicin och aktivitetsspårning för barn mellan 3-5 år. En enkät skickades också ut till föräldrar för att undersöka populationen. I definieringsfasen formades ett koncept utifrån de insamlade datat. I utvecklings-fasen skapades och testades en Lo-fi Figma prototyp på både nyckelinformantenoch experter inom UX och/eller IT-konsulting. Lo-fi prototypen innehöll grafer som visade familjens aktivitet, aktiviteter att utföra med deras barn, en belöningssida där barn kunde få belöningar för aktivitet och mycket mer. Resultaten visade att belöningssystemet förvirrade deltagarna och vissa ansåg att det skulle vara riskabelt att införa belöningar för aktivitet till barn. Detta eftersom de då kanske bara skulle vara aktiva för belöningen och inte för aktivitetens egen skull. I leveransfasenskapades en Mid-fi prototyp utifrån den feedback som erhölls genom användbarhet-stester av Lo-fi prototypen. Mid-fi prototypen tog bort belöningarna och lade till en kalendersida. På kalendersidan kunde familjen planera och önska aktiviteter. Mid-fi prototypen testades på föräldrar och resultaten visade att flera av dem hade svårt att hitta önskelistefunktionen. Det var också många deltagare som ville interagera med graferna för att läsa mer specifik information. Diskussionen utvärderade Mid-fi pro-totypen i relation till testresultaten och det teoretiska ramverket. Genom analysen konstaterades det att förbättringar kan göras för framtida versioner av prototypen. Slutsatserna utvärderade Mid-fi prototypen i relation till målet med studien och fann att prototypen behövde ytterligare testning med barn för att fastställa om den skulle kunna hjälpa dem att följa WHO:s riktlinjer. Det konstaterades också att applikationen skulle hjälpa föräldrar att spåra sina barns rörelser då många föräldrar ville använda applikationen och alla förstod de använda datavisualiseringarna. Slutligen konstaterades det att ytterligare forskning med barnomsorgspersonal måste genomföras för att identifiera lämpliga övningar för barnen. Men eftersom appen tillhandahåller en mall för att sortera och rekommendera aktiviteter, kommer den att hjälpa föräldrar att välja lämpliga aktiviteter för sina barn när bibloteket byggts upp.