Afbeeldend of niet-afbeeldend? Effect van manier van expressie van datavisualisaties op bewustzijn van energieverbruik
Svevo de Weert
Samenvatting
ANR 778404
In deze scriptie onderzoeken we de effecten van de manier van expressie van visualisaties. Daarvoor zijn
Bachelorscriptie
twee versies van een energiebesparingssysteem ontwikkeld: één met afbeeldende visualisaties, en één
Communicatie- en Informatiewetenschappen
met niet-afbeeldende visualisaties. Beide versies zijn
Specialisatie Bedrijfscommunicatie en Digitale Media
getest door een groep participanten, en beoordeeld aan de hand van een vragenlijst. Participanten die
Faculteit Geesteswetenschappen
de afbeeldende visualisaties zagen gaven aan
Universiteit van Tilburg, Tilburg
meer bewust te zijn van hun energieverbruik, en vonden hun energieverbruik opvallender. Er werd
Begeleiders: M. van Amelsvoort
geen effect van manier van expressie gevonden op
A. Quispel
interesse in energieverbruik en betrokkenheid. De
H. Westerbeek
resultaten dragen bij aan de kennis over de manier
Tweede lezer: A. Maes
van expressie. We moedigen verder onderzoek aan en raden designers van feedbacksystemen aan om
April 2014
afbeeldende visualisaties te gebruiken om aandacht te trekken bewustzijn te stimuleren.
Inhoudsopgave 1.
Inleiding
3
2.
Visualisaties
4
2.1
Visualisaties ontleden
4
2.2
Manier van expressie: afbeeldend of niet-afbeeldend
5
3.
Effecten van manier van expressie
6
3.1
Waardering
6
3.2
Begrip
8
3.3
Snelheid van informatieverwerking
8
3.4
Herinnering
9
3.5
Overzicht
9
4.
Onderzoek naar bewustzijn in het eco-feedback-onderzoeksveld
10
4.1
Theorieën ten grondslag aan eco-feedback-systemen
10
4.1.1
Transtheoretisch model van gedragsverandering
10
4.1.2
Strategieën om gebruikers te beïnvloeden
11
4.1.3
Strategieën om bewustzijn van gebruikers te beïnvloeden
12
4.1.4
Heuristisch model van milieurelevant gedrag
13
4.1.5
Strategieën voor het ontwerp van eco-visualisaties
14
4.2
Effecten van visualisatietypen op bewustzijn van energieverbruik
15
4.2.1
Evaluatie van een afbeeldende visualisatie in een energiebesparingssysteem
15
4.2.2
Vergelijking tussen een iconische en indexicale visualisatie
15
4.2.3
Vergelijking van datavisualisaties op energierekeningen
16
5.
Verwachtingen
17
6.
Methode
19
6.1
Participanten
19
6.2
Materialen
19
6.3
Procedure
23
7.
Resultaten
24
7.1
Bewustzijn
24
7.2
Interesse
24
7.3
Opvallendheid
25
7.4
Speelse betrokkenheid
25
8.
Discussie
26
9.
Literatuur
28
10.
Appendix - vragenlijst
30
1.
Inleiding
De economische crisis en milieuvraagstukken hebben geleid tot initiatieven om mensen meer bewust te maken van hun energieverbruik. Een voorbeeld is een ‘intelligente’ thermostaat, genaamd Toon, die het energieverbruik in de gaten houdt en presenteert op een display, uitgebracht door energieleverancier Eneco in 2012. Zo kan men naast de gangbare functies van een thermostaat zoals het instellen van de temperatuur, ook huidig en historisch verbruik zien van stroom en gas. Deze informatie wordt getoond aan de hand van datavisualisaties: visuele weergaves van gemeten eenheden door middel van gecombineerd gebruik van punten, lijnen, een coördinatenstelsel, getallen, symbolen, woorden, arcering en kleur (Tufte, 2001). In het geval van de thermostaat gaat het vooral om een aantal staafgrafieken, waarbij staven maandelijks energieverbruik presenteren (figuur 1A). De Toon is een voorbeeld van eco-feedback. Eco-feedback-technologieën zijn gebaseerd op de hypothese dat de meeste mensen niet bewust zijn en begrijpen dat hun dagelijkse gedrag invloed heeft op het milieu, en dat dit probleem opgelost kan worden door feedback te geven op hun gedrag (Froehlich, Findlater & Landay, 2010). Verschillende onderzoeken laten zien dat eco-feedback kan helpen om een energiebesparing te verwezenlijken, maar over de werking van eco-feedback is echter nog weinig bekend (McCalley & Midden, 1998). De rol van grafisch ontwerp in eco-feedback-technologie is tot nu toe nog weinig bestudeerd (Fischer, 2008). In dit onderzoek richten we ons specifiek op het effect van manier van expressie van een visualisatie op bewustzijn van energieverbruik. Een visualisatie heeft een afbeeldende of niet-afbeeldende manier van expressie (Engelhardt, 2002). Afbeeldende visualisaties zijn afbeeldingen van een fysiek object of fysieke scene. Een nietafbeeldende weergave van energieverbruik is bijvoorbeeld een staaf die gasverbruik in euro’s aangeeft (figuur 1A). In een afbeeldende staafgrafiek is dit gasverbruik bijvoorbeeld gevisualiseerd in de vorm van een stapel euromunten (figuur 1B). Naar de effecten van manier van expressie op de lezer is nog weinig onderzoek gedaan.
Figuur 1
Voorbeeld van een niet-figuratieve (A) en figuratieve (B) staafgrafiek van gasverbruik
in euro’s per maand.
3
Het doel van dit onderzoek is vaststellen wat het effect is van manier van expressie op bewustwording. Dit onderzoeken we in de context van energiebesparing, waardoor de resultaten bijdragen aan het eco-visualisatie-onderzoeksveld. De onderzoeksvraag luidt: wat is het effect van manier van expressie op bewustzijn van energieverbruik? Om deze onderzoeksvraag te beantwoorden hebben we een prototype van een energiebesparingssysteem ontwikkeld. Het systeem is gebaseerd op de thermostaat Toon van Eneco. We hebben twee versies van de thermostaat gemaakt. Eén versie met afbeeldende grafieken en één met niet-afbeeldende grafieken. Het prototype is geëvalueerd door 31 participanten. De participanten kregen één versie van het prototype te zien, testten deze versie en vulden vervolgens een vragenlijst in. In paragraaf twee definiëren we manier van expressie: wat is het verschil tussen afbeeldende en niet-afbeeldende visualisaties? Daarna behandelen we in paragraaf drie eerder onderzoek naar de manier van expressie: wat is reeds bekend over de invloed van manier van expressie op de lezer? Vervolgens bespreken we, in paragraaf vier, onderzoek naar energiebesparingssystemen om bewustzijn van energieverbruik te realiseren en de onderliggende theorieën: welke factoren beïnvloeden bewustzijn van energieverbruik? In paragraaf vijf formuleren we onze hypotheses voor het effect van manier van expressie op bewustzijn van energieverbruik. Ten slotte volgt een beschrijving van ons eigen onderzoek.
