Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Designing Multimodal Warning Signals for Cyclists of the Future
Luleå University of Technology, Department of Business Administration, Technology and Social Sciences.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Traffic is a complex environment in which many actors take part; several new technologies bring promises of reducing this complexity. However, cyclists—a particularly vulnerable road user group—have so far been somewhat put aside in these new developments, among them being Cooperative Intelligent Traffic Systems (C-ITS) and their aspects of human–computer interaction.

This master’s thesis of industrial design engineering presents five multimodal collision warning signals for cyclists—future ones in these supposed C-ITS—using a novel application of bone conduction headphones (BCH) via sensations of both sound and touch. The thesis project was conducted as a complementary subset of the larger research project ‘V2Cyclist’ orchestrated by RISE Interactive. V2Cyclist set out to adapt the wireless V2X-protocol for cyclists by developing a physical prototype in the form of a bicycle helmet and corresponding human–computer interface.

A significant part of the theoretical framework for this thesis was multiple resource theory: tasks in a different modality can be performed more effectively than in one already taxed attentively. Literature on human factors was also applied, particularly with regards to the perception of sound; evidence suggests that humans evolved a perceptual bias for threatening and ‘looming’ sounds that appear to encroach our peripersonal space; ethological findings point toward the association with low-frequency sounds to largeness. Sound design techniques usually applied to more artistic ends, such as synthesis and mixing, were repurposed for the novel, audiotactile context of this thesis.

The thesis process was rooted in design thinking and consisted of four stages: context immersion, ideation, concept development, and lastly evaluation; converging and diverging the novel design space of using BCH in an audiotactile, i.e. bimodal way. The divergent approach generated a wide range of ideas. The later convergent approach did not result in one, definite design as further evaluation is required but also due to unknowns in terms of future hardware and network constraints. Given the plurality and diversity of cyclists, it may well follow that there is no optimal collision warning design in the singular. Hence, a range of five different solutions is presented.

Each of the five multimodal collision warnings presents a different approach to conveying a sense of danger and urgency. Some warning signals are static in type, while others are more dynamic. Given the presumed rarity of collision warnings, multiple design techniques and rationales were applied separately, as well as in combination, to create different warning stimuli that signaled high urgency in an intuitive way. Namely, the use of: conventions in design and culture; explicitness in the form of speech; visceral appeal via threatening and animalistic timbres; dynamic and procedurally generated feedback; multimodal salience; crossmodal evocation of ‘roughness;’ size-sound symbolism to imply largeness; and innately activating characteristics of looming sounds.

Abstract [sv]

Trafiken är en komplex miljö med många deltagare; diverse ny teknik gör anspråk på att underlätta denna komplexitet. Men, cyklister—en särskilt utsatt grupp av trafikanter—har hittills hamnat i skymundan för sådana utvecklingar. Vidare, aspekten av användbara gränssnitt för cyklister inom sådana uppkopplade och samverkande trafiksystem (C-ITS) har utforskats desto mindre.

Det här examensarbetet inom Teknisk design presenterar fem multimodala kollisionsvarningar avsedda för cyklister—framtida sådana i dessa C-ITS—genom en ny och bimodal användning av benledande hörlurar via både ljud och vibrationer. Examensarbetet genomfördes i koppling till forskningsprojektet V2Cyclist, orkestrerat av RISE Interactive, vars projektmål var att anpassa det trådlösa kommunikationsprotokollet V2X för cyklister via en fysisk prototyp i form av en cykelhjälm och parallellt utveckla ett tillhörande användargränssnitt.

En viktig del av det teoretiska ramverket för det här examensarbetet grundar sig på multiple resource theory: uppgifter kan utföras mer effektivt i en annan modalitet än i en som redan är belastad med uppmärksamhet. Mänskliga faktorer och teori om vår uppfattning användes; bevis pekar på att människor har evolutionärt utvecklat en bias för hotande ljud som upplevs inkräkta på vårt närmsta personliga revir; etologiska rön visar på en koppling mellan lågfrekventa ljud och ‘storhet.’ Tekniker inom ljuddesign vanligtvis använda till mer artistiska ändamål, såsom syntes och mixning, användes här till godo för att utforska den nya och bimodala designrymden.

Processen för arbetet grundade sig i design thinking och bestod av fyra faser: kontextfördjupning, idégenerering, konceptutveckling, och utvärdering. En ny och tidigare outforskad designrymd beståendes av en bimodal, ljudtaktil användning av benledande hörlurar divergerades och konvergerades. Ett initialt utforskande angreppssätt gav upphov till en bred mängd av idéer. Ett senare renodlande angreppssätt gick, dock, inte hela vägen till endast en optimal lösning, då vidare utvärdering krävs men också på grund av okända teknologiska begränsningar. Dessutom, givet cyklisters stora mångfald, kan det möjligtvis följa att det inte finns någon enskild design av den optimala kollisionsvarningen. Ett spann på fem olika lösningar presenteras därmed.

Fem koncept för multimodala kollisionsvarningar presenteras där varje variant uttrycker fara och kritiskhet på olika sätt. Vissa är statiska i typ, medan andra verkar mer kontinuerligt och dynamiskt. Det antogs att kollisionsvarningar sker sällan. Olika designtekniker och motiveringar har använts, ibland i kombination med varandra, för att skapa kollisionsvarningar vars avsikter omedelbart förstås: normer inom design och kultur gällande ljud; uttalad kommunikation i form av tal; anspråk på människors biologiska intuition via hotfulla och djurliknande klangfärger; dynamisk och procedurellt genererad feedback; multimodal effektfullhet; korsmodal känsla av grova texturer; size-sound symbolism för att antyda ‘storhet;’ samt de naturligt aktiverande egenskaperna hos looming sounds.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 243
Keywords [en]
industrial design engineering, human–computer interface, sound design, audiotactile design, crossmodal attention, bone conduction headphones, multimodal collision warnings, vulnerable road user (VRU), V2Cyclist, C-ITS, V2X, B2V
Keywords [sv]
teknisk design, användargränssnitt, ljuddesign, taktildesign, korsmodal uppmärksamhet, benledande hörlurar, multimodala kollisionsvarningar, sårbara trafikanter, V2Cyclist, C-ITS, V2X, B2V
National Category
Other Engineering and Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-74884OAI: oai:DiVA.org:ltu-74884DiVA, id: diva2:1328922
External cooperation
RISE Interactive Piteå
Educational program
Industrial Design Engineering, master's level
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-06-25 Created: 2019-06-24 Last updated: 2019-06-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(201667 kB)21 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 201667 kBChecksum SHA-512
45c3809aa6ce42e4e94f2788e3ac873d029ea889b8f66aa4f366ceaeed4055bb698beb243614479a2ba71d4952200d22eed8fe6e34e1287a834b906f36e386e5
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Nordmark, Anton
By organisation
Department of Business Administration, Technology and Social Sciences
Other Engineering and Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 21 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 431 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf