• No results found

Metafordriven konceptdesign för drönare i räddningsinsatser

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Metafordriven konceptdesign för drönare i räddningsinsatser"

Copied!
54
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Linköpings universitet | Institutionen för datavetenskap Kandidatuppsats, 18 hp | Kognitionsvetenskap Vårterminen 2020 | LIU-IDA/KOGVET-G--20/007--SE

Metafordriven konceptdesign för

drönare i räddningsinsatser

Johanna Lindberg

Handledare: Mattias Arvola Examinator: Arne Jönsson

(2)

Upphovsrätt

Detta dokument hålls tillgängligt på Internet – eller dess framtida ersättare – under 25 år från publiceringsdatum under förutsättning att inga extraordinära omständigheter uppstår.

Tillgång till dokumentet innebär tillstånd för var och en att läsa, ladda ner, skriva ut enstaka kopior för enskilt bruk och att använda det oförändrat för ickekommersiell forskning och för undervisning. Överföring av upphovsrätten vid en senare tidpunkt kan inte upphäva detta tillstånd. All annan användning av dokumentet kräver upphovsmannens medgivande. För att garantera äktheten, säkerheten och tillgängligheten finns lösningar av teknisk och administrativ art.

Upphovsmannens ideella rätt innefattar rätt att bli nämnd som upphovsman i den omfattning som god sed kräver vid användning av dokumentet på ovan beskrivna sätt samt skydd mot att dokumentet ändras eller presenteras i sådan form eller i sådant sammanhang som är kränkande för upphovsmannens litterära eller konstnärliga anseende eller egenart.

För ytterligare information om Linköping University Electronic Press se förlagets hemsida http://www.ep.liu.se/.

(3)

Copyright

The publishers will keep this document online on the Internet – or its possible replacement – for a period of 25 years starting from the date of publication barring exceptional circumstances.

The online availability of the document implies permanent permission for anyone to read, to download, or to print out single copies for his/hers own use and to use it unchanged for non-commercial research and educational purpose. Subsequent transfers of copyright cannot revoke this permission. All other uses of the document are conditional upon the consent of the copyright owner. The publisher has taken technical and administrative measures to assure authenticity, security and accessibility.

According to intellectual property law the author has the right to be mentioned when his/her work is accessed as described above and to be protected against infringement.

For additional information about the Linköping University Electronic Press and its procedures for publication and for assurance of document integrity, please refer to its www home page: http://www.ep.liu.se/.

(4)

Förord

Jag vill ge ett stort tack till min handledare, Mattias Arvola, som varit till stor hjälp under det här arbetet. Tack för all vägledning och all den tid du har lagt till att läsa, försöka förstå hur jag tänker och hjälpa till för att leda in mitt arbete på rätt spår. Jag vill också tacka dig och Oscar Bjurling för att jag fått ta del av ert projekt och att ni bidragit med en stor inspirationskälla till detta arbete. Till sist vill jag också tacka min opponent, Isabella, som fått mig att tänka till och reflektera över mitt arbete på sätt som jag inte tidigare tänkt på, samt min examinator, Arne Jönsson.

Johanna Lindberg 2020-06-05

(5)

Sammanfattning

Drönare blir alltmer etablerat i samhället, och används idag av både privatpersoner och företag. Detta beror till stor del på de fördelar som drönare ger oss människor samt att de kan appliceras inom ett flertal användningsområden; allt från fotografering till räddningsuppdrag. Det här arbetet syftar till att undersöka hur en grupp med drönare skulle kunna arbeta tillsammans i en räddningsinsats. Det görs genom att utforska metaforerna svärm, lag och flock, och hur dessa kan appliceras på drönarna samt vilka designkonsekvenserna av detta blir.

Arbetet är en fallstudie inom interaktionsdesign, och en språklig analys utfördes för att utforska metaforerna för att sedan i konceptuell design utforska vilka konsekvenser detta får. Ett individuellt arbete samt en workshop utfördes för att generera konceptidéer, vilket resulterade i en syntes mellan metaforerna lag och flock. Av arbetet kan slutsatsen dras att en ledare anses vara avgörande för att drönargruppen ska arbeta så effektivt och strukturerat som möjligt.

(6)

Innehållsförteckning 1. Inledning ... 1 1.1. Syfte ... 3 1.2. Avgränsningar ... 3 2. Teoretisk bakgrund ... 4 2.1. Svärmar ... 4 2.2. Lag ... 5 2.3. Flockar ... 6 2.4. Konceptuella metaforer ... 7 2.5. Blending theory ... 9 3. Metod ... 12 3.1. Språklig analys ... 12 3.2. Konceptuell design ... 12 3.2.1. Synectics ... 12 Individuellt synectics-arbete ... 14 Workshop ... 15 3.2.2. Konceptskissning ... 16

Konceptvärdering med värderingsmatriser ... 16

Syntes och presentation av koncept ... 16

3.3. Etik ... 17

4. Resultat ... 18

4.1. Språklig analys – konceptuella metaforer ... 18

4.1.1. Svärm ... 18 4.1.2. Lag ... 19 4.1.3. Flock ... 20 4.2. Genererade idéer ... 20 4.2.1. Konceptskisser ... 21 4.3. Konceptvärdering ... 30

(7)

4.4. Presentation av koncept ... 33

5. Diskussion ... 37

5.1. Metoddiskussion ... 39

5.2. Framtida forskning ... 40

(8)

1. Inledning

Tekniken idag utvecklas ständigt för att anpassas till oss människor och för att effektivisera vår vardag och vårt arbete. Något som etableras mer och mer i samhället är obemannade luftfarkoster (eng. Unmanned Aerial Vehicle, UAV), oftast kallat drönare, som idag används både av privatpersoner, företag och myndigheter. Drönare är automatiserade, luftburna fordon, och kan bland annat användas för att fotografera från luften, att kartlägga områden, eller att nå ställen som vi människor inte själva kan komma åt. Perez-Carabaza, Besada-Portas, Lopez-Orozco och Jesus (2018) menar att en stor fördel med att använda drönare är att de kan söka av områden där miljön eller terrängen är svår eller till och med farlig att vistas i. Till exempel kan de användas inom militären eller för att hitta överlevande efter naturkatastrofer. Det är allt vanligare att ta hjälp av drönare i räddningsinsatser genom att låta dem exempelvis skanna av områden, mäta avstånd eller bidra med en tydligare överblick över ett visst område. Drönare har bland annat använts vid orkaner och jordbävningar för att underlätta räddningsarbetet (Shakhatreh, et al., 2019; Chowdhury, Emelogu, Marufuzzaman, Nurre, & Bian, 2017).

Hur drönare kan arbeta tillsammans i grupp har undersökts i ett flertal olika studier, och något som många av dem har gemensamt är att de hämtar inspiration från naturen för att applicera på tekniken. Att imitera naturen för att utveckla modeller, system, processer och liknande kallas för biomimetik, och används ofta för att lösa relativt komplexa problem (Jelinek, 2013). Tanner, Jadbabaie och Pappas (2003a; 2003b) har studerat flockar i naturen och hur ledare kan användas för att forma en grupp med mobila agenter. Perez-Carabaza et al. (2018) har inspirerats av myrkolonier och implementerat myrors beteende på drönare som ska lokalisera ett föremål på en okänd plats på så kort tid som möjligt. Krátký, Petráček, Spurný, och Saska (2020) använde sig av ett lag av drönare som samarbetade för att fotografera historiska platser som människan inte längre kommer åt. I en annan relaterad studie av Petráček, Krátký och Saska (2020) användes en drönare med en kamera och en annan med en ljuskälla. Tillsammans arbetade de för att fotografera historiska platser eller objekt, där kamera-drönaren stod stilla på en plats och fotograferade medan drönaren med ljuskällan flög omkring för att belysa platsen eller objektet så att det skulle synas tydligare på bild.

(9)

jämför detta med myror, där den enskilda myran inte alls presterar särskilt bra. Myror, i sin jakt på exempelvis mat eller virke, lämnar doftspår efter sig. Om en myra arbetar ensam kommer dessa dofter snart försvinna, och myran kommer inte längre kunna följa dem, men i en koloni med flera myror blir dess arbete betydligt mer effektivt eftersom flera myror följer spåren och samtidigt lämnar nya spår. Därav hålls de fräscha och försvinner inte. Detsamma gäller för individer som arbetar i svärmar, menar han. Ofta består svärmar av relativt icke-intelligenta individer, men tillsammans skapar de intelligens. Därav skapar fler individer mer intelligens, vilket gör det gynnsamt att använda en grupp av drönare snarare än bara en.