2.
Visualisaties
In de inleiding werd de term ‘datavisualisatie’ verklaard aan de hand van Tuftes (2001) definitie: “visuele weergaves van gemeten hoeveelheden door middel van gecombineerd gebruik van punten, lijnen, een coördinatenstelsel, getallen, symbolen, woorden, arcering en kleur”. Datavisualisaties staan centraal in deze scriptie, maar om te begrijpen wat ‘manier van expressie’ inhoudt beschouwen we eerst visualisaties. Engelhardt (2002) beschrijft visualisaties met de term ‘grafische representatie’: “een zichtbaar artefact op een min of meer vlak oppervlak, gecreëerd om informatie uit te drukken.” Dit is een brede definitie, van toepassing op onder meer grafieken, kaarten, foto’s en tekst. In The Language of Graphics heeft Engelhardt (2002) een raamwerk opgesteld voor de analyse van syntaxis en interpretatie van grafische representaties. We behandelen kort de syntaxis en vervolgen dan met de aspecten van interpretatie, één daarvan is manier van expressie.
2.1
Visualisaties ontleden
Taal kun je ontleden aan de hand van grammatica. Met de syntaxis van grafische representaties benadert Engelhardt grafische representaties net als taal. Door grafische representaties te ontleden kan hun structuur worden beschreven. Volgens Engelhardt kan een grafische representatie elementair of samengesteld zijn. Een
4
samengestelde grafische representatie bestaat uit een grafische ruimte, met daarin meerdere grafische objecten (zie figuur 2A). Deze objecten kunnen zelf ook weer samengestelde grafische representaties zijn met grafische sub-objecten (figuur 2B). Dit is een recursief proces. De objecten in een samengesteld grafisch object zijn verwikkeld in grafische relaties. Eén van die relaties is de positie van het object ten opzichte van de ruimte waarin het object zich bevindt (figuur 2C). De andere relaties zijn tussen grafische objecten. Een ruimtelijke relatie: hun positie ten opzichte van andere grafische objecten (figuur 2D). En een visuele relatie: verschillen in visuele attributen zoals kleur, grootte en vorm (figuur 2E).
Figuur 2
Structuur van een samengesteld grafisch object (o.b.v. figuur 2-02, Engelhardt, 2002) Samengesteld grafische representatie
2.2
Manier van expressie: afbeeldend of niet-afbeeldend
Visuele attributen hebben betrekking op de manier van expressie, het onderwerp van deze scriptie. Grafische objecten kunnen afbeeldend of niet-afbeeldend zijn. Afbeeldende objecten representeren een fysiek object of scene, variërend van schematisch tot realistisch. Onder niet-afbeeldende objecten verstaat Engelhardt abstracte vormen, woorden en getallen (zie tabel 1).
Figuur 3
Manier van expressie (Engelhardt, 2002)
Afbeeldend Realistisch
5
Schematisch
Niet-afbeeldend Abstracte vormen
Woorden, getallen
Een grafisch object kan in de ene context afbeeldend zijn, en in de andere content niet-afbeeldend (Engelhardt, 2002). Om een voorbeeld te geven: een driekhoek kan in een bepaalde context worden beschouwd als piramide (afbeeldend), en in een andere context als markering op een kaart (nietafbeeldend). Zie ook het voorbeeld in figuur 4.
Figuur 4
Voorbeelden van manier van expressie en invloed van context
A. Afbeeldend: een illustratie van een piramide. B. Afbeeldend: een meer schematische illustratie van een piramide. C. Niet-afbeeldend: abstracte vormen die plekken op de kaart markeren; in deze context is de driehoek geen letterlijke representatie. Binnen de literatuur wisselt de definitie van afbeeldend en niet-afbeeldend (Engelhardt, 2002). Zo spreken Richards (2001) en Bertin (2001) over een onderscheid tussen figuratieve en niet-figuratieve afbeeldingen. Verder maakt Tufte (2001) geen onderscheid tussen realistische en schematische afbeeldende objecten. En laat Richards (2001) tekst buiten beschouwing. Voor een vergelijking van de definities zoals ze door de verscheidene auteurs gehanteerd worden zie Engelhardt (2002). Wij hanteren Engelhardts definitie van afbeeldend en niet-afbeeldend, hier zijn de andere definities onder te scharen.
3.
Effecten van manier van expressie
In deze scriptie onderzoeken we of variatie in manier van expressie tussen visualisaties effect heeft op de lezer, met betrekking tot bewustzijn. Wat is reeds bekend over effecten van de manier van expressie? In eerdere studies is onderzoek gedaan naar – of getheoretiseerd over – effecten van manier van expressie op waardering, begrip, snelheid van informatieverwerking en herinnering. Deze studies behandelen we in paragrafen 3.1 tot 3.4.
3.1
Waardering
Het effect van een afbeeldende manier van expressie op waardering van visualisaties is aan de orde
6
gekomen in onderzoeken van Bateman et al. (2010), Mattheij, Szilvasi, De Beer, Rakiman en Shahid (2011) en Quispel en Maes (2013). Bateman et al. (2010) onderzochten effecten van grafiekverfraaiing op de lezer. Proefpersonen kregen een aantal grafieken te zien. Van elke grafiek waren twee versies: verfraaid of niet-verfraaid. Proefpersonen kregen per grafiek één van beide versies te zien. Bij elke grafiek moest men vragen beantwoorden, waarna door middel van een geheugentaak herinnering van de grafieken werd getest. Men vond de verfraaide grafieken in het onderzoek aantrekkelijker dan de niet-verfraaide grafieken. Van de verfraaide grafieken in het experiment was het merendeel ook afbeeldend. Alle niet-verfraaide grafieken waren ook niet-afbeeldend. Dat wijst erop dat de resultaten uit het onderzoek van Bateman et al. (2010) mogelijk toepasbaar zijn op afbeeldende en niet-afbeeldende grafieken. Onderzoek
naar
een
energiebesparingssysteem
met
afbeeldende
visualisaties
(Mattheij et al. 2011) wijst op eenzelfde conclusie. Participanten testten een prototype van een energiebesparingssysteem dat feedback geeft op energieverbruik. Deze feedback wordt getoond aan de hand van tekst en datavisualisaties. Eén van de visualisaties is een energieboom: een afbeeldende datavisualisatie die het energieverbruik in de kamer van de ingelogde persoon toont. Bij weinig energieverbruik ziet deze boom er gezond uit, bij hoog energieverbruik verdort de boom (zie figuur 5). Na afloop van de evaluatie werd de houding van de participanten tegenover het systeem bepaald met een vragenlijst. Men vond de energieboom er aanlokkelijk uitzien en een leuk onderdeel van de applicatie.
