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基于活动的设计
Peter Boslash;gh Andersen
摘要在许多类型的活动中，交流和物质活动是如此地相互交织，以至于一个人如果不把别人考虑在内的话就很难被他人理解。海上和医院的工作就是活生生的例子。活动的空间背景也很重要：你能做什么取决于你在哪里。最后，人与自动化机械交替在活动中扮演某些角色：有时由船员保持航向，有时靠自动驾驶仪。这样的活动，需要我们重新思考人的交流和行动通讯工具之间，人类参与和无人类参与的活动之间，活动及其时空背景之间的传统对立。随着普适技术的出现，我们的工作和生活空间嵌入了主动或被动系统，给我们提供服务，把重新高度重视这些基本对立的需要列入研究议程。本文提出了一种一致的框架，称为栖息地的理解交流、物质活动及其相互作用，为了了解活动如何可以关联到物理环境，以及了解人类和机器如何在一个在活动中相互替换。它也给出了一个如何使用设计框架的例子。
欧洲信息系统杂志(2006) 15, 9–25.
关键词：活动；栖息地；语义角色；普适计算
目的
本文的目的是开发一种设计为导向，活动与物理空间相关联为基本概念的符号。背景是一个依靠丹麦人机交互中心提供技术支持的海上项目。海洋领域的特点是：（1）人类活动和自动系统是混合的，他们有规律地互相替换，（2）交流行为和物质行为是相互交织的，以及（3）参与者在物理空间中的位置决定了他行为的可能性。这里是几个例子：（1）船员手动控制在港船舶的航线及速度，当我们远离陆地这些任务逐步下放给自动设备；（2）桥梁工作同时包括对船的物理操作，船员之间、船舶之间的通信，以及船舶交通服务；以及（3）为了在码头获得更好的观察视角，靠泊船舶的活动往往移到桥翼进行。关于最后一点的另一个例子，在移动医院工作的调查（Bardram amp; Bossen，2005）中，作者列出医院病房活动的四个主要原因，其中一个是特殊化的场所。活动的目的是lsquo;合理配置人员，场地，资源并产生作用rsquo;（ Bardram amp; Bossen, 2005,P151；类似的例子出现在Brynskov amp; Andersen，2004）。
随着无处不在的计算机推算的出现，这种环境设置的相关性增加了，将活动、人工产物和空间更加紧密地整合在一起。这些技术设备分布在空间中和/或连接到移动物体和人体，被打造成为我们日常生活的一部分。环境敏感型设备证实了我们的活动与特定情境有关这一事实：
典型的例子是护士放在病床托盘上的药盘。ABC系统感知到护士、药盘和病人的靠近，推断EPR系统应给特定病人重新配置给药方案,并像护士一样工作。病症的出现等活动可以传送到护士周围的设备，活动执行不应该是自动的（Christensen等人，2004，P5）。
本文的目的是提出一个概念框架，（1）允许我们把活动当作第一类实体对待，（2）在交流活动和物质活动、人和自动系统之间建立明确的联系，（3）允许我们绑定（部分）活动的时间和地点，和（4）在一个面向对象的框架中提出可行的方法。
论文组织如下。下一节描述了解决上述问题的方法，并指出栖息地方式的特点。受语言学的启发，最后两节给出了语言规范。倒数第二节讨论活动、行为、角色和参与者的概念，最后一节介绍了栖息地的概念，支持一系列特定活动的时空间，并在活动参与者需要的基础上给出一种融合栖息地功能的方式。
前期工作
在这一节中，我们描述了处理上述四个要求的前期尝试。首先，我们讨论个性化设计为导向的方法。然后，我们评估更大的理论框架。
设计为导向的方法
Bardram（2004，2005，2006）描述了支持流动医院工作的普适工具。研究引用了活动理论（见下文），基于主体（用户）在特定时空背景下使用混合介质（物质，工具）改变工作对象的想法。一个主要的想法是活动在系统中必须明确地体现出来：
用户活动成为被较好展示的第一类实体，并且活动本质上是协作的，把单用户活动看作只有一个参与者的协作活动（Bardram，2004，P166）。
Moran（2005）提出了类似的解决方案：
我们假设有把活动明确作为计算结构的必要并为此提供支持它的基础设施（Moran 2005，P2）。
Moran的动机不止是与普适性技术相关联，而是根据一般的观察，我们往往在活动中组织工作，而这种组织机构不是靠现有软件支持的。在Moran的模型里，活动包含了饰演不同角色的lsquo;演员lsquo;；此外，还包括人造物、工具和子活动。
