Abstract This research provides a glimpse into the fast-evolving world of mobile technology and maybe even faster evolving world of communities. The communities of this research are about voluntary activities, centered around an interest or hobby, and are technologically mediated. Traditionally they have used computers for their communication and collaborative activities, but the advances of mobile technology as well as its availability are seen to offer novel opportunities for them. The premise of this research is seeing technology as basis for supporting new ways of interactions, through responding to user needs, hence leaning on the tradition of human-computer interaction and user-centered design. The research comprised of an extensive literature review geared toward understanding of these new forms of communities and their technology, as well as toward understanding how to design for them. Both supported case-study approach of this study, which addressed the designing for virtual stable community and birdwatcher community, and resulted in a concept of a dedicated mobile device (for the virtual stable community), and understanding of the importance of integrated technologies (for the bird watcher community). These results were further developed into new propositions for design criteria, overall providing a fresh perspective toward designing mobile technology. Within this research, design was seen as a social activity, where participants communicate and share their knowledge. Getting relevant, appropriate and useful knowledge from users was therefore imperative for this research. Towards this end, a new online method for user involvement called web based storytelling was developed. Furthermore, emphasis was placed on understanding the concept design process with concepts and theories from knowledge management. The nature of knowledge (tacit/explicit and context-specific) as well as knowledge processes of users and designers and their linkages were introduced and systematically used and interpreted toward improving the concept design process. / Tiivistelmä Tämä tutkimus tarjoaa katsauksen mobiiliteknologian nopeasti kehittyvään maailmaan ja ehkä vielä nopeammin kehittyvään yhteisöjen maailmaan. Tutkimuskohteena ovat vapaaehtoiset harrasteyhteisöt. Perinteisesti nämä yhteisöt ovat käyttäneet tietokoneita ja Internettiä toimintaansa, mutta uudet mobiilit laitteet ja niihin liittyvät teknologiat tarjoavat heille mielenkiintoisia mahdollisuuksia. Tutkimuksen lähtökohtana ovatkin uuden teknologian tarjoamat mahdollisuudet yhteisöjen jäsenille ja näiden käyttäjälähtöinen suunnittelu. Tutkimuksessa esitetään laaja kirjallisuuskatsaus sekä uusien yhteisöjen ja niiden teknologioiden ymmärtämiseen, että konseptisuunnitteluprosessin käyttäjälähtöisyyteen. Niiden avulla suoritettiin case-tutkimus, jonka tuloksena syntyi mobiililaitteen konseptiversio virtuaalitalliyhteisölle ja kuvaus kommunikointiteknologioiden integroinnista lintubongariyhteisölle. Nämä jalostuivat mobiiliteknologian konseptisuunnittelua ohjaaviksi kriteereiksi, mitkä tuovat uutta, yhteisöllisyyttä korostavaa näkökulmaa suunnitteluprosessiin. Suunnitteluprosessi käsitettiin tässä tutkimuksessa sosiaalisena toimintona, missä osallistujat kommunikoivat ja jakavat sekä tietojaan että tietämystään. Tarvittavan, oikean ja hyödyllisen käyttäjätiedon merkityksellisyys tutkimuksessa tuotti yhtenä tutkimuksen tuloksena uuden käyttäjätutkimusmenetelmän (verkkopohjainen tarinankerronta). Kaikenkaikkiaan tutkimuksen kantavana voimana oli tietopohjainen lähestymistapa suunnitteluprosessiin, mikä tarkoitti suunnitteluprosessin ymmärtämistä tietojohtamisprosessina ja tulkitsemista tietojohtamisen käsitteiden kautta. Tiedon ominaisuuksien (hiljainen/eksplisiittinen ja kontekstisidonnaisuus) sekä käyttäjien ja suunnittelijoiden tietoprosessien yhteyksien systemaattisen käytön nähtiin parantavan konseptisuunnitteluprosessia.

