Figure 5 - uploaded by Kimmo Koskinen
Content may be subject to copyright.
Source publication
This paper presents an evaluation of a context-aware game design and implementation process. The importance of gathering and disseminating context data for context-aware applications is widely recognised. However, developing context-aware applications is a demanding task without proper architecture. The architecture for context-aware applications s...
Context in source publication
Citations
... In that context, a new family of games that has yet to be fully explored are the so-called pervasive games [3], a term that describes any game that mixes elements from the real world in their mechanics, blurring the edges of the "magic circle" -i.e., the perceived boundaries where playing takes place [4]. For that reason, such games have also been called ubiquitous [5], context aware [6], mixed reality [7] or even trans-reality [8]. The main goal is to create higher levels of immersion and, thus, more fun experiences. ...
We present the design process and evaluation of a pervasive, location-based mobile game created to act as an experiment system and allow evaluation of how different design elements can influence player behaviour, using social interaction as a study case. A feasibility study with a group of community dwelling elderly volunteers from the city of Kyoto, Japan, was performed to evaluate the system. Results showed that the choice of theme and overall design of game was adequate, and that elderly people could understand the game rules and their goals while playing. Points of improvement included reducing the complexity of game controls and changing social interaction mechanics to account for situations when there are only a few players active or players are too far apart.
... In this context, a potentially powerful tool that has not yet been widely explored it the novel genre of pervasive games [5], a term that describes any game that blends elements from the real and the virtual worlds, promoting a higher level of immersion, and blurring the edges of the so-called "magic circle" [6], i.e., the perceived boundaries where the game takes place. For that reason, such games have also been referred to as ubiquitous [7], context aware [8], mixed reality [9] or even trans-reality [10]. The fact that several commercial pervasive games-such as Pokémon GO [11], Ingress [12] and Dead Rising 3 [13]-became very popular exploring this kind of proposal illustrates its power to engage large groups of players. ...
... MUPE (Multi-User Application Platform) [12] is a platform for context-aware applications development, focused on rapid prototyping of context-aware games. Relying on a set of devices, it provides several contextual informations that the developer may use to create applications. ...
Blurring the boundaries between the game world and the real world is the purpose of ubigames. This entices a higher level of engagement and immersion among players, an effect of great interest by the electronic game industry. Game engines have been employed by this industry to overcome several challenges and are a well established solution. However, ubigames still lack a solution that handles both the challenges of game development and those faced by ubiquitous computing applications. Here is presented a game engine that helps building such games, providing transparent dynamic integration of heterogeneous devices and technologies for game developers.
... Agile methods [Cockburn 2002;Beck 1999; Agile Alliance: http://www.agilealliance.com], which in recent years have become widespread in the software development industry, have helped in the design of pervasive games [Koskinen and Suomela 2006]. To minimize the risks in the development process, agile software focuses on making software in short iterations. ...
... In our experiments we created location-aware games in 24 hours [Suomela et al. 2004] and context-aware games in one week [Koskinen et al. 2006]. Our focus was to design and implement a game in the given timeframe, which each group managed to do. ...
In this article we discuss various prototyping methods in early pervasive game development. The focus is on pervasive games that are played with mobile phones. Choosing the right prototyping method is crucial in achieving results that can be used for validating or developing further design ideas. In this article we give guidelines that help the selection process and give ideas on methods that can be used in different situations.
We have play-tested pervasive game prototypes using agile software prototype development methods, forum prototypes, and guided paper prototyping methods. We give examples of five pervasive games where these kinds of prototyping methods are used. In concluding, we compare the results and discuss their benefits and disadvantages in the game development process, that is, when the methods should be used and what should be considered when using them.
Introduction
Promoting active lifestyles among older adults can bring drastic benefits for their quality of life. The innovative mechanics of pervasive games – that mix real and virtual worlds – can further engage and motivate elderly people into that goal. Using social interaction as a study case, we designed and evaluated the feasibility of a pervasive game to investigate how game design elements can affect the levels of physical activity of older adults.
Methods
A mobile, location-based pervasive game was developed, and a study with community dwelling elderly volunteers from Kyoto, Japan was performed to evaluate its feasibility as an experiment system.
Results
Participants reported that the theme and visual style of the game was adequate, and that game rules and goals could be easily understood. The game was considered enjoyably challenging and engaging. Further analysis showed that next iterations of the system must pay special attention to the level of complexity of controls, and that new ways to connect players when there are few people playing or when they are too far apart are necessary.
