Mobile Sensing

Durch die rasante Entwicklung der Smartphones zu leistungsfähigen Erfassungsgeräten wird Mobile Sensing zunehmend Teil unseres Alltags.

Mobile Sensing ist die Nutzung mobiler Geräte wie Smartphones oder Tablet-Computer zur Erfassung von Daten aus der Umwelt. Beliebte Verbraucher-Smartphones sind mit Sensoren ausgestattet, um eine Vielzahl menschlicher Aktivitäten aufzuzeichnen und häufig auftretende Zusammenhänge aufzudecken. Dies ist besonders nützlich für den Forschungsbereich des Ambulanten Assessments, um den Kontext und die Situation des Teilnehmers zu verstehen.

movisensXS bietet Forschern einen einfachen Zugang zu den Mobile Sensing Features von Smartphones. Die zusätzlichen Erkenntnisse, die durch Mobile Sensing gewonnen werden, fügen den Kontext zu den Fragebogendaten hinzu und können helfen, optimale Interventionszeitpunkte zu bestimmen. Dies ist nützlich für Forscher im Bereich des Interaktiven Ambulanten Assessment.

Die Lösungen von movisens machen Mobile Sensing mit Leichtigkeit realisierbar.


Empfehlungen für valide und reliable Nutzung


Assessment durch Smartphone Nutzung

Die Benutzung des Smartphones durch die Probanden kann in vielen Anwendungsfeldern wichtige Informationen liefern. So lassen sich z.B. das Kommunikationsverhalten einer Person erfassen oder Informationen über Störungen oder Unterbrechungen einer Tätigkeit durch das Smartphone gewinnen. Für diese Anwendungen stehen eine Reihe von Funktionen zur Verfügung, die z.B. die Benutzung von Apps erfassen, eingehende und ausgehende Nachrichten (SMS, Anrufe, Benachrichtigungen) registrieren oder Informationen über die aktuell gehörte Musik sammeln.


Nutzung der integrierten Smartphone-Sensoren

Die im Smartphone vorhandenen Sensoren können für verschiedene Fragestellungen eingesetzt werden. So kann z.B. über den internen Beschleunigungssensor eine grobe Abschätzung der Art der körperlichen Aktivität und der Anzahl der Schritte vorgenommen werden.

Die körperliche Aktivität kann mit einem Smartphone nicht exakt gemessen werden. Smartphone-Beschleunigungsmesssensoren sind nicht sehr genau und unterscheiden sich von Gerät zu Gerät aber auch durch die variierende Trageposition der Smartphones. Um die Beschleunigungsdaten genau zu messen, verwenden Sie bitte einen speziellen Aktivitätssensor wie den Move4 von movisens.


Position Tracking

Die Information über die aktuelle Position einer Person ist eine der wichtigsten Kontextinformationen. movisensXS loggt den Standort auf besonders energieeffiziente Weise. Hierbei werden GPS, WLAN und CELL verwendet, um den Batterieverbrauch zielgerichtet zu nutzen. Während der Ortung erfolgt eine kontinuierliche Aktualisierung der Position mit einer maximalen Geschwindigkeit von 5 s und alle 20 m. Das Tracking geht in einen stationären Zustand über, wenn der Teilnehmer innerhalb von 100 m von einer zentralen Position entfernt bleibt oder 120 s lang keine Aktualisierung des Standorts erfolgt. Dann wird die Verfolgung fortgesetzt, bis der Teilnehmer den 100m-Radius verlässt.


Mobile Sensing für Interaktives Ambulantes Assessment

Die zuvor beschriebenen Möglichkeiten des Mobile Sensing können auch verwendet werden, um die Fragebögen einer Experience Sampling Studie zu einem durch die Situation bestimmten Zeitpunkt auslösen zu lassen (interaktives ambulantes Assessment). So kann z.B. die Nutzung des Smartphones, oder die Position eine Aktion auslösen.

Die Erhebung ist daher sehr genau auf die jeweilige Forschungsfrage abgestimmt, was die Aussagekraft der erhobenen Daten weiter erhöht. Dies wiederum sorgt auch für eine höhere Compliance, da Abfragen sehr präzise ausgelöst und insgesamt weniger Probanden benötigt werden.

Ein typisches Beispiel ist der sogenannte Geofence
Dieses Feature wird ausgelöst, wenn ein definierter Geofence (geographischer Bereich) betreten oder verlassen wird oder die Person sich über einen längeren Zeitraum darin aufhält.