Figuur 5
Een boom die energieverbruik visualiseert (Mattheij et al., 2011)
Zowel het onderzoek van Bateman et al. (2010) als Mattheij et al. (2011) wijzen op een positief effect van een afbeeldende manier van expressie op waardering. Dit zijn slechts aanwijzingen, in geen van beide artikelen werd de manier van expressie expliciet onderzocht. Het verschil in afbeeldende en niet-afbeeldende visualisaties stond wel centraal in een studie van Quispel en Maes (2013). In het onderzoek werden studenten grafische vormgeving gevraagd een specifieke dataset te visualiseren. Dit resulteerde in tien afbeeldende en tien niet-afbeeldende datavisualisaties die zijn voorgelegd aan participanten (professionals en leken) via een aantal taken. In drie beoordelingstaken waardeerde men alle visualisaties met een cijfer, en een score op aantrekkelijkheid en duidelijkheid. 7
In een selectietaak werden de participanten gevraagd om de drie meest en minst gewaardeerde
visualisaties te kiezen. Uit de resultaten bleek dat professionals afbeeldende visualisaties aantrekkelijker vinden dan niet-afbeeldende visualisaties. Leken beoordeelden daarentegen niet-afbeeldende visualisaties als aantrekkelijker. Zowel leken als professionals vonden niet-afbeeldende grafieken duidelijker. Nietafbeeldende visualisaties kregen van leken een hoger waarderingscijfer toegekend dan afbeeldende visualisaties. Uit de selectietaak kwam naar voren dat de professionals een voorkeur lijken te hebben voor afbeeldende visualisaties, terwijl de leken voor niet-afbeeldende visualisaties kiezen. Het verschil tussen de professionals en leken is opvallend. De onderzoekers verwachtten op basis van de resultaten van Bateman et al. (2010) niet dat leken niet-afbeeldende visualisaties meer zouden waarderen (Quispel & Maes, 2013). Als mogelijke verklaring voor dit verschil stippen de onderzoekers de grafieken aan uit het experiment van Bateman et al. Daarin waren de afbeeldende visualisaties kleurrijk in tegenstelling tot de zwart-witte niet-afbeeldende visualisaties, wat mogelijk een verstoord beeld gaf van het effect van de manier van expressie. Op basis van de in deze paragraaf besproken onderzoeken concluderen we dat nietafbeeldende visualisaties over het algemeen meer worden gewaardeerd dan niet-afbeeldende. Overigens blijkt wel dat bepaalde groepen mensen, zoals grafisch ontwerpers, afbeeldende visualisaties meer waarderen. Verder lijkt het type visualisatie invloed te hebben: een aantal afbeeldende visualisaties worden door zowel leken als professionals hoog gewaardeerd.
3.2
Begrip
In paragraaf 3.1 bespraken we een onderzoek naar grafiekverfraaiing van Bateman et al., 2010. In dat onderzoek werden participanten gevraagd grafieken die ze zojuist hadden gezien te beschrijven op verschillende onderdelen (zoals onderwerp en categorie). Een verschil in accuraatheid van de beschrijvingen tussen verfraaide en niet-verfraaide grafieken werd niet gevonden.
3.3
Snelheid van informatieverwerking
Een theorie is dat men dankzij afbeeldende visualisaties informatie cognitief efficiënter kan verwerken (Ware, 2000). Deze theorie is gebaseerd op het idee dat men bij een afbeeldende visualisatie niet eerst de betekenis hoeft op te zoeken om de visualisatie te begrijpen, in tegenstelling tot bij abstracte figuren zoals een staaf in een staafgrafiek. Snelheid van informatieverwerking is bestudeerd in het eerder besproken onderzoek van Bateman et al. (2010) en Quispel en Maes (2013). In het onderzoek van Bateman et al. nam men tijdens het beschrijven van grafieken evenveel tijd om de verfraaide grafieken te bekijken als de niet-verfraaide grafieken. Quispel en Maes vroegen proefpersonen om zo snel mogelijk een vraag te beantwoorden over data in grafieken met verschillende manieren van expressie. Men gaf sneller antwoord op de vraag bij niet-afbeeldende grafieken. De conclusies van beide onderzoeken komen niet overeen met de theorie dat men afbeeldende visualisaties sneller verwerkt. Onderling komen de conclusies ook niet geheel met elkaar overeen. Mogelijk komt dit doordat de visualisaties uit het experiment van Bateman et al. niet allen verschilden in manier van expressie, zoals bij Quispel en Maes het geval was. Een andere verklaring kan het
8
verschil in tijdslimiet zijn. Participanten in het onderzoek van Bateman at al. kregen geen tijdslimiet voor de beschrijvingstaak. Mogelijk zorgden andere factoren dan snelheid van informatieverwerking daardoor voor een verschil in de tijd die men nam om de visualisatie te bekijken, zoals interesse. Participanten die deelnamen aan het experiment van Quispel en Maes moesten zo snel mogelijk reageren, waardoor de kans kleiner is dat men de tijd nam om een grafiek te bestuderen vanwege andere redenen dan zo snel mogelijk de nodige informatie te vinden.
3.4
Herinnering
Borkin et al. (2013) onderzochten welke factoren bepaalde visualisatie wezenlijk meer memorabel maken dan andere. Een reeks van visualisaties (17 ronden met elk 120 visualisaties) werd voorgeschoteld aan proefpersonen. Zodra deze een visualisatie voor de tweede keer zagen drukten ze op een knop. Aan de hand van deze responses werd een herinneringsscore toegekend aan de visualisaties. Er was een taxonomie gecreëerd van de verschillende visualisaties, om zo de score toe te kunnen schrijven aan kenmerken van de visualisaties. Eén van deze kenmerken heeft betrekking op manier van expressie: een attribuut getiteld “menselijk herkenbare objecten”. Daarmee zijn visualisaties bedoeld met foto’s, cartoons of andere menselijk herkenbare pictogrammen. Kortom, afbeeldende visualisaties. De resultaten van het experiment tonen dat afbeeldende visualisaties significant beter worden herinnerd dan niet-afbeeldende afbeeldingen. Volgens Borkin et al. (2013) is dit geen verrassend resultaat aangezien wij mensen zijn geëvolueerd om natuurlijke objecten te zien en te herkennen. De auteurs concluderen dat een visualisatie met menselijk herkenbare objecten daarom makkelijk herkend, en waarschijnlijk onthouden zal worden. Het experiment van Borkin et al. (2013) testte herinnering van visualisaties op korte termijn, namelijk binnen enkele minuten. In het in paragraaf 3.1 beschreven onderzoek naar grafiekverfraaiing van Bateman et al. (2010) is herinnering ook na twee tot drie weken getest. Op de korte termijn werd geen verschil in herinnering vastgesteld, maar na een periode van twee tot drie weken werden verfraaide grafieken beter herinnerd dan niet-verfraaide grafieken.