I takt med att tekniken förändras och utvecklas så påverkar det även människans roll i det hela. Operatörens arbetsuppgifter har förändrats från övervakning till mer kognitivt påfrestande uppgifter. Martins (2016) diskuterar effekterna av ett ökat antal automatiserade fordon i luften och hur det påverkar människan och vår kognition. Han menar att fler luftburna fordon kommer att leda till fler olyckor om inte tekniken utvecklas på ett sätt som underlättar för operatören. Vidare skriver han att underlättningar för människan ofta innebär automatisering av teknik, vilket i sin tur kan ha negativa effekter på operatörens arbetsbelastning och stressnivå. Därför är det av stort intresse att undersöka hur luftburna fordon skulle kunna designas för att underlätta operatörens arbete.

Tidigare forskning har främst fokuserat på svärmbeteende (se till exempel D'Amato, Mattei, & Notaro, 2019; Goodrich, Kerman, & Jun, 2012; Hinchey, Sterritt, & Rouff, 2007) samt en del på flockbeteende (se exempelvis Vaughan, Sumpter, Henderson, Frost, & Cameron, 2000; Muro, Escobedo, Spector, & Coppinger, 2011; Tanner, Jadbabaie, & Pappas, 2003), där de största skillnaderna mellan de två är att flockar har en ledare och kräver något mer komplexa system än svärmar. Det här arbetet kommer att, med grund i tidigare forskning och med användning av metaforer, utforska hur drönare kan arbeta i grupp.

Det är viktigt att notera att metaforerna och begreppen som används i det här arbetet inte nödvändigtvis har benämnts på samma sätt i referenserna. Många författare definierar de olika metaforerna och begreppen olika, och denna rapport har i så stor utsträckning som möjligt tagit hänsyn till detta och återspeglar vad författarna avser snarare än vilket ord de använder.

(10)

1.1. Syfte

Syftet med detta arbete är att utforska metaforer i design för interaktion med en grupp drönare. De metaforer som används är svärm, lag och flock. Vidare utforskas fördelar och nackdelar med dessa tre metaforer utifrån ett räddningsscenario. Frågeställningarna som ska besvaras är:

- Vad innebär det att designa en svärm/lag/flock med drönare? - Vilka blir designkonsekvenserna av de olika metaforerna?

Detta kommer att göras som en fallstudie inom interaktionsdesign med en språklig analys för att definiera metaforerna, och därefter i konceptuell design utforska metaforernas konsekvenser, där antagandet är att detta kommer att resultera i en syntes mellan flera olika koncept.

1.2. Avgränsningar

Arbetet innefattar inte tekniska specifikationer om drönare och dess funktioner. En avgränsning har även gjorts i metaforerna genom att utgå från en bestämd typ av svärm, lag och flock, samt att en relativt övergripande design görs utan detaljarbete.

(11)

2. Teoretisk bakgrund

I det här avsnittet presenteras metaforerna som arbetet utgår från; svärmar, lag och flockar, samt tidigare forskning på drönare och hur de kan arbeta tillsammans enligt dessa metaforer. Vidare beskrivs konceptuella metaforer och hur de kommer att användas i det här arbetet, för att sedan introducera blending theory, vilket är det som kommer att användas för att få fram det slutliga resultatet.

2.1. Svärmar

I det här arbetet har bin valts som utgångspunkt i svärmbeteende, och svärmar kommer att diskuteras utifrån bisvärmar. Enligt Bernardi, Colombi och Scianna (2018) rör sig bin individuellt med hjälp av varandra för att på så sätt ta sig fram till målet genom att samtidigt hålla ihop som svärm. När de flyger håller de sig relativt nära varandra utan att kollidera. De har således ständig koll på de andra individerna närmast dem. De sköter sina arbetsuppgifter på egen hand, och val av arbetsuppgifter är ständigt beroende av omgivningen och kan hela tiden förändras beroende på vad som sker. Det innebär att ett bi kan avbryta sin arbetsuppgift om något annat sker eller byter arbetsuppgift när den gamla uppgiften anses vara klar. Därav är deras kognitiva strategier relativt slumpmässiga, men samtidigt något målinriktade. Enligt Hamilton et al., (2019) lever bin icke-hierarkiskt, där de har olika arbetsuppgifter för att tillsammans nå ett mål, såsom att bygga ett bo. Varje enskilt bi arbetar således individuellt, medan strukturen i svärmen ses som en enda enhet som arbetar mot ett gemensamt mål.

Arvola och Bjurling (2019) har sammanfattat svärmbeteende som icke-hierarkiskt, där alla individer förhåller sig till varandra. Svärmen attraheras och repelleras av sin omgivning, och ter sig ha ett slumpmässigt beteende där initiativtagandet är högt.

Ett flertal studier har gjorts angående att implementera svärmbeteende i system. Till exempel så undersöker Goodrich et al. (2012) hur det skulle kunna gå att använda sig av en svärm av drönare, och diskuterar även operatörens roll. De menar att svärmar har hög potential, men att mer forskning behövs angående ledarroller, och huruvida människan ska anta en ledarroll i en svärm eller inte, och vad som krävs för att det i så fall fortfarande ska definieras som en svärm. Även Hinchey, Rash, Truszkowski, Rouff och Sterritt (2005) har i sin rapport skrivit om användandet av svärmar. De förklarar att svärmar är relativt simpla formationer, och består av förhållandevis

(12)

korkade enheter, men argumenterar för att de tillsammans skapar intelligens och komplext beteende. De menar att svärmar i framtiden kommer att kunna användas för relativt komplexa uppgifter som människan inte själv klarar av. Vidare anser Kolling, Walker, Chakraborty, Sycara och Lewis (2015) att svärmars styrka är deras robusthet trots deras enkelhet, vilket gör dem till ett bra medel att använda. En positiv aspekt med svärmar är således att de är tämligen enkla att implementera och hantera, men att de samtidigt skapar en kollektiv intelligens och är robusta.

2.2. Lag

I arbetet utgår lag från ett fotbollslag, för att enklare kunna definiera ett lags egenskaper. Ett fotbollslag består av ett visst antal personer som individuellt arbetar mot samma mål, men som (oftast) har flera ledare. Det innebär att varje lagmedlem är självdriven och har sin egen roll, samtidigt som de alla samarbetar för att få fram ett resultat (Direkoğlu & O'Connor, 2012b). Vissa av dessa roller som lagmedlemmarna kan anta är mindre ledarroller, där de, utöver de ”riktiga” ledarna som leder hela laget, leder mindre grupper mot ett mål. Därav kan medlemmarnas initiativtagande variera från medelhögt, när de huvudsakliga ledarna bestämmer, och högt, när de själva antar ett ledarskap och leder en mindre grupp (Leo, García-Calvo, González-Ponce, Pulido, & Fransen, 2019). Viktigt att notera här är att ledarna som finns i ett lag (utöver de mindre ledarrollerna som kan förekomma inom grupperna) ofta befinner sig på andra platser än laget själv. Till exempel så kan managern befinna sig på en helt annan plats, tränaren befinner sig ofta en bit ifrån och övervakar samt ger instruktioner, och lagkaptenen befinner sig i laget och i en specifik grupp.

Enligt Arvola och Bjurlings (2019) sammanfattning är ett lag hierarkiskt och rollbaserat, där lagmedlemmarna är något självstyrda samtidigt som en ledning finns. Laget är målstyrt och medlemmarna samarbetar med varandra för att uppnå målet.

Att applicera lagarbete på teknik är inte ett lika utforskat område som svärmar och flockar är, men den senaste forskningen som är mest relaterat till detta arbete kommer från Krátký et al. (2020). De studerar två drönare som samarbetar som ett lag för att fotografera historiska platser eller objekt. Goodrich och Mercer (2012) argumenterar för att lagarbete ter sig fungera bäst vad gäller robotar. Detta beror på att när människan ska hantera ett högt antal robotar (över 20 enheter) som arbetar kollektivt så är det viktigt att operatören kan påverka arbetet och även kunna styra det

(13)

finns, vilket gör att de olika rollerna i laget kan tas tillvara på istället för att hantera enheterna som ett kollektiv där alla fungerar på samma sätt och tar emot samma information. De menar att detta bör leda till mindre systemfel då hela gruppen inte behöver en ständig ström av information när den kan gå via ledaren eller ledarna som sedan portionerar ut informationen. Därav menar de att, eftersom det gemensamma målet inom all teknikforskning är att maximera mänsklig påverkan samtidigt som antalet arbetande människor minskar, så verkar ett lag vara lättare att hantera och riskerar inte att stöta på problem på samma sätt som exempelvis en svärm skulle göra. Att en ledare är närvarande är således kritiskt.