Conclusions
The design allowed to test for variations on pervasive mechanics and was effective to engage elderly people, encouraging further investigation.
The purpose of ubiquitous computing lies on making computation invisible to users eyes. Ubiquitous games, on the other hand, try to embed electronic gaming experience into users lives, blending virtual and real components into the play. This type of games represents a challenge for game designers since they need to know which computing resources can be used to create the metaphors that will lead to new experiences. Reconfigurable games are a subset of such games. Their novelty resides in creating games that self-adapt to changes in the real world, creating an ever changing gaming experience. This paper discusses the concept of reconfigurable games. More specifically, we identify the main characteristics of such games and discuss some of the challenges in their development, focusing on the diversity of interaction capabilities available.
Ubiquitous computing (ubicomp) relies on the computation distributed over the environment to simplify the tasks performed by its users. A smart space is an instance of a ubiquitous environment, composed of a dynamic and heterogeneous set of devices that interact to support the execution of distributed smart applications. In this context, mobile devices provide new resources when they join the environment, which disappear when they leave it. This introduces the challenge of self-adaptation, in which smart applications may either include new resources as they become available or replace them when they become unavailable. Ubiquitous games combine ubicomp and computer game technologies to enrich user's experience and fun. Such games may benefit from different input and output resources offered by mobile devices. To support the development and deployment of ubiquitous games, this work presents the uOS middleware. Using a DSOA (Device Service Oriented Architecture) based architecture and lightweight service discovery protocols, uOS ensures compatibility among resources, providing resource rerouting between heterogeneous and limited software and hardware platforms. The uMoleHunt game is presented to illustrate the practical application of uOS.
In this paper, we discuss using various prototyping methods in early game development. We have playtested pervasive game prototypes using agile software prototype development methods and guided paper prototyping methods. We give examples of four pervasive games where both paper-prototyping and software-prototyping methods are used. We also compare results that have been achieved by testing games with the potential end users of the game and with colleagues or other experts. The benefits and disadvantages of the methods are discussed and their use in the game development process is described, i.e. when the methods should be used and what should be considered when using them.
Context-awareness indicates that a computer system is linked with changes in the real world. Context information can be used for numerous different purposes, but the real break through is still pending. Context information is useful only when it is not static, and hence in desktop computers there is very limited need for context awareness. In mobile phones situation is different. MUPE is an Open Source application platform for creating mobile multi-user context-aware services. It is based on client-server architecture and both server and client are capable context providers. A typical client context would be GPS location or Bluetooth ID. Typical server context would be information like weather or stock market. This paper introduces context-aware services made by professional and non-professional and compares those against each other to point out that context-awareness under MUPE is easily and rapidly utilizable even for non-professionals developers.
A las siguientes generaciones de servicios móviles se les presupone un alto grado de adaptación a la identidad, objetivos, situación física y tecnológica de sus usuarios. Este paradigma de diseño de servicios, que aprovecha el conocimiento del “contexto” de las entidades inmersas en el entorno, y que se considera derivado y habilitador del concepto de computación ubicua, presenta aún numerosos retos tecnológicos, sociales y de negocio para su puesta en operación y posterior generalización de uso. Esta Tesis profundiza en algunos (pocos) de estos (muchos) aspectos. El argumento principal que vertebra todo el trabajo es la gestión cooperativa de las tecnologías - actuales y futuras- de comunicaciones y de sensorización, para la adquisición y razonamiento de parámetros contextuales (especialmente, para la gestión del cálculo de la posición). La creciente penetración de las redes inalámbricas (cada vez con más capacidades de autoconfiguración y mantenimiento) y la miniaturización de los sensores y su integración en el entorno y en los dispositivos de usuario, sugiere que la gestión coordinada de todos los elementos tecnológicos puede mejorar la completitud, fiabilidad, continuidad y disponibilidad de la información contextual, desde el punto de vista de la aplicación que la consume o necesita. Esta Tesis