3.5
Overzicht
In de paragrafen 3.1 tot en met 3.4 is onderzoek besproken naar de effecten van manier van expressie op waardering, begrip, snelheid van informatieverwerking en herinnering. Samengevat worden afbeeldende visualisaties minder gewaardeerd dan afbeeldende visualisaties (behalve door grafische vormgevers) (Quispel & Maes, 2013). Verder lijkt er geen invloed te zijn van manier van expressie op begrip van visualisaties (Batemen et al., 2010). Maar niet-afbeeldende visualisaties leveren wel sneller een reactie op (Quispel & Maes, 2013). Ten slotte worden afbeeldende visualisaties op de korte termijn beter herinnerd (Borkin et al., 2013), en lijkt dit ook voor de lange termijn te gelden (Bateman et al., 2010). Een mogelijk effect van manier van expressie op bewustzijn kan op basis van de hierboven 9
genoemde literatuur niet worden vastgesteld. Daarom bespreken we in de volgende paragraaf
onderzoek naar factoren in feedbacksystemen die bewustzijn van energieverbruik beïnvloeden.
4.
Onderzoek naar bewustzijn in het eco-feedbackonderzoeksveld
Energiebesparingssystemen zoals de Toon, genoemd in de inleiding, zijn een voorbeeld van ecofeedback-systemen. Maar ook een stappenteller die aanspoort om de auto op de oprit te laten staan is een voorbeeld van een eco-feedback-systeem. Eco-feedback-systemen zijn gebaseerd op de hypothese dat de meeste mensen niet bewust zijn dat hun dagelijkse gedrag invloed heeft op het milieu, en dat dit probleem opgelost kan worden door feedback te geven op hun gedrag (Froehlich et al., 2010). Er is onderzoek verricht naar de effecten van eco-feedback op energiegedrag van huishoudens (McCalley & Midden, 1998). Daaruit is duidelijk gebleken dat feedback helpt om energie te besparen (Froehlich et al., 2010; McCalley & Midden, 1998). In sommige gevallen zorgde feedback voor een besparing van 9% (Ueno et al., 2006). Alhoewel bekend is dat feedback helpt, is het in mindere mate bekend hoe dit proces precies werkt. Met name het aspect van het visueel ontwerp van energiebesparingssystemen is onderbelicht in eerdere studies (Fischer et al., 2008). Er is dus weinig bekend over de invloed van grafische elementen op de gerealiseerde besparingen. In dit onderzoek nemen we één visueel aspect onder de loep, namelijk manier van expressie. We onderzoeken het effect van manier van expressie op bewustzijn. Eco-feedback-technologieën om mensen bewust te maken van energieverbruik maken vaak gebruik van theorieën uit de gedrags- en omgevingspsychologie (Kim, Hong & Magerko, 2010; Froehlich et al., 2010). We bekijken ontwerpaanbevelingen op basis van deze theorieën om te zien hoe manier van expressie hier invloed op heeft. Vervolgens beschouwen we energiebesparingssystemen die zijn gebaseerd op de besproken theorieën, en verschillende visualisatiewijzen gebruiken om bewustzijn te beïnvloeden.
4.1
Theorieën ten grondslag aan eco-feedback-systemen
We bespreken twee modellen van gedragsverandering. Het Transtheoretisch model van gedragsverandering van Prochaska, DiClemente en Norcross (1992) en een model dat specifiek is gericht op milieuvriendelijk gedrag: het Heuristisch model van milieurelevant gedrag (Matthies, 2005). Beide modellen zien bewustzijn als een stap naar gedragsverandering. Vervolgens komen strategieën aan bod die gebaseerd zijn op deze modellen (Consolvo, McDonald, Landay, 2009; He, Greenberg & Huang, 2010; Fischer, 2008). We sluiten de paragraaf met strategieën voor het ontwerp van eco-visualisaties (Pierce, Odom en Blevis, 2008).
4.1.1
Transtheoretisch model van gedragsverandering
Het Transtheoretisch model van gedragsverandering (Prochaska et al., 1992) is een veelgebruikte 10
theorie over gedragsverandering (Consolvo et al., 2009). Volgens Prochaska et al. (1992) is intentionele gedragsverandering een proces dat bestaat uit verschillende stadia (He et al., 2010). In het eerste stadium van het proces, de precontemplatiefase, is men onbewust, ongeïnformeerd, onwillig of ontmoedigd om het probleem te veranderen. In de volgende fase, contemplatie, erkennen mensen dat hun gedrag problematisch is. De derde fase is genaamd voorbereiding, en betekent dat men klaar is om zijn of haar gedrag te veranderen. In de daaropvolgende actiefase veranderen mensen hun gedrag. Ten slotte probeert men dit nieuwe gedrag vast te houden, waarbij er een kans op terugval is. In dat geval belandt men terug in een eerdere fase en begint het proces vanaf daar opnieuw. Zie figuur 6 voor een overzicht van de fases.
Figuur 6
4.1.2
Proces van intentionele gedragsverandering (Prochaska et al., 1992)
Strategieën om gebruikers te beïnvloeden
Consolvo et al. (2009) stelden ontwerpstrategieën op voor persuasieve systemen die helpen om gedrag te veranderen. Daarbij maakten Consolvo et al. gebruik van het Transtheoretisch model van gedragsverandering. Verder baseerden ze de strategieën ook op theorieën uit de sociale psychologie, waaronder de Cognitive Dissonance Theory. In totaal geven Consolvo et al. acht strategieën, die we hier kort toelichten: 1. Weergeef data op een wijze waarop gebruikers op hun gedrag kunnen reflecteren. Stel de data zo beschikbaar dat gebruikers zelf kunnen bepalen wat belangrijk voor ze is. 2. Presenteer en verzamel data op een niet-opdringerige manier, zodat de dagelijkse activiteiten van de gebruiker niet worden verstoord. De data moeten beschikbaar zijn wanneer de gebruiker het nodig heeft, zonder onnodig de aandacht getrokken wordt. 3. Zorg dat de gebruiker zijn gegevens, die per definitie persoonlijk is, aan anderen kan tonen zonder zich daarbij ongemakkelijk te voelen. 4. De informatie moet nieuwsgierigheid oproepen en interessant blijven. Het systeem moet gemakkelijk en aantrekkelijk zijn. 5. Beloon de gebruiker bij gewenst gedrag en het behalen van doelen, maar deel geen straf uit. 6. De gebruiker moet controle hebben over de data. Overigens moet de data ook geloofwaardig zijn. 7. Stel historische informatie van de gebruiker ter beschikking. 11
8. Stel in de presentatie van informatie geen kunstmatige limieten aan wat de technologie kan
meten. De meeste van deze strategieën hebben betrekking op de functionaliteiten van een ecofeedbacksysteem, zoals het beschikbaar stellen van historische informatie, of het uitreiken van beloningen voor goed gedrag. Maar als deze functionaliteiten worden geïmplementeerd aan de hand van visualisaties, dan is het mogelijk dat manier van expressie invloed heeft op de effecten van de implementatie. Zo kan de vierde aanbeveling, esthetiek, worden beïnvloed door de manier van expressie. Volgens Consolvo et al. moet een feedbacksysteem aantrekkelijk zijn. Zoals we in paragraaf 2.1 hebben besproken heeft de manier van expressie invloed op de aantrekkelijkheid van een visualisatie. Verder bevelen Consolvo et al. aan dat de gepresenteerde informatie zowel nieuwsgierigheid als interesse opwekt, en het systeem gemakkelijk is. De invloed van manier van expressie op deze factoren kunnen we op basis van de besproken literatuur in paragraaf 2 niet vaststellen. Factoren als aantrekkelijkheid en het opwekken van interesse en nieuwsgierigheid zijn volgens Consolvo et al. strategieën om gebruikers te beïnvloeden. Hoewel deze strategieën zijn opgesteld op basis van het Transtheoretisch model van gedragsverandering stellen Consolvo et al. niet op welke fase uit dit model de strategieën van toepassing zijn. Om vast te stellen welke strategieën invloed hebben op de eerste fase, de fase waarin men onbewust is, bespreken we in de volgende paragraaf aanbevelingen van He et al. (2010).
4.1.3
Strategieën om bewustzijn van gebruikers te beïnvloeden
Net als Consolvo et al. (2009) stelden He et al. (2010) een aantal aanbevelingen op voor het ontwikkelen van feedbacksystemen op basis van Prochaska’s Transtheoretisch model van gedragsverandering en motivatietheorieën (zie paragraaf 4.1.2). Er is echter een verschil tussen beide aanbevelingen. Consolvo et al. geven algemene aanbevelingen, terwijl He et al. aanbevelingen hebben opgesteld per fase van het model van Prochaska et al. (1992). Volgens He et al. proberen de meeste feedbacksystemen een “one-size-fits-all”-oplossing te zijn voor gedragsverandering, en is dat een tekortkoming. Ze hebben dus aanbevelingen opgesteld per fase van Prochaska’s model om meer relevante feedback te kunnen geven. Omdat we een hypothese over het effect van manier van expressie op bewustzijn willen formuleren, bekijken we de drie aanbevelingen van He et al. bij de precontemplatiefase van het Transtheoretisch model van gedragsverandering. In het model is men in deze namelijk fase niet bewust van het probleem van hun gedrag. De eerste aanbeveling is om zowel de voordelen als de nadelen te tonen van milieuonvriendelijk gedrag. Voorbeelden van voordelen zijn extra kosten of minder comfort. De tweede aanbeveling is het refereren naar sociale normen. Vergelijk het vertoonde gedrag bijvoorbeeld met de buren, of laat zien wat de sociale norm is: “Met hetzelfde gemak gooi je het in de afvalbak”. De derde en laatste aanbeveling is om persoonlijke feedback te geven in de vorm van kleine handelingen, zoals een dagelijkse energietip. Hiermee weet men concreet wat hij of zij kan doen om energie te besparen, en heeft men de keuzevrijheid om deze handelingen uit te voeren. Alle aanbevelingen van He et al. gaan over functionaliteiten en de hoeveelheid informatie
12
die het feedbacksysteem moet tonen, net als de meeste aanbevelingen in het hiervoor besproken onderzoek van Consolvo et al. (2009). Toch heeft de variatie in manier van expressie mogelijk invloed op het effect van de implementatie van aanbevelingen. Als bijvoorbeeld de tweede aanbeveling, sociale vergelijking, wordt gerealiseerd door middel van visualisaties, dan heeft de manier van expressie invloed op de waardering of herinnering van de visualisatie.
4.1.4
Heuristisch model van milieurelevant gedrag
Fischer (2008) stelde ook aanbevelingen op voor effectieve feedback. In tegenstelling tot Consolvo et al. en He et al. baseerde Fischer zich daarbij niet op het Transtheoretisch model van gedragsverandering. Fischer gebruikte het Heuristisch model van milieurelevant gedrag (Matthies, 2005). We gebruiken Fischers vertaling om het Duitse model kort toe te lichten. Volgens het Heuristisch model van milieurelevant gedrag zijn er twee soorten gedrag: gewoontes en bewuste keuzes. Gewoontegedrag wordt met regelmaat op dezelfde manier uitgevoerd, zonder dat er over na wordt gedacht. Ons energieverbruik, zoals het licht aan doen of de temperatuur hoger zetten, is ook gewoontegedrag volgens Fischer. Maar deze gewoontes zijn in de tussentijd wellicht ongepast geworden, omdat de staat van het milieu is veranderd, of omdat houdingen ten opzichte van het milieu zijn aangepast. Om deze gewoontes te breken moet een bewuste beslissing worden genomen. Dit is norm-activatie genoemd (zie figuur 7), en daarvoor is bewustzijn nodig dat er een milieuprobleem is, dat het eigen gedrag daar mee te maken heeft, en dat hij of zij daar invloed op kan uitoefenen. Mensen moeten realiseren dat er nieuwe motieven nodig zijn voor hun gedrag. Dit kan een persoonlijke norm zijn, normen gesteld door de sociale omgeving, of andere normen zoals kosten van het gewenste gedrag. In een evaluatieproces worden alle normen en motieven gewogen, en vervolgens kiest men hoe men zich in het vervolg gedraagt. Op termijn kan dit nieuwe gedrag weer een gewoonte worden.
Figuur 7
Heuristisch model van milieurelevant gedrag van Matthies (2005), (op basis van Duits-
Engelse vertaling Fischer, 2008)
Norm-activatie
Motivatie
Evaluatie Herdefinitie
Bewustzijn van milieuprobleem Bewustzijn van relevantie eigen gedrag Bewustzijn van de mogelijkheden
13
Persoonlijke norm Sociale norm (verwachtingen van anderen) Andere motieven: bijv. kosten minimaliseren
Ongewenste gewoontes op gebied van milieu
Weging van normen en motieven Besluit
Actie
Op basis van dit model stelde Fischer de verwachtingen dat goede feedback de aandacht trekt, een duidelijke link legt tussen specifieke acties en hun effect, en motieven activeert die verschillende doelgroepen aanspreekt. Fischer vergeleek vervolgens de feedback die wordt gegeven in verscheidene feedbacksystemen. Op basis daarvan zijn de meest effectieve vormen van feedback geformuleerd. Feedback … 1. … is gebaseerd op werkelijke consumptie 2. … wordt frequent gegeven 3. … biedt interactie en keuze 4. … is apparaat-specifiek 5. … wordt over een langere periode gegeven 6. … kan historische of normatieve vergelijkingen bieden 7. … is gepresenteerd op een begrijpelijke en aantrekkelijke wijze Volgens Fischer sluiten deze aanbevelingen goed aan bij haar verwachtingen van effectieve feedback. Wederom geldt dat de manier van expressie een gedeelte van de aanbevelingen kan beïnvloeden. Zo is er mogelijk een verschil in opvallendheid tussen afbeeldende en niet-afbeeldende visualisaties, waardoor meer aandacht getrokken kan worden. En de laatste aanbeveling, presentatiewijze, hangt duidelijk samen met manier van expressie. Effecten van afbeeldende en niet-afbeeldende visualisaties op begrip en aantrekkelijkheid zijn behandeld in paragraaf 2.