Mobile Sensing für Interaktive Ambulante Interventionen

Die Trigger-Möglichkeiten des Mobile Sensing können auch verwendet werden, um den optimalen Zeitpunkt für eine ambulante Intervention zu bestimmen oder um die Intervention der Situation anzupassen.


Social Sensing

Soziale Interaktionen sind eine häufige Fragestellung in Experience Sampling Studien. Das Mobile Sensing bietet vielfältige Möglichkeiten, Interaktionen mit anderen Leuten zu überwachen (verfolgen). Viele Informationen lassen sich über die Erfassung der Smartphone-Nutzung erhalten, wie z.B. das Kommunikationsverhalten (Anrufe, SMS, Chat-App Nutzung). Mit der Nearby-Technologie kann man feststellen, ob sich ein Studienteilnehmer in der Nähe eines anderen Studienteilnehmers befindet. Und über die EAR-App (Electronically Activated Recorder) können die Gespräche einer Person über die Aufnahme von Audioschnipseln analysiert werden.


Webinar Mobile Sensing

movisensXS bietet Forschern einen einfachen Zugang zu den Mobile Sensing Funktionen von Smartphones. Erfahren Sie alles über die technologischen Möglichkeiten die movisens im Bereich Mobile Sensing und Social Sensing bietet in unserem Webinar.

Beispielstudie: PEZ

Das ZI (Zentralinstitut für Seelische Gesundheit) Mannheim führt die "PEZ Studie" zur Wirkung von Umweltfaktoren auf das Wohlbefinden und die psychische Gesundheit durch. Im Rahmen der PEZ-Studie werden die Zusammenhänge von Umgebungsbedingungen, Alltagsstressoren und Persönlichkeitseigenschaften untersucht, um Mechanismen zu erkennen, die Menschen langfristig widerstandsfähig oder anfällig für psychische Erkrankungen machen. Mit Hilfe mobiler Geräte werden alltägliche Bewegungsmuster auf satellitengestützten Karten ermittelt und mit movisensXS per Smartphone Fragen zur Befindlichkeit im Alltag kombiniert. Die Mobile Sensing Features die in diesem Projekt eingesetzt werden sind Standort (location), Schritte (steps), Aktivitätsklassen (activity types) sowie die Triggerfunktion die bei Veränderungen von Umgebungsparametern (Lärm, Bevölkerungsdichte, Vegetation) ausgelöst wird.


Wissenswertes

Unter Mobile Sensing versteht man die Nutzung der Sensoren eines mobilen Geräts (z.B. Smartphone oder Tablet-Computer) zur Erfassung von Daten aus der Umwelt (Mobile Phone Sensing in Scientific Research; Bo Liu and A. Bulent Koc; 2015).

So können durch den alleinigen Gebrauch eines Smartphones verschiedene Informationen über den Kontext einer Person gesammelt werden. Darüber hinaus ermöglicht Mobile Sensing, Interventionen zeitlich optimal auf den Kontext abzustimmen.

Mobile Sensing-Daten werden im Unisens-Format gespeichert. Lesen Sie hier mehr über das Dateiformat.


Sensoren im Smartphone:



Grenzen von Mobile Sensing

Abgesehen von den weitreichenden Möglichkeiten des Mobile Sensing bestehen aufgrund des diversen Angebots an Smartphones, des Batterieverbrauchs und der Einschränkungen bezüglich des Betriebssystems einige Einschränkungen. Dies kann zu lückenhaften Mobile Sensing Daten führen, vor allem bei der Benutzung von unbekannten, probandeneigenen Smartphones.

  • SIM-Karte erforderlich
  • Android ist sehr offen
  • Batterieverbrauch
  • Android Updates (Verbesserungen des Datenschutzes)

Verfügbare Daten

  • Nutzung der Anwendung
  • Batteriestand
  • Nearby Beacons (Signal geht durch Mauerwerk, erfordert Android 5)
  • Ein/Aus Anzeige bei laufendem Gerät
  • Standort erfordert Internetverbindung (SIM-Karte)
  • Eingehende Benachrichtigungen erfordern Android 4.4
  • Telefonanrufe müssen über Smartphone der Teilnehmer erfolgen
  • SMS müssen über Smartphone der Teilnehmer erfolgen
  • Körperliche Aktivität (mittlerer Qualität)
  • Schritte
  • Musikhören (nicht mit allen Android-Audio-Playern kompatibel)
  • Internet-Nutzung (Datenverkehr)
  • EAR (Datenschutzfragen)

Literatur

Mobile Phone Sensing in Scientific Research; Bo Liu and A. Bulent Koc; 2015.