introduce el problema de la gestión cooperativa del contexto a partir de un ejercicio de análisis de evolución de la oferta de servicios móviles en el período 2003- 2008 (Capítulo 2). Gracias a una actividad sistemática de vigilancia tecnológica en tecnologías y servicios móviles, durante los últimos cinco años se ha recogido información mensual de sobre los nuevos servicios móviles, hasta conformar una base de datos que contiene más de setecientas aplicaciones. Los datos se han procesado, primeramente, con el objetivo averiguar cómo es y cómo ha evolucionado la oferta de servicios móviles en los últimos años y, en lo que más directamente concierne a esta Tesis, para estudiar hasta qué punto se incorporan características atribuidas a los servicios contextuales en el diseño de las aplicaciones. En particular, se ha prestado una atención especial a los servicios basados en localización (LBS), que habitualmente combinan el uso de la información de posición con preferencias o pertenencia a grupos. Para ellos, se ha elaborado una taxonomía que permite su evaluación en términos de características funcionales, tecnología y aspectos de negocio. Posteriormente, se ha utilizado una definición “funcional” del concepto de “adaptación al contexto” para analizar el nivel de uso de parámetros contextuales en cada uno de los servicios recogidos en la Tesis. De este análisis se constata un aumento general de las características de personalización (manejo de identidad, perfil, preferencias o pertenencia a grupos) en los servicios móviles, y la aún incipiente combinación de otros parámetros de contexto (posición o información ambiental, conocimiento y gestión recursos cercanos, información de actividad/estado del usuario, etc.). Entre los servicios que presentan un mayor grado de adaptación al contexto, están algunas redes sociales móviles, que coordinan el uso de identidad, preferencias, estado lógico y posición para encontrar amigos o compartir información. Incluso si es evidente que los servicios móviles cada vez presentan más posibilidades de personalización, el mercado aún está lejos de ofrecer servicios “completamente” basados en contexto. Entre los muchos factores que condicionan el desarrollo comercial de este tipo de servicios (modelos de negocio y de coste complejos, o aspectos relacionados con la privacidad, por ejemplo), los tecnológicos y de diseño determinan sin duda el ritmo de generación de los servicios, sus funcionalidades y la consecución de una experiencia de usuario positiva (en términos de calidad de servicio). En este punto, parece que existe una ausencia de metodologías consistentes dirigidas a apoyar el proceso de diseño de los sistemas o aplicaciones contextuales. En vista de esta situación, una de las contribuciones principales de esta Tesis es un marco de análisis funcional que sirva de ayuda durante el proceso de diseño del sistema. El marco de análisis se materializa en una propuesta de arquitectura de fusión de tecnologías multicapa (Capítulo 4), concebida para combinar los datos procedente de diferentes fuentes de contexto para proporcionar a las aplicaciones información suficiente, que optimice el uso de recursos e infiera las decisiones correctas que proporcionen una determinada calidad de servicio. La arquitectura propuesta adapta y amplía la tradicional del Joint Directors of Laboratories (JDL), añadiendo conceptos y funciones específicas para los servicios contextuales. Su objetivo es definir cómo instanciar correctamente una “imagen de contexto” suficiente, una composición lógica de características (posición, temperatura, actividad, etc.) que ofrecen una visión simplificada de la realidad del usuario, de acuerdo a las necesidades de información que la aplicación contextual define. Esta aproximación a la gestión del contexto se fundamenta, además, en varias ideas: - “El contexto como un concepto granular, dinámico y jerárquico”. La recogida e inferencia de la información de contexto es un proceso costoso. Evidentemente, no todas las aplicaciones (o incluso la misma aplicación durante diferentes estados de operación) necesitan la misma información ni el mismo nivel de “precisión” en cada uno de los estimadores que compondrán la “imagen de contexto”. Asumiremos, pues, que el modelado de la información de contexto deberá realizarse de manera jerárquica, relacionando las características que componen la “imagen de contexto” de menor a mayor nivel de abstracción y considerando la precisión con la que debe obtenerse la información en cada nivel. En tiempo de operación, esta aproximación permitirá minimizar el coste de construcción y posterior instanciación de la imagen de contexto en términos de recursos (de infraestructura y de terminal), capturando y procesando sólo la información necesaria. - “La calidad de contexto como un problema de reconocimiento de patrones”. El problema de decisión sobre el contexto se asimila aquí a uno de clasificación, en el que las aplicaciones o sistemas contextuales definen un conjunto de patrones (que pueden ser dinámicos y adaptables), representativos de situaciones o “contextos” de su interés. Dichos patrones se anidarán, considerando su granularidad, para facilitar el proceso de razonamiento posterior. La aplicación buscará obtener una determinada calidad de servicio de cara al usuario final, que dependerá de la probabilidad de recibir la estimación correcta de contexto (resultado del proceso de clasificación) y, en consecuencia, de actuar como el usuario necesita o espera. - “La calidad de servicio como calidad de contexto”. El objetivo final del proceso de fusión es proporcionar a la aplicación suficiente información para tomar una decisión correcta que garantice una determinada “calidad de servicio”. Asumiremos que dicha calidad de servicio es dependiente de la capacidad del sistema de conseguir una cierta “calidad de contexto”. Sobre estas premisas, las operaciones que se detallan en la arquitectura de fusión propuesta se agrupan en tres sistemas funcionales (desglosados en subsistemas): 1) El Sistema de Adquisición de Contexto, que engloba todos los procesos y actividades de sensorización y preprocesado de datos, extracción de características y fusión; 2) El Sistema de Instanciación de la Imagen de Contexto, que incluye las tareas de composición de la imagen, agrupación de características (features) y clasificación, además de funciones de predicción y seguimiento para soporte a la fusión; y 3) Razonamiento y Decisión, que considera las actividades de interacción con el entorno (descubrimiento y gestión de sensores, gestión de comunicaciones, etc.), con el usuario (decisión de la adecuación de la interacción, gestión de perfiles y preferencias, etc.) y con las aplicaciones, para garantizar la realimentación que garantice una cierta “calidad de contexto”. Posteriormente, la arquitectura de fusión se aplica para construir un modelo de fusión dirigido a gestionar la estimación de la posición (Capítulo 5), siempre proporcionando a la aplicación información correcta y suficiente para su operación con un coste mínimo en términos de consumo de recursos de red y de dispositivos móviles. El modelo de fusión propondrá una solución para las condiciones de contorno impuestas, que determinarán la combinación de tecnologías utilizadas y algoritmos. La propuesta pasará por gestionar y emplear cooperativamente, por ejemplo, a) tecnologías multicelulares (por ejemplo, WiFi y Bluetooth) complementaria, competitiva y cooperativamente, b) tecnologías microcelulares (como RFID HF) con otras multicelulares y c) tecnologías multimicrocelulares (motes ZigBee) con tecnologías multicelulares. El diseño de la arquitectura y del posterior modelo ha llevado a implementar una plataforma de servicios de adquisición de contexto (Capítulo 6), denominada CASanDRA (Framework for Managing Context Acquisition Services and Decision and Reasoning Algorithms), cuya misión es aislar el proceso de adquisición de contexto del de funcionamiento de las aplicaciones o sistemas contextuales que lo requieran. En CASanDRA se han integrado interfaces para diferentes sensores y tecnologías (de parámetros ambientales, biométricos y de movimiento), y se han implementado diversos algoritmos de fusión para posicionamiento (sobre WiFi, Bluetooth, RFID HF y ZigBee) siguiendo las directrices del modelo de fusión propuesto. La configuración, estabilidad y capacidad de integración de CASanDRA con diferentes plataformas de provisión de servicios contextuales, se ha probado con el diseño e implementación de propuestas concretas en dos entornos de aplicación (Capítulo 7): un prototipo desplegado en una feria de muestras y un sistema piloto de provisión de servicios asistenciales en el hogar, dirigidos a personas de edad avanzada. Ambas experiencias han servido para realimentar tanto la arquitectura y el modelo de fusión como el de la plataforma de adquisición, experimentar los problemas de diseño de los servicios contextuales y ahondar en el desarrollo de algunas ideas de aplicación. Los servicios móviles actuales aún están lejos de implementar los conceptos teóricos de adaptación al usuario y a su circunstancia y entorno sin requerir la continua intervención de éste. Esta Tesis propone encarar el problema del diseño de sistemas y aplicaciones basadas en contexto como uno de fusión de sensores, en el que es necesario definir cómo coordinar la adquisición de contexto a partir de fuentes heterogéneas. Siguiendo esta línea de trabajo, se ha propuesto un modelo de fusión funcional, que ha sido parcialmente demostrado con la implementación de CASanDRA. La aproximación de fusión en capas hace posible incluir el concepto de “calidad de contexto” como elemento regulador del proceso de adquisición, para garantizar que la aplicación satisface sus necesidades informativas, al mismo tiempo que se optimiza el consumo de recursos. Este aspecto es fundamental si se tiene en cuenta que, en un futuro, varias (quizás muchas) aplicaciones basadas en contexto con diferentes “misiones” y por ende, con diferentes necesidades informativas, podrán coexistir sobre la misma infraestructura, e interaccionar con el usuario a través del mismo dispositivo. El sistema de gestión subyacente deberá gestionar el proceso de adquisición para proporcionar a cada aplicación la información que necesita (ni más, ni menos), con el fin de optimizar su funcionamiento y, como consecuencia, la experiencia de usuario.