4.1.5
Strategieën voor het ontwerp van eco-visualisaties
In de inleiding van paragraaf 4 werd aangestipt dat het visueel ontwerp van energiebesparingssystemen onderbelicht is in eerdere studies (Fischer et al., 2008). Onderzoek naar hoe datavisualisaties milieuvriendelijk gedrag kunnen stimuleren is door Holmes eco-visualisatie genoemd (2007). Pierce et al. (2008) hebben verschillende strategieën voor het ontwerp van eco-visualisaties omschreven, gebaseerd op de analyse van verscheidene eco-visualisaties. 1. Biedt indicatoren om gedrag te meten 2. Geef middelen om gedrag te analyseren 3. Gebruik sociale prikkels, zoals competitie, om besparing te stimuleren 4. Toon het verband tussen gedrag en effecten op de leefomgeving 5. Moedig speelse betrokkenheid en verkenning aan 6. Zorg dat gebruikers hun levensstijl kunnen uitdragen 7.
Faciliteer discussie en publieke betrokkenheid
8. Stimuleer kritische reflectie Een aantal van deze strategieën lenen zich voor realisatie aan de hand van variatie in manier van expressie. Bij de vierde strategie geven Pierce et al. (2008) zelf als voorbeeld het gebruik
14
van afbeeldende visualisaties als aanvulling op statistieken zoals CO2-emissie om de gevolgen van gedrag op het milieu duidelijk te maken. Verder bevelen ze aan om speelse betrokkenheid en verkenning te stimuleren aan de hand van interessante visualisaties. Hoewel mensen daardoor misschien betrokken raken puur voor het plezier, kan het leiden tot bewustzijn en besparing (Pierce et al., 2008).
4.2
Effecten van visualisatietypen op bewustzijn van energieverbruik
In de vorige paragrafen bespraken we aanbevelingen voor feedbacksystemen, en theoretiseerden we welk effect visualisaties op de implementaties van die aanbevelingen zou hebben. Om meer inzicht te krijgen in de effecten van visualisaties op bewustzijn van energieverbruik bekijken we onderzoek naar feedbacksystemen waarin grafisch ontwerp werd onderzocht.
4.2.1
Evaluatie van een afbeeldende visualisatie in een energiebesparingssysteem
Mattheij et al. (2011) testten een prototype van een energiebesparingssysteem om duurzaamheid van huishoudens te verbeteren. Het systeem gaf feedback op energieverbruik. Een deel van deze feedback werd gegeven via afbeeldende visualisaties. Participanten gaven aan meer bewust te zijn van hun energieverbruik door de presentatie van informatie over energieverbruik. Men vond de afbeeldende energieboom (zie figuur 5 in paragraaf 3.1) er aanlokkelijk uitzien en een leuk onderdeel van de applicatie. In het onderzoek is niet gemeten wat het aandeel was van de afbeeldende energieboom in het door participanten aangegeven bewustzijn.
4.2.2
Vergelijking tussen een iconische en indexicale visualisatie
In een onderzoek van Kim et al. (2010) zijn de effecten van visualisaties op energiebesparend gedrag wel gemeten. Zij onderzochten hoe verschillende datavisualisaties het bewustzijn van de ecologische consequenties van gedrag beïnvloeden. Hiervoor is een desktop widget ontwikkeld die dagelijks laat zien hoe lang men de computer aan heeft staan terwijl deze niet gebruikt wordt. Er werden twee varianten van de widget gecreëerd. Een indexicale representatie: een staafgrafiek met de totale tijd dat de computer aan staat en de tijd dat deze niet is gebruikt (zie figuur 8A). En een iconische representatie: een afbeelding van een koraalrif en vissen die ongezonder worden naarmate de tijd dat de computer is ingeschakeld, maar niet wordt gebruikt, stijgt (zie figuur 8B). Proefpersonen gebruikten één van de widgets gedurende een periode van twee weken. De widgets werden geëvalueerd aan de hand van een vragenlijst, analyse van gebruikslogs en een aantal interviews. Van alle gebruikers die het (iconische) koraalrif als widget hadden geïnstalleerd, stelde 52.9% dat ze de widget vaker gingen gebruiken tijdens de onderzoeksperiode. Ze waren er van bewust dat inactiviteit op de computer leidde tot beschadiging van het koraalrif en probeerden de inactiviteit te verminderen. Geen enkele gebruiker van de (indexicale) staafgrafiek-widget gaf een toename van gebruik aan. Er was geen sprake van bewustzijn of potentiele gedragsverandering. 15
Figuur 8
Iconische (A) en indexicale (B) desktop widget uit het onderzoek van Kim et al. (2010)
In hoeverre gelden de gevonden resultaten voor effecten van iconische en indexicale visualisaties op energiebewustzijn ook voor manier van expressie? In het onderzoek worden de termen ‘iconisch’ en ‘indexicaal’ kort beschreven als “een vergelijking van een iconische representatie met een numerieke benadering” (Kim et al., 2010). In figuur 8 is te zien dat het gebruikte iconische koraalrif een afbeeldende manier van expressie heeft. En deze indexicale staafgrafiek kan als nietafbeeldend worden bestempeld. De gebruikers van het afbeeldende koraalrif waren meer bewust van de ecologische gevolgen van hun gedrag terwijl dit bij de gebruikers van de niet-afbeeldende staafgrafiek niet werd geconstateerd. De vergelijking tussen de visualisaties in het experiment is echter niet helemaal juist. Het koraalrif laat via beschadigingen duidelijk een consequentie zien van gebruikers gedrag, terwijl bij de staafgrafiek niet is af te leiden of gedrag van gebruikers goed of slecht is. Mogelijk beïnvloedt dit de resultaten.
4.2.3
Vergelijking van datavisualisaties op energierekeningen
Ten slotte bespreken we nog één onderzoek naar de invloed van visualisatietype op bewustzijn van energieverbruik. Egan (1999) onderzocht de effecten van datavisualisaties in energierekeningen. Vier verschillende grafieken werden met een vragenlijst beoordeeld door personen die verantwoordelijk zijn voor het betalen van hun energierekening (Egan, 1999). Onder de grafieken zijn twee soorten staafgrafieken en twee soorten grafische verdelingen. Van deze laatste twee grafieken is één grafiek afbeeldend (figuur 9C). De grafiek toont maandelijkse energiebedragen met daarboven één of meerdere huisjes afgebeeld. Deze huisjes laten zien hoe hoog de maandelijkse energierekening van een huishouden is in verhouding met huishoudens in de buurt. Uit de vragenlijst blijkt dat men de afbeeldende grafiek makkelijker vond te begrijpen. Verder gaf men de voorkeur aan de afbeeldende grafiek als grafische weergave van hun energieverbruik bij energierekeningen. Personen die de afbeeldende visualisatie van hun energieverbruik zagen waren meer bereid om energie te besparen. Overigens verschilden de gebruikte visualisaties niet alleen in manier van expressie. De niet-afbeeldende staafgrafieken gaven – in tegenstelling tot de afbeeldende grafische verdelingen – geen informatie over de verdeling van maandelijkse energiekosten in de buurt. Dit kan een rol hebben gespeeld in begrip en voorkeur voor de visualisatiewijzen.