Abstract The popularity of social networking services emphasises the importance of user communities. As the next evolutionary step, social networking will evolve towards user communities that are dynamically established according to contextual aspects such as the shared location and/or activities of people. In this vision, distributed peer-to-peer (P2P) technologies provide a respectable alternative to the centralised client-server technologies for implementing the upcoming community-centric mobile services. This thesis focuses on the development of enabling techniques and methods for a community-centric mobile service environment and on the evaluation of users’ perceptions and user acceptance of novel community-centric mobile services. The research was carried out by first examining the applicability of different P2P system architectures for implementing the management of user communities. Next, an experimental prototype of a community-centric mobile service environment was implemented. The experimental prototype was used for evaluating the performance of the community-centric mobile service environment and for conducting the user studies of novel community-centric mobile services. The evaluation was conducted in a real deployment environment with test users. The main results are the following: (1) a conceptual analysis of the advantages and disadvantages of P2P group management systems that are implemented using architecturally distinct P2P system architectures; (2) a performance evaluation of a P2P community management system, in which each community is implemented as an independent structured P2P overlay network; (3) a novel community-centric mobile service environment and its core component, a mobile middleware, which enables the use of P2P technologies and context information as part of Web-based applications running on a Web browser; (4) an evaluation of users’ perceptions and user acceptance of novel community-centric mobile services that are related to making a selection of an entertainment premise based on its music style and voting for music in a user community. / Tiivistelmä Käyttäjäyhteisöiden tärkeys on korostunut sosiaalista verkottumista edistävien palveluiden suosion kautta. Seuraavaksi sosiaalinen verkottuminen tulee laajentumaan yhteisöihin, jotka perustetaan dynaamisesti muun muassa ihmisten yhteisen sijainnin ja/tai toiminnan perusteella. Tulevaisuuden yhteisöllisten mobiilipalveluiden toteutuksessa hajautetut vertaisverkkoteknologiat tarjoavat varteenotettavan vaihtoehdon keskitetyille asiakas-palvelin -teknologioille. Tämä väitöskirjatyö keskittyy kehittämään tarvittavia tekniikoita ja menetelmiä yhteisöllisen mobiilipalveluympäristön toteuttamiseen sekä arvioimaan käyttäjien kokemuksia uusista yhteisöllisistä mobiilipalveluista. Tutkimuksessa tarkasteltiin aluksi arkkitehtuurillisesti erilaisten vertaisverkkojärjestelmien sopivuutta käyttäjäyhteisöjen hallinnan toteutettamiseksi. Seuraavaksi tutkimuksessa toteutettiin kokeellinen prototyyppi yhteisöllisestä mobiilipalveluympäristöstä. Kokeellista prototyyppiä hyödynnettiin sekä yhteisöllisen mobiilipalveluympäristön suorituskyvyn että uusien yhteisöllisten mobiilipalveluiden käyttäjäkokemuksen arvioinnissa. Arviointi suoritettiin aidossa käyttöympäristössä testikäyttäjien avulla. Väitöskirjatyön keskisimmät tulokset ovat seuraavat: (1) käsitteellinen analyysi arkkitehtuurillisesti erilaisten vertaisverkkojärjestelmien vahvuuksista ja heikkouksista ryhmänhallintajärjestelmän toteuttamisessa; (2) sellaisen yhteisönhallintajärjestelmän arviointi, jossa jokainen yhteisö on toteutettu erillisen ja itsenäisen rakenteellisen vertaisverkon avulla; (3) uusi yhteisöllinen mobiilipalveluympäristö, jonka keskeisin osa mobiili välikerrosohjelmisto mahdollistaa vertaisverkkoteknologioiden ja kontekstitiedon käyttämisen selaimessa toimivissa Web-sovelluksissa; (4) sellaisten uusien yhteisöllisten mobiilipalveluiden käyttäjäkokemuksen arviointi, jotka liittyvät vapaa-ajan viettopaikan valitaan musiikin perusteella ja soitettavan musiikin äänestämiseen käyttäjäyhteisöissä.

Abstract Chronic conditions are the leading cause of death in the world. Major improvements in acute care and diagnostics have created a tendency towards the chronification of formerly terminal conditions, requiring people with these conditions to learn how to self-manage. Mobile technologies hold promise as self-management tools due to their ubiquity and cost-effectiveness. The delivery of health-related services through the use of mobile technologies (mHealth) has grown exponentially in recent years. However, only a fraction of these solutions takes into consideration the views of relevant stakeholders like healthcare professionals or even patients. The use of behavioral change models (BCM) has proven important in developing successful health solutions, yet engaging patients remains a challenge. There is a trend in mHealth solutions called gamification that attempts to use game elements to drive user behavior and increase engagement. As it stands, designers of mHealth solutions for behavioral change in chronic conditions have no clear way of deciding what factors are relevant to consider. This doctoral thesis is framed in Consumer Health Informatics within the field of Medical Informatics and Information Systems. The focus of this work was to discover factors for the design of mHealth solutions for chronic patients; to do so, negotiations between medical knowledge, BCM and gamification were explored through an embedded case study research methodology. The data obtained was thematically analyzed to create the Model for Motivational Mobile-health Design for Chronic conditions (3MD). The 3MD model guides the design of condition-oriented gamified behavioral change mHealth solutions. The main components are: 1) Condition specific, which describe factors that need to be adjusted and adapted for each particular chronic condition; 2) Motivation related, which are factors that address how to influence behaviors in an engaging manner; and 3) Technology based, which are factors that are directly connected to the technical capabilities of mobile technologies. 3MD also provides a series of high level illustrative design questions for designers to use and consider during the design process. The work on this thesis addresses a recognized gap in research and practice, and proposes a unique model that could be of use in the generation of new solutions to help chronic patients. / Tiivistelmä Krooniset sairaudet ovat maailman yleisin kuolinsyy. Akuutissa hoidossa ja diagnostiikassa on tapahtunut merkittäviä parannuksia, ja aikaisemmin kuolemaan johtaneista sairauksista on tullut kroonisia ja ihmisten on opittava hallitsemaan niitä itse. Mobiiliteknologiat tarjoavat mahdollisuuksia sairauksien itsehallintaan, koska teknologiaa on yleisesti saatavilla ja se on kustannustehokasta. Terveyspalvelujen tarjoaminen mobiiliteknologian avulla on lisääntynyt huomattavasti viime vuosina. Kuitenkin vain murto-osa näistä ratkaisuista ottaa huomioon sidosryhmien, kuten terveydenhuollon ammattilaisten ja jopa potilaiden, näkemykset. Käyttäytymismuutosmallit ovat osoittautuneet tärkeiksi kehitettäessä onnistuneita terveysratkaisuja, mutta potilaiden osallistaminen kehittämiseen on yhä vaikeaa. Pelillistäminen on mobiilien terveysratkaisujen suunnittelutrendi, ja pelielementeillä pyritään vaikuttamaan ihmisten käyttäytymiseen ja sitoutumiseen. Mobiilien terveyssovellusten suunnittelijoilla ei ole selkeää näkemystä siitä, mitkä sovellustekijät vaikuttavat merkittävimmin kroonisissa sairauksissa sairastavien potilaiden käyttäytymisen muutokseen. Tämä väitöskirja tarkastelee kuluttajille suunnattua terveysteknologiaa, joka hyödyntää lääketieteellistä informatiikkaa ja tietojärjestelmätieteitä. Työn tavoitteena oli selvittää kroonisia sairauksia sairastaville potilaille tarkoitettujen mobiilien terveyssovellusten suunnitteluun liittyviä tekijöitä. Tämän vuoksi lääketieteen tietämyksen, käyttäytymismuutoksien mallien ja pelillistämisen yhdistämistä tutkittiin sulautetun tapaustutkimuksen avulla. Saatuja tietoja temaattisesti analysoimalla luotiin kroonisia sairauksia varten motivoivan mobiilin terveyssovelluksen suunnittelumalli (3MD = Model for Motivational Mobile-health Design). 3MD-malli ohjaa sairauksien hallintaan tarkoitettujen pelillistettyjen ja käyttäytymismuutoksiin tähtäävien mobiilien terveyssovellusten suunnittelua. Mallin pääkomponentit ovat: 1) Sairautta kuvaavat tekijät, jotka kuvaavat tekijöitä, jotka on mukautettava ja sovitettava kullekin krooniselle sairaudelle. 2) Motivaatioon liittyvät tekijät, jotka vaikuttavat innostavasti käyttäytymiseen. 3) Teknologiaan perustuvat tekijät, jotka liittyvät suoraan mobiiliteknologian teknisiin ominaisuuksiin. 3MD tarjoaa myös havainnollisia suunnittelukysymyksiä, joita suunnittelijat voivat käyttää ja pohtia suunnitteluprosessin aikana. Tämä väitöskirja käsittelee yleisesti tunnistettua puutetta tutkimuksessa ja suunnittelukäytännössä ja esittelee ainutlaatuisen mallin, josta voi olla hyötyä uusien ratkaisujen luomisessa ja kroonisia sairauksia sairastavien potilaiden auttamisessa.