På samma spår skriver Cavaliere, Senatore och Loia (2019) i sin studie att eftersom drönarna ska interagera med omvärlden och rapportera information till människor så bör de fungera ungefär som människor. På grund av detta kan inte systemen vara alltför simpla. Tanken är att drönarna kommer att befinna sig på avlägsna platser så att operatören inte kan se dem mer än på en skärm, vilket innebär att de behöver ”förstå” sin omgivning och det de interagerar med, argumenterar de. Till följd av detta behöver systemen vara så pass komplexa att de kan kartlägga områden i detalj och förstå kritiska situationer.

Andra som undersökt lagarbete är Wimpey, Lennon och Fields (2015). I deras studie skriver de om hur en robot kan samarbeta med ett lag av människor, där målet är att roboten ska förstå gruppdynamik och kunna anpassa sig efter gruppens status och behov. Utöver detta har studier främst gjorts som syftar till att upptäcka de olika roller som kan uppstå i ett lag (se Atmosukarto, Ghanem, Ahuja, Muthuswamy, & Ahuja, 2013; Siddiquie, Yacoob, & Davis, 2009; Bjalkowski, et al., 2013; Direkoǧlu & O'Connor, 2012a), igenkännande av lagbeteenden (se Luotsinen, Fernlund, & Boloni, 2007; Sukthankar & Sycara, 2006) och att kunna förutse beteenden i ett lag (se Kim, et al., 2010; Kim, Lee, & Essa, 2012).

2.3. Flockar

Liksom för svärm och lag så har även en specifik typ av flock använts som utgångspunkt i arbetet; en vargflock. Enligt Liang, He, Wang, Yang och Chen (2019) har vargflockar en tydlig hierarkisk struktur med en tydlig ledare som resten av flocken följer. Ledaren fördelar ut arbetsuppgifter till resten av flocken, som hela tiden är beroende av ledaren och dennes instruktioner. Vargarna är väldigt samarbetsamma för att tillsammans nå sitt mål, de hjälps åt och fördelar arbetet över flocken för att vara så effektiva som möjligt. De enskilda individernas initiativtagande i flocken varierar

(14)

från lågt till medelhögt, beroende på ledaren och vad det är som ska göras (Liang et al., 2019; Weitzenfeld, Vallessa, & Flores, 2006; Arvola & Bjurling, 2019).

Reynolds (1987) har bidragit mycket till forskningen om flockar och hur de kan simuleras, och kom fram till att det finns huvusakligen tre faktorer som definierar en flock:

1. De ska hålla ett visst avstånd till varandra 2. De ska undvika att kollidera med varandra 3. De ska hålla en jämn hastighet med varandra

Dessa faktorer medför att flockar är en mer komplex formation att applicera på teknik än exempelvis svärmar, och används ofta i studier för att åstadkomma flockbeteende. Trots detta skriver Ferrante et al. (2012) hur flockbeteende kan uppnås på relativt simpla robotar. De menar att Reynolds krav för en flock inte nödvändigtvis behöver vara sant, utan att beteendet kan uppnås trots att dessa faktorer inte följs. Därav menar de att flockar kan, liksom svärmar, uppnås med relativt enkla medel, och behöver därmed inte vara allför komplexa.

Madden, Arkin och McNulty (2010) menar att vargflockar bör vara det mest lämpliga beteendet att applicera på robotar då vargar har förmågan att anpassa sin strategi beroende på vad situationen kräver. De visar att vargarna anpassar sina taktiker för att jaga ett större djur jämfört med när de jagar ett mindre djur. Att implementera den förmågan hos robotar tror författarna är till stor förmån för utvecklingen. Se exempelvis Olfati-Saber (2006) och Vaughan et al. (2000) för hur flockbeteende kan appliceras på robotar.

2.4. Konceptuella metaforer

Metaforer är inte endast ett sätt för människan att uttrycka sig språkligt, det är ett sätt att agera och tänka. Vi använder oss av metaforer när vi tänker om och förstår vår omvärld (Lakoff & Johnson, 1980). För att förstå vad ordet metafor syftar på i denna kontext kommer här en definition på begreppet samt ett förtydligande på vad som skiljer metaforer från andra, närliggande begrepp.

Lakoff (1993) beskriver en metafor som ett sätt att konceptualisera ett begrepp i termer av ett annat. Han förklarar att metaforer primärt används inom tänkande, och sekundärt inom talat språk. Oftast används det för att förstå något abstrakt med hjälp av något konkret. Ett exempel på detta är följande metafor:

(15)

Här förklaras det abstrakta begreppet tid i termer av det konkreta begreppet pengar. Begreppen tid och pengar befinner sig i två olika domäner; domänen tid och domänen pengar. Lakoff och Johnson (1980) förklarar att det som fås ut av metaforen är den interna relationen mellan tid och

pengar, det vill säga att strukturen hos källdomänen pengar appliceras på måldomänen tid.

Källdomänen är mer konkret och refererar till det begrepp som strukturen tas ifrån, medan måldomänen är mer abstrakt och refererar istället till det begrepp som strukturen appliceras på (Imaz & Benyon, 2006). Enkelt förklarat så används källdomänen för att förklara måldomänen – struktur plockas från källan (pengar) för att förklara målet (tid). Genom att förklara tid med hjälp av pengar förstås inte detta endast lingvistiskt, förklarar de, utan även konceptuellt genom att applicera egenskaperna hos begreppet pengar på begreppet tid. Detta innebär således att tid, liksom pengar, kan spenderas, sparas, ta slut, och så vidare. Det här demonstrerar hur människan förlitar sig på konkreta modeller för att beskriva abstrakta modeller. Baserat på detta drar Ungerer och Schmid (1996) slutsatsen att kognitiva modeller ofta är relativt abstrakta fenomen som grundar sig i livserfarenheter och upplevelser som är mer konkreta för oss människor. Metaforer är därav en grundläggande del i människans språk och tänkande som används för att referera till saker på ett bekvämt och ekonomiskt sätt.

Metaforen tid är pengar är en konceptuell metafor, vilket innebär att tid konceptualiseras som pengar. Det är konceptuella metaforer som kommer att användas i den här rapporten, där egenskaperna hos den konkreta källdomänen appliceras på den abstrakta måldomänen för att på så sätt skapa en förståelse för domänen för att sedan kunna utveckla idéer kring den.

Metaforer, som säger att något är något annat (tid är pengar), kan skiljas från analogier, som istället är en konkret jämförelse. Analogier består ofta av fyra olika begrepp, och använder relationen mellan två begrepp för att jämföra eller förklara relationen mellan de andra två begreppen, exempelvis:

Tårna är för foten som fingrarna är för handen

En annan skillnad är att metaforer ofta kräver mer fantasi än analogier, till följd av att jämförelsen i en metafor är implicit. Det innebär således att mer kunskap krävs för att förstå en metafor än för att förstå en analogi. Analogier består dessutom ofta av metaforer och liknelser. (Lakoff, 1993; Miller, 1993; Imaz & Benyon, 2006). Liknelser är en konkret jämförelse mellan två saker, till exempel:

(16)

För ytterligare beskrivning och skillnad av analogier och liknelser samt deras struktur, se Miller (1993).

Vidare kan en skillnad göras mellan en metafor och en metonymi. Ungerer och Schmid (1996) beskriver metaforer och metonymier som kognitiva verktyg som används för att beskriva och förklara något som annars är relativt komplext eller abstrakt. Den största skillnaden mellan de två är att medan metaforer använder sig av begrepp inom två skilda domäner så använder metonymier istället begrepp inom en och samma domän. Ett exempel på en metonymi är:

Hon läser J.K. Rowling

Metonymin ovan syftar på böckerna skrivna av J.K. Rowling snarare än J.K. Rowling själv, och beskriver således relationen mellan dem inom den gemensamma domänen litteratur. Metonymier används alltså genom att ersätta ett begrepp inom en domän med ett annat, till exempel att ersätta begreppet böcker med J.K. Rowling (Imaz & Benyon, 2006).

2.5. Blending theory

Blending theory är en teori först introducerad av Fauconnier och Turner (2008). Teorin bygger på två andra teorier; konceptuella metaforteorin och mental spaces-teorin. Dessa två kommer här att beskrivas först för att sedan gå vidare till blending theory.

Konceptuella metaforteorin beskrivs av Lakoff och Johnson (1980) som en avbildning mellan två domäner; från källdomänen till måldomänen, för att konceptualisera ett begrepp med hjälp av ett annat. Figur 1 nedan visar den konceptuella metaforteorin, och figur 2 exemplifierar detta med metaforen tid är pengar.