16
Figuur 9
De vergeleken datavisualisaties uit het onderzoek van Egan (1999)
5.
Verwachtingen
Op basis van de besproken theorieën en onderzoeken kunnen we een aantal verwachtingen formuleren over het effect van de manier van expressie op bewustzijn van energieverbruik. Afbeeldende visualisaties leiden tot een perceptie van bewustzijn (Mattheij et al., 2011). Verder lijken afbeeldende visualisaties mensen meer bewust te maken van hun energieverbruik dan niet-afbeeldende visualisaties (Kim et al., 2010). En afbeeldende visualisaties lijken de meeste bereidheid tot het besparen van energie op te roepen (Egan, 1999). Deze resultaten wijzen erop dat afbeeldende visualisaties meer bewust maken van energieverbruik. De verwachting is dat een energiebesparingssysteem met afbeeldende visualisaties mensen meer bewust maakt van hun energieverbruik dan eenzelfde systeem met niet-afbeeldende visualisaties.
H1
Een afbeeldende visualisatie maakt mensen meer bewust van hun energieverbruik dan een niet-afbeeldende visualisatie.
In de literatuur worden aanbevelingen gedaan om de meest effectieve feedback te realiseren (Consolvo et al., 2009; He et al., 2010; Fischer, 2008, Pierce et al., 2008). De aanbevelingen wekken de suggestie dat bepaalde visuele factoren bewustzijn beïnvloeden. Zo is feedback effectief wanneer het aantrekkelijk (Consolvo et al. 2009; Fischer, 2008), begrijpelijk (Fischer, 2008), interessant (Consolvo et al. 2009), speels (Pierce et al., 2008) is, en de aandacht trekt (Fischer, 2008). Mogelijk beïnvloedt de manier van expressie via deze factoren bewustzijn van energieverbruik. Naar de effecten van de manier van expressie van visualisatie op aantrekkelijkheid en begrip zijn reeds studies verricht. Daaruit bleek dat afbeeldende visualisaties minder worden gewaardeerd dan afbeeldende visualisaties (behalve door grafische vormgevers) (Quispel en Maes, 2013). Verder 17
lijkt er geen invloed te zijn van manier van expressie op begrip van visualisaties (Bateman et al.,
2010). Als aantrekkelijkheid het bewustzijn van energieverbruik beïnvloedt, dan zijn deze resultaten tegenstrijdig met onderzoeken naar energiebewustzijn (Kim et al., 2010; Egan, 1999). Dit verschil komt wellicht door de variatie in context, waardoor afbeeldende visualisaties die energieverbruik weergeven wel worden gewaardeerd. Mogelijk komt het hogere bewustzijn door afbeeldende visualisaties voort uit andere factoren zoals opvallendheid en de mate van interesse in visualisaties. De effecten van manier van expressie op deze factoren staat open voor discussie. Afbeeldende visualisaties worden op de korte termijn beter herinnerd dan niet-afbeeldende visualisaties (Borkin et al., 2013). Mogelijk duidt dit de opvallendheid van, en interesse in, afbeeldende visualisaties aan. Verder beredeneren we dat afbeeldende visualisaties in massamedia minder vaak worden gepubliceerd dan niet-afbeeldende visualisaties. Men is daarom meer bekend met niet-afbeeldende visualisaties, wat het gebruik van afbeeldende visualisaties opvallender kan maken. Dit leidt tot onze verwachting dat afbeeldende visualisaties interessanter en opvallender worden bevonden.
H2
H3
Een afbeeldende visualisatie is interessanter dan een niet-afbeeldende visualisatie.
Een afbeeldende visualisatie is opvallender dan een niet-afbeeldende visualisatie.
Verder is er de suggestie dat speelse betrokkenheid van een eco-visualisatie-systeem leidt tot bewustzijn van energieverbruik en energiebesparend gedrag (Pierce et al., 2008). Als men het leuk vindt om met de visualisatie bezig te zijn, in plaats van dit te moeten doen vanwege een bepaalde taak, dan leidt dit mogelijk tot meer bewustzijn (Pierce et al., 2008). Een aantrekkelijke visualisatie zou de speelse betrokkenheid kunnen bevorderen (Pierce et al., 2008). Alhoewel afbeeldende visualisaties misschien meer speels zijn, is het aangetoond dat niet-afbeeldende visualisaties aantrekkelijker zijn. Daarom verwachten we dat niet-afbeeldende visualisaties leiden tot meer betrokkenheid.
H4
Een niet-afbeeldende visualisatie leidt tot meer speelse betrokkenheid dan een afbeeldende visualisatie.
Nu volgt het onderzoek waarin de bovenstaande hypotheses zijn getoetst.
18
6.
Methode
De hypotheses zijn getoetst door proefpersonen een prototype van een energiebesparingssysteem te laten testen dat inzicht geeft in huidig en toekomstig energieverbruik. De afhankelijke variabelen zijn bewustzijn van energieverbruik, interesse in energieverbruik, opvallendheid van energieverbruik en de speelse betrokkenheid. Deze zijn gemeten aan de hand van een vragenlijst. De onafhankelijke variabele is de manier van expressie van visualisaties die energieverbruik tonen: afbeeldend of nietafbeeldend. De evaluatie van het systeem had een tussen-proefpersoon ontwerp: participanten kregen alleen afbeeldende visualisaties of niet-afbeeldende visualisaties te zien.
6.1
Participanten
31 participanten (24 mannen, 7 vrouwen) zijn voor het onderzoek geworven. De proefpersonen waren tussen de 17 en 69 jaar oud. De conditie met afbeeldende visualisaties bestond uit 16 participanten (10 mannen, 6 vrouwen), met een gemiddelde leeftijd van 47 jaar (mediaan: 49, standaardafwijking: 15). De conditie met niet-afbeeldende visualisaties bestond uit 15 participanten (14 mannen, 1 vrouw), met een gemiddelde leeftijd van 25 jaar (mediaan: 21, standaardafwijking: 9,7). Er stond geen beloning tegenover hun deelname aan het onderzoek. Verder had geen van de proefpersonen eerder gewerkt met het geteste systeem.