Bardram和Moran提出一个让用户启动、暂停、恢复、结束、进入和离开活动的动态模型。一方面，这样的模型可以展示给用户当前阶段的活动所需要的资源；另一方面，可以帮助用户计划和反思他们的活动。
Kristensen（2002，2003）以同样的方式认为，联系应该是普适应用的第一类实体，并指出这可能会在传统的面向对象的设计中产生一个问题：人们倾向于将物体作为对象，将活动部分作为对象的处理方法。这破坏了活动本身，因为它被分配给了参加活动的对象。
下面的例子证明了他的观点，两艘船在商议如何能够保证彼此通过。通过VHF（甚高频无线电）交流，相向而行时可以选择右舷对右舷或左舷对左舷以保证通过，同向超越时则要保证左舷与右舷相对（见表1）。
表1 关于两船相遇的协商。
该活动包含了呼叫，确认，推荐路线，接受以及拒绝提议。这种方法是互相依赖的；例如，提出一个建议之前你要呼叫，接受或拒绝的前提是建议已经提出。然而，这些依赖关系隐藏在方法之中，不像图1和图2所示的那样明确。UML（统一建模语言）提供了建模的合作对象之间的抽象联系，但如果不使用特殊的设计方式，他们便不会明确展现在程序中（Gamma等人，1995）。
图1 两艘船经过。
图2 方法之间的隐式依赖关系。
与Moran一致（2005），Kristensen认为，一个代表合作参与者的对象应该与表示其角色的对象联系起来，同时它又被链接到联系本身。
因此，活动–角色–参与者模式在这些方法中重现。Herrmann等人特别强调角色-要素模式（2004），并调查了一个基于网络的、合作学习环境的使用。他们认为，在这样的应用中支持管理角色是有帮助的。
在ORM模型（对象-角色管理方法；Halpin，1996，1998）中也使用了角色这一概念。ORM模型（Halpin，1998）是一种替代传统的实体关系、面向对象建模的方法，由扮演不同角色的对象组成。它专注于数据库，设计和质询，并具有较强的形式属性，例如，向ER/OO/ SQL的正式转化。根据Halpin（1996）的观点，它只能管理一个模型的静态特性（虽然各种ORM的扩展已经被提出用于工序流程和项目建模中），但由于Moran、Bardram和Kristensen所提到的原因，我们需要描述活动的执行，同时将定义一种动态模型（参见Baelig;kgaard，2001）。
可能我们在谈论活动时使用了一小部分的角色造就了角色概念的吸引力，至少这是语义角色学的理论主张。这一理论开始倒退直到Fillmore（1968，1977）使其焕发新生。对于这一理论的总结可以参见Blake（2001）。语义角色的技术应用在Jurafsky amp; Martin（2000）中有相关讨论，在Valin amp; LaPolla（1997）中则有对于该理论的批判。Sowa（2000）在他的概念图中采用了语义角色，把它作为一种知识说明语言。
作为术语，语义角色不应该与句法角色混淆。常见的句法角色，如宾语、直接宾语、间接宾语，指的是在句子中的短语的行为：哪一个作为介词使用？哪一个要使用语调？短语放在哪里了？他们怎么能放在其他位置？与此相对，语义角色表示的是参与者在活动中的关系：例如，行为主体是发起和管理活动的积极参与者，而行为受体是经历最大变化的被动参与者。
表1中的例子说明了这个概念：两艘飞船相互经过，这一活动由两个动作组成：
1.船A在时间T左舷对左舷或右舷对右舷经过船B。
2.船B在时间T以同样的方式经过船A。
在（1）中，船A扮演行为主体的角色，因为它发起并控制该动作，但是一定不能撞上船B。“右舷对右舷或左舷对左舷”描述了一种可以执行动作的方式。在（2）中，船B是行为主体，同样不能撞上船A，解决方式是相同的。
使用语义角色理论有两个优点：它为活动中的所有元素提供了统一的描述，参与者、介质、空间和时间。如果将语义角色作为数据结构，它将使活动可以被描述，从而可以被理解，比较类似的说法参见Parunak（1995）提出的在指定的计算行为主体中使用语义角色。另一个优点是链接规则，它将语义角色与句法角色联系起来，从而形成完整的句子（参见Andersen，2004b）。
语义角色是构建本文的两大基础之一。另一个概念是下面介绍的符号概念。