(17)

Figur 2. Konceptuell metafor

Lakoff (2008) beskriver mental space, utifrån Fauconniers (1994) idéer, som en persons mentala kognitiva strukturer, vilka kan relatera till varandra. Det är ett sätt att tänka på, förstå, och konceptualisera kognitiva modeller. Imaz och Benyon (2006) förklarar ytterligare att ett mental space innehar de element som associeras med begreppen som avbildas.

När avbildningar görs mellan två mental spaces på det här viset så kan en så kallad generic space gestaltas, vilket är det som de två mental spaces har gemensamt. I generic space finns alltså det från mental space som är abstrakt nog att vara sant för båda två – det är således en abstrakt beskrivning av dem (se figur 3).

Figur 3. Generic space

Blending theory är en blandning mellan konceptuella metaforteorin och mental spaces-teorin, och hanterar de områden som dessa två sistnämnda teorier inte täcker. Teorin bygger på att integrera två eller flera olika domäner för att på så sätt generera ett koncept med en ny betydelse som har några egenskaper från respektive domän samt några helt egna egenskaper. Detta kan exemplifieras med begreppen hus och djur, där en syntes mellan dessa blir husdjur. Syntesen innehar inte endast egenskaper från de två olika begreppen, utan har egna egenskaper som inte går

(18)

att se hos hus och djur för sig. Det innebär således att husdjur inte bara är en enkel hopsättning av

hus och djur, utan är en egen domän med en egen intern struktur. Det här är ett vanligt sätt för

människan att tänka på, då information ofta plockas från flera domäner för att ge en förståelse och konceptualisera något annat (Evans, 2019).

Både konceptuella metaforteorin och blending theory använder sig av mental spaces genom att dra kopplingar mellan dem. Det som skiljer dessa två teorier åt är att blending theory kan ha mer än två mental spaces, medan konceptuella metaforteorin bara avbildar mellan två. Dessutom kan nya strukturer växa fram med blending theory, vilket inte sker på samma sätt med konceptuella metaforteorin (se figur 1), samt att blending theory bevarar egenskaperna som finns hos domänerna trots att den kan skilja sig avsevärt från domänerna den härstammar från (Evans, 2019). Figur 4 visar blending theory och hur nya strukturer kan växa fram som är unikt för syntesen och inte kommer direkt från någon av domänerna.

Figur 4. Blending theory

Med kunskapen om konceptuella metaforer och hur de fungerar, samt hur de kan användas i blending theory för att generera nya strukturer, så kan detta sedan utnyttjas inom konceptuell design för att arbeta vidare med metaforerna som ligger till grund för det här arbetet.

(19)

3. Metod

Arbetet bestod av två huvudsakliga faser; språklig analys och konceptuell design, där det sistnämda även består av två mindre faser; problemlösning och skissning.

För att utforska vad svärm, flock och lag innefattar samt analysera metaforerna användes språklig analys. Därefter analyserades metaforernas konsekvenser i konceptuell design, med hjälp av en procedur som kallas för synectics, ursprungligen utvecklad av Gordon och Prince (1961). Denna metod kan användas vid problemlösning för att formulera och lösa problem (Hummell, 2006). Vidare resulterade detta i ett antal lösningar på problemet som skissades upp och utvärderades enligt synectics, för att sedan resultera i en enda lösning. Nedan kommer varje fas i metoden att beskrivas mer i detalj i den ordningen de utfördes i.

3.1. Språklig analys

En språklig analys innebär att analytikern använder sina egna språkliga kunskaper och erfarenheter för att dra slutsatser (Evans, 2019). Det görs ofta på planerad eller inspelad data som fångats i användarkontexter, exempelvis från konversationer eller diskussioner. I detta arbete användes det som Evans kallar för native-speaker intuition. Det innebär att analytikern fattar grammatiska eller semantiska beslut genom sina inhemska språkkunskaper för att avgöra vad som är korrekt och inte. Detta gjordes för de tre olika begreppen svärm, lag och flock, där metaforer togs fram för att sedan kunna arbeta vidare med metaforerna i designfasen.

3.2. Konceptuell design

Nedan beskrivs hur den konceptuella designen utfördes i arbetet, där det finns två huvudsakliga steg; synectics-arbete och konceptskissning. Målet med den konceptuella designen var att få fram ett antal konceptidéer för att sedan utvärdera och landa i en slutgiltig lösning på problemet.

3.2.1. Synectics

Metoden synectics är utvecklad av Gordon och Prince (1961) och är en procedur för att lösa problem. Det görs genom att använda analogier för att sätta problemet i ett annat perspektiv, och sedan utifrån det kolla på fördelar och nackdelar hos problemet. För att finna lösningar studeras dessa för- och nackdelar för att sedan, med hjälp av exempelvis diskussioner, kartläggningar eller

(20)

brainstorming, försöka vända nackdelarna till fördelar. Genom detta kan problemet utvecklas till en ännu bättre idé än ursprungligen, eller eventuellt bidra till nya idéer (Hummell, 2006). Stegen i metoden är enligt följande:

1. Problemförtydligande

a. Förklara och tydliggör problemet genom att exempelvis låta deltagarna ställa frågor b. Omformulera problemet – se det ur ett annat perspektiv

2. Samla ihop idéer 3. Introducera analogi

a. Samla ihop idéer utifrån analogin 4. Hitta lösningar

a. Dela upp i positivt och negativt b. Utveckla idé till koncept

I enlighet med synectics började varje steg med att introducera problemet, följt av en analys av problemet där deltagarna fick ställa frågor för att få en större förståelse för situationen som ska lösas. Därefter omformulerades problemet med hjälp av dessa frågor till ett mer specifikt problem kopplat till varje steg. Utifrån det omformulerade problemet diskuterades sedan för- och nackdelar för varje steg. Därefter analyserades varje nackdel för var och en av stegen och, med hjälp av analogier, försökte deltagarna tillsammans hitta lösningar på dessa för att på så vis kunna vända dem till fördelar. Med utgångspunkt i naturanalogin kunde deltagarna koppla problemen till hur det ser ut i naturen och, med hjälp av direktanalogi, jämföra hur olika djur och även hur människan har hanterat dessa problem. Direktanalogi innebär att inspiration hämtas från liknande situationer och studera hur nackdelarna i problemet som diskuteras har lösts i de situationerna (Gordon, 1961). Både det individuella arbetet och workshopen följde de steg som ingår i synectics-proceduren, med skillnaden att det i workshopen gjordes sju gånger medan det i individuella arbetet endast gjordes tre gånger (se avsnitten nedan för mer detaljer om detta). Detta beror på att författaren, som utförde det individuella arbetet, redan hade kunskap om de extra stegen i workshopen, och därmed gav de stegen inga nya idéer. När workshopen genomfördes deltog personer som inte hade den kunskapen sedan innan och därmed inte var påverkade. Således kunde de diskutera mer generella idéer utan att gå händelserna i förväg.

För steg 1 vid problemförtydligandet gjordes en inramning (eng. framing) av problemet, som inom design innebär att problemet, situationen eller kontexten ramas in på ett sätt som tydliggör

(21)

det som ämnas att arbeta med. Detta innebär även att problemet sätts i ett visst perspektiv och därmed kan tolkas på ett visst sätt (Džbor, 2009).

Analogin som användes var natur, som ges som förslag av Hummel (2006) som en del av synectics-proceduren. Det innebär att problemet ses och diskuteras utifrån hur det kan fungera i naturen genom att exempelvis hitta liknande problem i naturen eller fenomen som går att applicera på problemet.

För både det individuella arbetet och workshopen följdes proceduren i synectics, där huvudproblemet som introducerades var ”hur skulle drönare kunna arbeta tillsammans för att hitta en försvunnen person?”, som sedan omformulerades på olika sätt för varje steg till följd av metaforerna och hur deltagarna (och analytikern) ombads se på problemet.

Post-it-lappar i olika färger användes i både det individuella arbetet och workshopen för att skriva ner idéer och lösningar på, där en idé eller lösning skrevs per lapp. Positiva aspekter skrevs ned på gröna lappar, negativa faktorer skrevs ned på orangea lappar, och lösningar och idéer skrevs ned på gula lappar. Det gjordes för att det skulle bli enklare sedan i efterhand att gå igenom olika idéer och jämföra dem samt att deltagarna enkelt skulle få en överblick över allas idéer när de sedan sattes upp på en vägg och diskuterades. En tidsgräns på tre minuter sattes för dessa steg i proceduren. Om deltagarna fortfarande hade några idéer eller lösningar kvar att skriva ned när tiden var slut var detta tillåtet, då tidsgränsen främst sattes för att workshopen inte skulle ta alltför lång tid. När alla skrivit klart samlade ledaren in allas lappar, vilka sedan lästes upp högt i gruppen för att dels eventuellt komma på ytterligare saker att lägga till, och dels för att starta en diskussion och höra deltagarnas tankar. Det individuella arbetet följde samma principer.

Individuellt synectics-arbete

Proceduren för varje steg följde Gordons (1961) ursprungliga synectics-metod, där följande steg genomfördes:

1. Bisvärm 2. Fotbollslag 3. Vargflock

Således genomfördes en synectics för varje steg, där problemet omformulerades till ”hur skulle en svärm/lag/flock med drönare kunna arbeta tillsammans för att hitta en försvunnen person?”. Analogin som användes genom hela proceduren var att jämföra detta med hur det fungerar i naturen, och därmed tänka på drönarsvärmen som en bisvärm, ett fotbollslag och till sist en

(22)

vargflock, och reflektera över hur de arbetar för att utföra uppgifter för att sedan applicera de egenskaperna på drönarna.

Workshop

I workshopen deltog fyra personer som rekryterades genom ett bekvämlighetsurval, där alla var studenter; en av dem studerade kognitionsvetenskap, en studerade till civilingenjör inom maskinteknik och de sista två studerade beteendevetenskap. Att studenter från olika utbildningar valdes för workshopen beror på att deras olika kunskaper kunde möjliggöra för fler synvinklar på problemet med grund i deras respektive utbildning. Workshopen utformades enligt metoden synectics där sju olika steg genomfördes:

1. Analogi – natur 2. Svärm 3. Bisvärm 4. Lag 5. Fotbollslag 6. Flock 7. Vargflock

Samma problem introducerades här som i det individuella synectics-arbetet. I första steget användes endast naturanalogin som introduceras som ett exempel i synectics (se Hummel, 2006), där inspiration hämtas från naturen genom att reflektera över hur problemet påminner om situationer som kan uppstå i naturen, precis som i det individuella arbetet. Problemet formulerades således enligt följande: ”hur skulle drönare kunna arbeta tillsammans för att hitta en försvunnen person?”. Tanken med detta var att börja diskussionen relativt brett för att försöka generera så öppna och egna idéer som möjligt från deltagarna utan att påverka och styra dem alltför mycket.

Steg 2, 4 och 6 utfördes alla på likadant vis, där deltagarna fick diskutera problemet utifrån att drönarna arbetade som en svärm, ett lag eller en flock, utan att specificera det mer än så. Detta är mer specifika instruktioner än första steget, men gav ändå relativt generella diskussioner. Således fick deltagarna här inte mer information än att tänka utifrån dessa begrepp och hur de fungerar i naturen.

Steg 3, 5 och 7 fungerade även de på samma sätt, där deltagarna fick bestämda svärmar, lag och flockar att utgå från. Detta gjorde att de enklare kunde skilja mellan hur de olika formationerna

(23)

hos drönarna kunde fungera och vad de kunde resultera i, vilket gav mer specifika åsikter och mer bestämda diskussioner.

Valet av ordningen på de steg som utfördes i synectics baserades främst utifrån Arvola och Bjurlings (2019) arbete på svärmar, lag och flockar. Där har de tydliggjort de olika strukturerna hos varje metafor, vilket kortfattat och förenklat innebär att svärmar har minst struktur medan flockar har mest struktur. Det beror i mångt och mycket på att svärmar inte har någon ledare, lag har en eller flera ledare men arbetar också utifrån olika roller, medan flockar har en tydlig ledare som resten av flocken är beroende av. Ordningen som valts i synectics syftar till att börja relativt generellt för att sedan avsluta relativt specifikt. Det är för att generera så många idéer som möjligt från deltagarna genom att inte börja diskussionen för snävt. Till följd av detta började synectics med en generell naturanalogi, för att sedan gå vidare till svärmar. Anledningen till att svärmar valdes som andra steg var på grund av att de har minst tydlig struktur av de tre, vilket ses som mer generellt än en tydligare och striktare struktur, såsom lag och flockar har. Detta medföljde sedan att lag diskuterades efter svärmar, och flockar diskuterades sist.

3.2.2. Konceptskissning

Utifrån synectics-procedurerna plockades sedan ett antal konceptidéer fram. Skisser har gjorts på dessa med grund i en metod presenterad av Arvola (2014) med inspiration från Ylirisku (2013), som innebär att koncepten bör specificera vad som ska göras, varför det ska göras, samt hur det ska göras, på ett relativt enkelt och konkret sätt. Därefter utvärderades skisserna för att plocka ut de med flest positiva aspekter för att sedan utveckla dessa vidare i form av en syntes. Hur detta gjordes står beskrivet nedan.

Konceptvärdering med värderingsmatriser

De genererade konceptidéerna sammanställdes i en tabell för att lättare få en överblick och kunna värdera dem. I enlighet med konceptutvärderingen i synectics-metoden värderades koncepten här utifrån positiva samt negativa aspekter. Kriterierna för värderingen överrensstämde med de som deltagarna tog upp i workshopen som viktiga faktorer för drönargruppen.

Syntes och presentation av koncept

Som sista steg i den konceptuella designen och metoden plockades två konceptidéer ut från värderingen som ansågs fungera bäst. Dessa utvecklades i storyboards i enlighet med Greenberg, Carpendale, Marguardt och Buxton (2011), där storyboards syftar till att reflektera hur idén är tänkt

(24)

att användas eller fungera genom att återge idén i flera perspektiv. Till sist utvecklades dessa storyboards ytterligare med hjälp av blending theory och presenteras i form av en syntes.

3.3. Etik

Inför workshopen fick deltagarna ta del av information om kandidatarbetet och vad som skulle ske samt ställa frågor. Alla deltagare blev informerade om att deras svar kommer att hållas anonyma, samt att de hade möjlighet att dra sig ur workshopen när som helst och därmed få deras svar borttagna. Vidare blev de även informerade om att workshopen spelades in med syfte att kunna gå tillbaka och analysera diskussionerna i efterhand. Deltagarna fick till sist skriva under på ett papper där de styrkte att de förstått informationen och att de ville delta i studien. Efter workshopen fick de även ta del av vilka slutsatser som detta förväntas leda till, samt hur deras svar kommer att användas i studien.

(25)

4. Resultat

Nedan följer resultaten av den språkliga analys som utförts samt resultatet av det individuella synectics-arbetet och workshopen.

4.1. Språklig analys – konceptuella metaforer

Utifrån den språkliga analys som gjordes togs dessa tre metaforer fram:

Drönare arbetar i svärm Drönare arbetar i lag Drönare arbetar i flock

Vad detta innebär diskuteras nedan.

4.1.1. Svärm

För att undersöka vad det kan innebära att arbeta i en svärm används konceptet bin för att enklare kunna konceptualisera metaforen svärm, i enlighet med Evans (2019). Det innebär att kategorin

svärm här innehar de egenskaper som bisvärmar har. Värt att notera är att metaforen svärm är en

så kallad sammansatt metafor (eng. compound metaphor), vilket innebär att det är något abstrakt som vi människor inte har upplevt själva. Vår förståelse av bisvärmar består av flera andra metaforer som vi bygger upp för att skapa en förståelse för den abstrakta metaforen svärm (Ungerer & Schmid, 1996). För att sedan försöka förstå hur drönare skulle kunna bete sig, kan följande metafor användas att utgå ifrån:

Bin arbetar i svärmar

Genom att sedan applicera kunskapen från bin på drönare genereras följande metafor:

Drönare arbetar i svärmar

Detta innebär alltså att drönarna får de egenskaper som bina har när de arbetar i svärmar. Tabell 1 visar avbildningar mellan drönare och svärm enligt konceptuella metaforteorin.

(26)

Tabell 1

Avbildningar mellan drönare och svärm.

Drönare (måldomän)

Svärm (källdomän)

Robotar Bin

Hitta försvunnen person Samla nektar

Start- och landningsplats Bikupa

Kommunikation Dans

4.1.2. Lag

För metaforen lag används konceptet fotbollsspelare för att definiera dess egenskaper. Till skillnad från metaforerna svärm och flock så är metaforen lag en primär metafor (eng. primary metaphor), vilket innebär att det är en konkret erfarenhet av världen. Det är således något som vi människor har egenupplevd kunskap om (Ungerer & Schmid, 1996; Grady, 1997). Genom detta fås metaforen:

Fotbollsspelare arbetar i lag

Med avbildning kan sedan kunskapen från fotbollsspelare appliceras på drönare, som ger metaforen:

Drönare arbetar i lag

Här får drönarna samma egenskaper som fotbollsspelare har när de arbetar som ett lag. Se tabell 2 för avbildningar mellan drönare och lag.

Tabell 2

Avbildningar mellan drönare och lag.

Drönare

(måldomän) (källdomän) Lag

Robotar Fotbollspelare

Hitta försvunnen person Göra mål/vinna

Start- och landningsbana Hemmaplan/planhalva

(27)

4.1.3. Flock

På samma sätt som för svärmar används här vargar för att definiera egenskaperna hos flock. Det innebär således att flocken innehar de egenskaper som en vargflock har. Även flock är en sammansatt metafor, vilket är något som vi människor förstår genom att bygga ihop flera andra metaforer (Ungerer & Schmid, 1996). Det är således inget som människan har egenupplevda kunskaper eller erfarenheter om.Detta genererar metaforen:

Vargar arbetar i flock

Utifrån den kan sedan kunskapen från vargar appliceras på drönare, vilket ger metaforen:

Drönare arbetar i flock

Detta ger drönarna de egenskaperna som vargarna har när de arbetar i flock. Tabell 3 visar avbildningarna mellan drönare och flock.

Tabell 3

Avbildningar mellan drönare och vargflock.

Drönare

(måldomän) (källdomän) Flock

Robotar Vargar

Hitta försvunnen person Jaga föda

Start- och landningsbana Lya

Kommunikation Kroppspråk

4.2. Genererade idéer

Nedan finns konceptskisser på de idéer som det individuella arbetet och workshopen genererade. Idéerna är framtagna för att återspegla arbetet och workshopen, således beskriver skisserna tillsammans båda synectics-processerna och deras innehåll. Varje idé har namngetts utifrån vad de innebär och beskrivs här i mer detalj med grund i hur de diskuterades i synectics-procedurerna.

(28)

4.2.1. Konceptskisser

Figur 5. Grupper

För konceptidén grupper så består hela drönargruppen av flera mindre grupper som var för sig arbetar med egna, mindre mål för att uppfylla det stora målet för hela gruppen (se figur 5). I workshopen diskuterades detta som att alla mindre grupper bör ha kontakt med varandra, antingen genom att alla enheter kan kommunicera med varandra, eller genom att utse en enhet i varje grupp som har kontakt med de andra. Alla drönare i grupperna har olika roller för att tillsammans uppnå målen. Diskussionen här inspirerades av källdomänen fotbollslag, där spelarna har olika roller och vägleds av olika ledare på olika nivåer för att tillsammans nå det gemensamma målet. Detta innebär automatiskt att drönarna kan befinna sig på ett större område, då grupperna kan arbeta självständigt. En direkt konsekvens av det blir dock att det kan vara svårare att kontrollera för operatören, samt att det kan bli misskommunikation mellan grupperna om samarbetet grupperna emellan inte fungerar bra. Deltagarna menade dock att denna idé är bra då det genererar bra samarbete mellan enheterna inom en och samma grupp, vilket i sin tur kan generera fler lösningar på problem som uppstår. De ansåg att tydliga ansvarsområden både inom grupperna och mellan de olika grupperna bör generera bra samarbete i den stora gruppen.

(29)

Konceptidén president innebär att en enhet bestämmer vad som ska göras och tilldelar uppgifter till resten av gruppen (se figur 6 för skiss). Diskussionerna från workshopen gick även kring att operatören kan vara president, och att alla drönare då är jämnställda. Det här växte fram ur källdomänen vargflock, där en varg leder flocken. Eventuellt kan fler maktpositioner förekomma i gruppen, men dessa är underordnade presidenten. Enligt deltagarna kan det vara nödvändigt att ha fler drönare med någon form av ledarroll trots en president, då de såg framför sig att enheterna kommer att vara utspridda över ett större område och de ansåg det viktigt att avlasta presidenten. Dessutom är drönargruppen relativt sårbar om bara en ledare finns. En negativ aspekt som togs upp här är att initiativtagandet blir relativt lågt om en (eller flera) ledare måste godkänna beslut från övriga gruppen. Enligt workshopgruppen är det dock ändå positivt att ha en tydlig ledare i gruppen och att en hierarki finns, då det ökar effektiviteten om det fungerar bra. Dessutom menar de att det är enkelt spåra beslut som fattats om en tydlig hierarki finns, vilket främjar feldriven inlärning.

Figur 7. Checklista

Checklistan (se figur 7) innebär att alla drönare har en inbyggd lista med ett antal punkter

eller mål som måste uppfyllas. Detta inspirerades av källdomänerna fotbollslag och vargflock då dessa har tydliga ledare som tilldelar uppgifter. Workshopgruppen menade att det dels är viktigt att avlasta ledarna, och dels viktigt att öka initiativtagandet inom drönargruppen för att arbetet ska bli så effektivt som möjligt. Därav kan en checklista användas som tillåter drönarna att fatta vissa beslut själva givet att vissa punkter har fullföljts. Däremot menade de att det också kan ha motsatt effekt; att arbetet blir mindre effektivt för att drönarna är bundna till en lista. Det är dock något som höjer strukturen och bidrar med enkla riktlinjer, vilket de ansåg som positivt. Vidare menade

OK att…

(30)

deltagarna att detta bör finnas som en färdig mall som enkelt går att justera beroende på vad situationen kräver.

Figur 8. Kameleonter

Utifrån källdomänen fotbollslag kom deltagarna fram till konceptidén kameleonter, vilket kan ses i figur 8. I ett fotbollslag antar spelarna olika roller, men istället för att ha en bestämd och oföränderlig roll så innebär denna idé att alla eller några utvalda enheter i gruppen kan anta flera olika roller och även byta mellan dessa beroende på situation. Detta höjer initiativförmågan hos drönarna samtidigt som den behåller viss struktur från källdomänen, vilket kan öka effektiviteten på arbetet. Något som deltagarna tog upp som eventuellt problematiskt här är att det kan bli rörigt i drönargruppen när enheterna byter roller, och att misskommunikation lätt kan ske. Det diskuterades även om huruvida alla drönare skulle ha möjlighet att anta olika roller eller bara vissa utvalda enheter. Slutligen bestämdes att bara vissa enheter bör ha förmågan att byta roll, då det bibehåller struktur i gruppen.

Figur 9. Latent information

Latent information aktiverad Latent information inaktiverad Övrig information

(31)

I slutet av workshopen när deltagarna fick frågan om ytterligare idéer som hade genererats av diskussionerna som helhet togs idén latent information upp (se figur 9). De menade att om alla drönare arbetar som en enda enhet så har alla enheter samma information, men om inte så bär de på olika information beroende på deras roll och vad de upptäcker i området. Konceptidén innebär att alla drönare bör ha all information latent i sitt system, oavsett om de arbetar som en enhet eller om det finns en eller flera ledare i gruppen. Om något skulle hända med ledaren så att den enheten slutar fungera så skickas den drönarens lagrade information till en annan enhet. Detta görs antingen enligt någon form av hierarki, exempelvis att en annan drönare med en ledarroll tar emot informationen, eller så görs detta slumpmässigt. Det här leder till att drönargruppen skulle fungera trots att ledaren slutar fungera, däremot menade deltagarna att det är relativt resurskrävande, och det var inte uppenbart hur informationen skulle föras över.

Figur 10. Kontextberoende ledare

Idén kontextberoende ledare, demonstrerat i figur 10, inspirerades av källdomänen

fotbollslag, där flera olika typer av ledare kan finnas (lagkapten, tränare, manager). Den här idén

innebär att drönargruppen kan byta ledare vid behov och att olika ledare kan ta över vid olika skeden i uppdraget. Som exempel diskuterades att ha en drönare som är ansvarig att skicka ut drönarna på området, en annan som är ansvarig att styra gruppen rätt och bidra med instruktioner, och en tredje som ansvarar för att återkoppla till kontrollrummet, och så vidare. Detta menade deltagarna bör öka effektiviteten på arbetet, samt att de enskilda drönarna kan specialiceras på en del i uppdraget, vilket ökar möjligheterna att ta till vara på expertisen i gruppen. Däremot finns risk att detta kan bli rörigt om det inte är tillräckligt bra strukturerat, och kommunikationen måste fungera bra för att inte misstag ska ske. Det är således viktigt här att tydliggöra vilken enhet som har vilket ansvarsområde.