根据上面的第三项要求，我们希望能够将（部分）活动与具体的时间和地点绑定，这产生了两个问题：什么是我们所说的“地点”，活动被地点“约束”是什么意思？Harrison amp; Dourish（1996）将空间和位置两个概念进行了区分。rsquo;空间是世界的结构；它是一个三维环境，是物体存在和事件发生的地方，而且在这里它们具有相对的位置和方向lsquo;（Harrison amp; Dourish，1996，P2），而rsquo;地点是一个对合适的行为给予理解的空间lsquo;（Harrison amp; Dourish，1996，P3）。空间提供了创造地点的机会和限制。规范我们行为的是地点而不是空间，例如，防止我们在会议坐席上跳舞。Harrison amp; Dourish（1996）倾向于通过假设虚拟空间不足的地点，将空间和地点分离；Brown amp; Perry（2002）对此持批评态度，正如他们所说，即使他们是在虚拟数字世界工作，用户仍然在（物理空间中）他们的计算机旁。“地点”的概念与Giddens（1995）中“场所”的概念一致，并且与Gibson（1986）中“功能支持”的概念有较强的联系。Gibson声称，我们感知的不是物理空间，而是为我们提供行为可能性的地点。因此，当我们看见一把椅子，我们看到的是我们可以坐上去的东西，而不是一个特殊的几何物体。
我们用“二创”理念，“符号”概念，来描述空间与地点的关系。符号代表了表现形式（有时称为“能指”），被表达者（有时称为“所指”），以及演绎（例如，对符号的反应）之间的关系。所有这三个要素必须在符号中有所体现。如果让空间来扮演能指，地点扮演所指，恰当的行为扮演演绎，然后我们才能渐渐接受Brown amp; Perry地点不应该脱离空间的观点，因为没有空间就没有代表地点的能指。因此简单的说，地点是被解释的空间，也是行为机会和约束的演绎。例如，车道和人行道之间的物理区别是，它们分别是汽车和行人使用的地方。行为约束包括了道路交通法则中所描述的行为。借助于语义角色，活动和地点之间的精妙约束被表现出来，地点、参与者、人工产物和信息源可以参与场所中的活动。例如，人类可以作为人行道上的活动主体，而汽车不可以。关于地点以及地点与活动之间的约束的构想在第四节被称为栖息地。
理论与团体
在这一节中，我将讨论三个以活动，角色，参与者和交流等概念为焦点的理论/团体。
语言行为观点（LAP）团体受到John Searle和Juuml;rgen Habermas在交际行为方面研究的启发。Winograd amp; Flores（1986）关于产品设计的方法对于团体来说是一个启示。LAP基本上把IT（信息技术）的使用作为言语行为技术的实践。言语行为的概念也是本文的核心，但我们需要通过扩展使其涵盖非交际性的lsquo;物质rsquo;行为以及二者之间的关系。LAP团体强调了交际类型，但在一定程度上未能意识到，在实际工作过程中交际行为与物质行为是相互交织的。因此，有必要建立一个集成二者的综合性理论（Goldkuhl，2001）。对交际行为的倾向可以在Dietz（2003）所描述的演示方法中看到。Dietz提供了一个精心细化的交际行为类型（请求，承诺，下降，退出，陈述，接受），但只对极少数物质行为进行了区分。原因是，技术系统被视为一种社会系统，并以这种方式被理解。交际行为因此作为物理过程的一种隐喻，但没有论据来支持这个观点。另一个难点，在演示中同样引人注目，来自Winograd amp; Flores（1986）：会话模式往往是在时间方面的描述，一个行为发生在另一个行为之前或之后，就像在一个有穷状态自动机。在本文中，我将提出一个更详细的分析，介绍参与一个活动如何影响参与者参加其他活动的能力，权利，需求及义务。因此，活动之间的依赖关系与参与活动对个人产生的组织或个体影响有关。此外，因为没有任何理由认为物理系统像社会系统一样运作，我提出了一个介于以上观点之间的框架。
活动理论：活动理论来源于二十世纪初苏联人Vygotsky和他的学生发展的辩证唯物主义心理学。活动理论超越了流行的人-机二分体，坚持在人类活动中采用文化和技术上的解决措施。因此，分析的单位包括技术产物和文化组织，活动理论的核心比过去人机交互( HCI )研究的核心关注的更广泛（Boslash;dkeramp;Andersen，2005）。但活动理论似乎遇到了与LAP团体相反的问题：它强调主体运用工具来改变一些客体的物质活动；最近，口语和书面语已经开始扮演活动理论分析的工作介质，而对其媒介作用的探讨是有限的（Wells，2002）。本论文
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