(32)

Figur 11. Involvera operatör

En idé som var med genom hela synectics-proceduren var involvera operatör (se figur 11). Det innebär att operatören inte endast ska vara med och styra drönarna, utan att operatören också kan ses som en del av drönargruppen. Det här kan antingen göras genom att operatören bestämmer allt som ska göras och därmed antar en form av presidentroll, eller genom att operatören bestämmer vissa delar, exempelvis att bara fatta större beslut (i synnerhet diskuterades etiska beslut) eller som endast rycker in vid behov, det vill säga om något verkar gå fel. Det genererar mer kontroll över vad som sker, men leder till mindre automatik. Vidare kan det också innebära att operatören på kort tid får fatta svåra, moraliska beslut, vilket workshopgruppen anser vara något som istället i så stor utsträckning som möjligt bör vara förprogrammerat. Vidare menar de att det är oundvikligt att involvera operatören på något sätt, då mycket kan gå fel och en människa bör vara närvarande och övervaka av säkerhetsskäl. Huruvida operatören har direktkontakt med alla drönare eller bara med en eller några diskuterades, och slutsatsen drogs att det är kontextberoende.

Figur 12. Demokrati

(33)

Konceptidén demokrati innebär att drönarguppen är demokratisk där alla enheters information och förslag samlas in och påverkar beslutsfattandet. En skiss på detta återfinns i figur 12. Här ska alla drönare tillsammans komma överens om vilken idé som ter sig fungera bäst genom att exempelvis rösta eller räkna på sannolikheter. Det här inspirerades främst av källdomänen

bisvärm, men också fotbollslag. Detta diskuterades i workshopen som något som potentiellt ökar

antal lösningar på problem som uppstår, men också något som kan skapa många sidospår och är ineffektivt då relativt många och tidskrävande steg måste utföras innan ett beslut kan fattas. Dessutom togs argumentet upp att drönare inte behöver ha demokrati då de inte har några känslor, och att en ledare skulle fungera bättre.

Figur 13. De starkaste överlever

De starkaste överlever innebär att en optimering av drönargruppen skapas då de enheter som

slutar fungera eller inte presterar tillräckligt bra försvinner från gruppen, vilket till slut resulterar i en stark och effektiv grupp (se figur 13). Detta är taget från källdomänen vargflock, där de svagaste vargarna inte överlever. Ett krav för att det ska fungera är att drönargruppen är tillräckligt stor för att det inte ska göra något om en eller några enheter faller bort. Om gruppen är för liten blir det istället sårbart. En följdfråga som uppstod av denna idé är vad som händer med de borttagna enheternas information. Konceptidén latent information kan ses som en lösning till detta.

(34)

Figur 14. Bestämd formation

Konceptidén bestämd formation inspirerades av källdomänerna bisvärm och fotbollslag, och innebär att alla drönare har bestämda platser eller bestämda grannar i gruppen som de måste förhålla sig till (se figur 14). Detta underlättar för operatören då det blir tydligt och strukturerat när alla enheter förhåller sig till varandra. Däremot blir det mindre anpassningsbart då drönargruppen blir som en enda klump och inte kan sprida ut sig lika enkelt. En lösning på detta diskuterades och innebär att det tänkta rutnätet som drönarna befinner sig på (se figur 14) kan sträckas ut relativt långt åt alla håll, så länge de förhåller sig korrekt till sina grannar. Det skulle medföra att de kan täcka en relativt stor yta trots den bestämda formationen, så länge en gräns finns för hur långt ifrån sina grannar de får befinna sig. Trots detta ansåg deltagarna att detta inte blir tillräckligt smidigt att arbeta med, och att det är bättre att en enhet har möjlighet att ändra riktning utan att alla andra ska påverkas av detta. Dessutom ansåg de att en klump med drönare lätt kan uppfattas som hotfullt, och att det därför är bättre att sprida ut enheterna.

Figur 15. Individuellt arbete

(35)

mål, samarbetar inte, och tar inte heller hänsyn till de andras mål. Detta ökar initiativtagandet, vilket sågs som mycket positivt i diskussionerna. Dock leder detta till att arbetet blir ineffektivt eftersom inget samarbete förekommer, och det kan lätt bli rörigt och svårhanterligt. Särskilt för operatören som då tvingas hantera en grupp med drönare där eventuellt alla enheter arbetar med helt skilda uppgifter på helt olika platser. Workshopgruppen menade att detta inte utnyttjar de resurser och potentialer som finns med drönare.

Figur 16. Klassrum

Något som diskuterades utifrån källdomänen vargflock var idén klassrum (se figur 16). Här har drönarna hela tiden möjlighet att fråga antingen ledaren eller operatören om vad som ska göras eller be om hjälp. Enheterna arbetar sedan antingen enskilt eller tillsammans för att nå målet med vägledning av ledaren eller operatören. Detta kan generera bra samarbete mellan drönarna precis som i ett klassrum där eleverna kan behöva arbeta tillsammans för att exempelvis lösa ett problem. Det kan också leda till bra kommunikation mellan drönarna, speciellt mellan ledaren och resten av gruppen. Däremot kan detta medföra en hög arbetsbelastning på ledaren eller operatören, och det kan bli relativt ineffektivt att ständigt ställa frågor och vänta på svar.

(36)

Figur 17. Överlappning

Figur 17 demonstrerar idén överlappning, vilket betyder att drönarnas kameravy överlappar varandra så att operatören får en helhetsbild och en tydlig överblick över området som genomsöks. Denna idé var ett resultat av synectics som helhet, och togs upp i slutet som något som skulle vara smidigt för användaren samt ett bra sätt att använda resurserna på. Däremot diskuterades det huruvida det är en rimlig funktion att implementera, då det kan vara relativt svårt att skapa en bra och tydlig bild utan att drönarna blir alltför bundna till varandra på så sätt att det kan påverka räddningsinsatsen negativt.

Figur 18. Enhet

Med grund i källdomänen bisvärm togs konceptidén enhet fram (se figur 18 för skiss), där alla drönare styrs som en enda enhet. Detta kan göras genom att operatören styr hela gruppen genom en enhet. Det medföljer att hela gruppen fungerar på samma sätt, innehar samma information, samt får samma instruktioner. Det är underlättar arbetet för operatören och eliminerar de potentiella problem som kan uppstå när drönarna ska försöka samarbeta med varandra. Dock är det ett relativt ineffektivt sätt att arbeta på, samt att deltagarna ansåg att minst en drönare bör ha en

(37)

Figur 19. Stafett

Den sista konceptidén som togs fram är stafett (se figur 19). Det innebär att en drönare eller en grupp med drönare börjar insatsen med att genomföra det uppdrag den eller de är specialiserade för, för att sedan lämna över arbetet till nästa drönare eller grupp. Den drönaren eller gruppen genomför de uppgifter som den eller de är specialiserade för, för att sedan lämna vidare till nästa, och så vidare. Ett exempel är att en drönare skickas ut för att kartlägga ett område för att sedan återvända med information om vilket område de bör söka inom. Nästa drönare eller grupp åker sedan ut för att exempelvis bedöma olika risker som finns i området som bör försöka undvikas, för att sedan skicka ut nästa grupp. Detta är inspirerat av källdomänen fotbollslag, där de olika spelarna ofta är specialiserade på vissa saker. Det skapar en tydlig struktur samt maximerar användningen av kapacitet och expertis. Däremot är det relativt ineffektivt och kan lätt bli rörigt.

4.3. Konceptvärdering

Nedan har en värdering gjorts på alla konceptidéer som genererats från de båda synectics-procedurerna, där utgångspunkten för värderingen har varit tankarna som skrevs ned under det individuella arbetet samt diskussionen från workshopen. Kriterierna kan sammanfattas enligt följande: - Användarvänligt - Resurssmart - Bra samarbete - Uppfyller mål - Initiativtagande

(38)

Med grund i detta har positiva och negativa faktorer för varje konceptidé skrivits ner. Dessa faktorer kommer att bidra till att avgöra vilket eller vilka koncept som ter sig fungera bäst för att sedan arbeta vidare på.

(39)

Tabell 4

Värderingsmatris på de genererade idéerna från det individuella synectics-arbetet samt workshopen

Konceptidé Positivt Negativt

Grupper + Effektivt + Täcker större yta + Samarbete

+ Genererar fler lösningar + Tydliga ansvarsområden

- Samarbetsproblem - Svårkontrollerat

- Misskommunikation – lätt att missa något

President + Tydlig ledare + Effektivt + Hierarki

+ Feldriven inlärning (lätt att spåra tillbaka beslut)

- Lågt initiativtagande - Sårbart

Checklista + Strukturerat – riktlinjer + Avlasta ledare

- Kan bli ineffektivt

Kameleonter + Effektivt

+ Högt initiativtagande

- Kan bli rörigt - Samarbetsproblem

Latent information + Gör inget om ledaren dör - Resurskrävande

Kontextberoende ledare + Effektivt + Expertis

- Kan bli rörigt - Misskommunikation

Involvera operatör + Mer kontroll - Mindre automatik - Moraliskt ansvar

Demokrati + Tar hänsyn till all information - För många kockar i soppan - Kan leda till sidospår - Ineffektivt

De starkaste överlever + Om många – gör inget om en eller några försvinner

+ Genererar en stark grupp

- Om få – sårbart om en eller några försvinner

Bestämd formation + Tydligt och strukturerat + Lätthanterligt för operatör

- Mindre anpassningsbart

- Klump – kan inte sprida ut sig lika lätt - Kan upplevas hotfullt

Individuellt arbete + Högt initiativtagande - Svårhanterligt för operatör - Ineffektivt

- Rörigt

Klassrum + Kan generera bra samarbete + Bra kommunikation

- Eventuellt hög belastning på lärare - Ineffektivt

Överlappning + Bra översikt + Resurssmart

- Svårt att implementera

Enhet + Enkelt att styra (genom en) + Inget samarbetsproblem + Simpel formation

- Ineffektivt

- Svårt att upprätthålla mål utan ledare

Stafett + Strukturerat

+ Kan maximera drönarnas kapacitet + Expertis

- Ineffektivt - Rörigt

(40)

Utifrån tabell 4 med de olika faktorerna för varje koncept samt tankarna och diskussionerna från synectics-procedurerna är koncepten grupper samt president värderade att fungera bäst. Det var även de som diskuterades mest i workshopen.

4.4. Presentation av koncept

Värderingen av de genererade idéerna gav grupper och president som de bästa alternativen. I workshopen växte konceptidén grupper fram från metaforen:

Drönare arbetar i lag

Detta sågs som en bra lösning då laget kan delas in i mindre grupper som kan ha olika ansvarsområden. Detta bör således generera fler lösningar på ett problem samt öka effektiviteten av arbetet. Anledningen till att detta ansågs vara en bättre lösning än att ha en svärm var det faktum att ett lag har en eller flera ledare, vilket deltagarna såg som fördelaktigt. För den här konceptidén diskuterades operatören som ledaren över laget, och sågs därför som någon typ av manager eller tränare.

Vidare genererades konceptidén president från diskussion om metaforen:

Drönare arbetar i flock

Här finns en tydlig ledare som fördelar ut arbetsuppgifter och information till de övriga drönarna. Huruvida en drönare eller operatören är ledare diskuterades båda som alternativ, men gruppen ansåg att det mest optimala vore att en drönare leder resten av gruppen, och operatören övervakar, justerar samt bidrar med information och kommandon till ledaren. Detta för att det ansågs som en mindre belastning för systemet om inte alla drönare behövde ta del av all information, och att ledaren istället bör fördela ut informationen.

Nedan finns två storyboards; en för respektive konceptidé (se figur 20 samt figur 21). Värt att notera dock är att de inte tar hänsyn till gränssnittsdesignen på detaljnivå, utan är endast utvecklade från konceptskisserna ovan för att ytterligare visualisera idéerna och hur de på ett översiktligt sätt skulle kunna fungera. Storyboard-skisserna är bara ett förenklat exempel, och samma principer kan antas gälla oavsett om drönarna befinner sig i närheten eller inte, där skillnaden blir att piloten har mer eller annan information på surfplattan, vilket inte inkluderas i dessa skisser.

(41)

Figur 20. Storyboard av konceptidén grupper

(42)

Figur 21. Storyboard av konceptidén president

Utifrån konceptidéerna, respektive storyboard och med grund i hur dessa diskuterades i workshopen kan detta sedan sättas in i blending theory. Det resulterar i en syntes; en blandning mellan idén grupper och idén president, vars egenskaper plockas ut med grund i metaforerna för respektive konceptidé, enligt figur 22.

(43)

Figur 22. Blending theory – en syntes mellan president och grupper.

De mest framträdande egenskaperna från respektive idé skapar tillsammans en emergent struktur enligt figur 22. För konceptidén grupper var den huvudsakliga egenskapen att drönargruppen delas in i mindre grupper, och för president var detta att ha en tydlig ledare. Detta leder till en syntes som innebär att varje mindre grupp har en egen, tydlig ledare. Varje grupp samarbetar med enheterna inom sin grupp, och ledarna i varje grupp samarbetar med varandra för att öka effektiviteten och samverkan mellan alla drönare. Alla ledare är målinriktade, och en hierarki förekommer inom grupperna, där enheterna antar olika roller till följd av ledarens instruktioner och beroende på situationen.

Hierarkiskt Lågt initiativtagande Top-down Beroende av president Struktur Initiativtagande Ledning Kognitiv strategi Hierarkiskt och rollbaserat Medelhögt initiativtagande Självstyrda och top-down, samarbete Målinriktat Medelhögt initiativtagande Målinriktad president Hierarkiska grupper Top-down och samarbete Grupper med ledare

Emergent struktur: flera grupper med en ledare i varje grupp

Input 1 President Input 1 Grupper Generic space Blended space

(44)

5. Diskussion Det här arbetet har strävat efter att besvara frågeställningarna:

- Vad innebär det att designa en svärm/lag/flock med drönare? - Vilka blir designkonsekvenserna av de olika metaforerna?

Från den språkliga analysen framställdes tre metaforer, en för varje begrepp:

Drönare arbetar i svärm Drönare arbetar i lag Drönare arbetar i flock

För att specificera svärmarna, lagen och flockarna ytterligare valdes specifika sådana ut; bisvärm, fotbollslag och vargflock. Utifrån dessa kunde sedan egenskaperna från respektive källdomän appliceras på måldomänen. Detta innebär att en design av en svärm med drönare innefattar de egenskaper som en bisvärm har, en design av ett lag av drönare innefattar de egenskaper som ett fotbollslag har, och en design av en flock med drönare innefattar de egenskaper som en vargflock har. Egenskaperna hos dessa källdomäner har studerats i relativt stor utsträckning sedan innan, och motsvarande definitioner användes även i det här arbetet.

Vidare utforskades designkonsekvenserna i ett individuellt arbete samt en workshop, vilket genererade ett antal konceptidéer, där positiva och negativa aspekter diskuterades för varje idé. Detta ledde fram till en syntes mellan metaforerna för drönare i lag och drönare i flock. Det medför en emergent struktur som innebär att drönarna är indelade i mindre grupper som var och en har en egen ledare och kan tilldelas ett eget ansvarsområde. Varje mindre grupp fungerar således som en flock. Tillsammans samarbetar dessa som ett lag.

Resultatet från synectics-arbetet går i linje med artikeln av Cavaliere et al. (2019), där de argumenterar för att drönarna bör fungera ungefär som människor. Att arbeta som människor innebär i det här fallet att arbeta som ett lag, vilket även deltagarna i workshopen ansåg vara en bra idé då de såg mest fördelar med den typen av formation. Cavaliere et al. (2019) förklarar att ett lag bör vara mest passande eftersom operatören som ska interagera med drönarna är en människa samt att drönarna kommer att interagera med människor i omvärlden. Till följd av detta menar de att systemen bör bete sig ungefär som människor. En anledning till att detta sågs som en bra lösning i workshopen kan förklaras av att metaforen ”drönarna arbetar i lag” är en primär metafor. Det innebär att det är den enda av de tre metaforerna som deltagarna har egna erfarenheter av i form av

References

Related documents

Någon begränsning till användning för berättigade ändamål följer emellertid inte av förslaget, vilket remissen felaktigt kan ge intryck av... Den föreslagna regleringen

Undersöker vi skillnaderna i antalet huvudplantor mellan bilder från GoPro- kameran och fältinventeringen var det två provytor som i bilderna visade ett högre antal plantor än

Stergiou och Siganos (u.å) nämner i Neural networks att neurala nätverk används för dess anmärkningsvärda förmåga att härleda meningar från komplicerad eller

När Obama och andra slutligen tog bladet från munnen var det dock inte för att ge någon djupare insyn i användningen av dessa eller för att förklara rapporter om civila

Undantaget från lagens tillämpningsområde bör även gälla för myndigheter Lantmäteriet avstyrker förslaget om att undantaget från lagens.. tillämpningsområde endast ska

Denna studie har därmed som syfte att jämföra en Digital Surface Model (DSM) genererad från konsumentdrönare med en Digital Terrain Model (DTM) skapad från Single Photon LiDAR

Hela den relativa fuktighetens vertikala profil enligt masten ritades inte upp heller utan bara för 0.84 meters höjd på grund av att data endast fanns för den höjden.. I den

Propositionen byggde på den ovan föredragna utredningen och kom att föreslå en polisiär befogenhet, med förebild från dåvarande 22 § polislagen, att utan tillstånd bedriva allmän