6.2
Materialen
Om het energiebesparingssysteem dat proefpersonen testten zo realistisch mogelijk te maken, hebben we een web app ontwikkeld op basis van een bestaande thermostaat, de Toon van Eneco (Eneco, 2012; zie figuur 10). We hebben de user interface van de Toon nagebouwd in een internetbrowser. Om het experiment gemakkelijk op meerdere plaatsen uit te voeren werd een iPad gebruikt. Om participanten het gevoel te geven dat ze een realistische thermostaat testten is de iPad zo vergrendeld dat alleen de thermostaat zichtbaar was. De adresbalk in de browser is verborgen, waardoor behalve de thermostaat, alleen de huidige tijd en het batterijpercentage te zien was op de iPad. Het dashboard (figuur 11A, 11 B), de homepagina van het systeem, bestaat uit een klok, buitentemperatuur, binnentemperatuur, programma’s, links naar schatting toekomstig verbruik, menu’s en huidig verbruik van gas en elektriciteit. Op het dashboard kan de temperatuur worden verhoogd of verlaagd. Ook kan er een bepaald temperatuurprogramma worden ingesteld: weg, thuis, slapen of comfort. Wanneer de temperatuur hoger of lager wordt gezet, is er een verandering zichtbaar in het huidig verbruik. De temperatuur wordt met twee graden Celsius tegelijk verhoogd of verlaagd, zodat een verandering in de staafgrafieken goed is te zien. Op de pagina’s met geschat toekomstig verbruik (figuur 11C en 11D) – één pagina voor elektriciteit, één pagina voor gas – is een staafgrafiek te zien met het verbruik per maand. De grafiek die wordt getoond is afhankelijk van de temperatuur die op dat moment is ingesteld. Hoe 19
hoger de temperatuur, hoe hoger het geschatte verbruik in de toekomst. Hoe lager de stand van
Figuur 10 Bestaande thermostaat Toon (Van der Wijst, 2012) (A) en de kopie ontwikkeld voor dit onderzoek (B)
20
Figuur 11 Dashboard van het energiebesparingssysteem ontwikkeld voor dit onderzoek
A Dashboard, afbeeldende manier van expressie
21
B Dashboard, niet-afbeeldende manier van expressie
Figuur 11 Dashboard van het energiebesparingssysteem ontwikkeld voor dit onderzoek
C Gasprognose, afbeeldende manier van expressie
D Gasprognose, niet-afbeeldende manier van expressie
22
de thermostaat, hoe lager het toekomstig verbruik wordt geschat. Deze gegevens over verbruik zijn fictief, maar er is getracht een reëel beeld van het toekomstig verbruik te geven. De participant wordt verteld dat het getoonde energieverbruik niet hun persoonlijke energieverbruik is, maar een zorgvuldig berekende simulatie daarvan. Er zijn twee soorten grafieken in de user-interface. Op het dashboard is het huidig verbruik weergegeven in een grafiek. Op de pagina’s met geschat toekomstig verbruik is een staafgrafiek te zien met het verbruik per maand. Er zijn twee condities. Eén conditie waarbij zowel de grafieken voor huidig verbruik en toekomstig verbruik niet-afbeeldend zijn. Eén conditie waarbij beide soort grafieken afbeeldend zijn. De niet-afbeeldende grafiek die huidig verbruik toont is dezelfde als in de thermostaat van Eneco. Deze ziet eruit als een grafische equalizer: een staaf opgedeeld in vakjes die van groen (laag energieverbruik) tot rood (hoog energieverbruik) lopen. Als afbeeldende grafiek om huidig verbruik te tonen is een visualisatie van een boom gebruikt, geïnspireerd op de energieboom ontwikkeld door Mattheij et al. (2011) (zie figuur 5). Hoger energieverbruik leidt tot een minder vitale, verdorde boom. Lager energieverbruik leidt tot een meer vitale, gezond uitziende boom. De niet-afbeeldende grafieken die geschat toekomstig verbruik tonen zijn staafgrafieken met verbruik per maand. Als afbeeldende grafiek zijn stapels euromunten gebruikt.
6.3
Procedure
De proefpersoon krijgt op de tablet een uitleg van het experiment. In de uitleg staat dat de proefpersoon een systeem zal gaan testen voor een thermostaat die het energieverbruik toont. Er wordt gevraagd om met het systeem te gaan werken en daarna een vragenlijst in te vullen. Zodra de proefpersoon de uitleg heeft gelezen drukt hij of zij op de startknop. De participant mag nu nog vragen stellen. Vragen over de bediening van het systeem worden toegelicht, bij kritische opmerkingen over de werking wordt gevraagd deze in gedachten te houden bij de beoordeling. Vervolgens komt één van de twee versies van de thermostaat in beeld. De proefpersoon kan het systeem nu testen. In de uitleg werd de participant gevraagd de thermostaat op zijn of haar gemak uit te proberen. Van een concrete opdracht of taak is geen sprake. Zodra de participant het prototype genoeg heeft bestudeerd naar eigen mening, drukt hij of zij op de uitknop. Hoe lang dit duurt mag de proefpersoon zelf bepalen, er is geen tijdslimiet. Hiermee willen we de speelse betrokkenheid toetsen, de vierde hypothese. Door geen tijdslimiet of taak te geven blijft men naar verwachting het systeem evalueren tot men er genoeg van heeft. De tijd die men neemt om het systeem uit te proberen zal dus bepaald worden door hoe leuk men het vindt, oftewel de speelse betrokkenheid. Als de participant op de uitknop drukt komt de vragenlijst in beeld (zie appendix). De vragenlijst begint met een aantal vragen over demografische gegevens zoals leeftijd en opleidingsniveau. Verder bestaat de vragenlijst uit stellingen over de thermostaat die de participanten net hebben uitgetest. De stellingen moeten beantwoord worden met zevenpuntsschalen van “zeer mee oneens” (1) tot “zeer mee eens” (7). Zie tabel 1 voor de stellingen waarmee de afhankelijke variabelen worden gemeten. 23
Tabel 1 Stellingen afhankelijke variabelen Afhankelijke variabele
Stelling
Bewustzijn van energieverbruik
Ik ben bewust van mijn energieverbruik
Interesse in energieverbruik
De informatie over mijn toekomstige energieverbruik is interessant
Opvallendheid van energieverbruik
De prognose van mijn energieverbruik is opvallend
De stellingen over bewustzijn, interesse en duidelijkheid worden afgewisseld met andere stellingen om de participanten te laten denken dat ze alle aspecten van de thermostaat beoordelen. Zo zijn er nog stellingen over de nauwkeurigheid, duidelijkheid, volledigheid en relevantie van de informatie in de grafieken. Ook zijn er stellingen over de kleurstelling, pictogrammen en leesbaarheid van de thermostaat. Verder zijn er stellingen over de duidelijkheid van de bediening en opties en de positionering van de knoppen. Tot slot is er nog een vraag over de gebruiksvriendelijkheid van de thermostaat.
7.
7.1
Resultaten
Bewustzijn Een afbeeldende visualisatie maakt mensen meer bewust van hun
H1
energieverbruik dan een niet-afbeeldende visualisatie.
Stelling
“Ik ben bewust van mijn energieverbruik”
Participanten in de niet-afbeeldende conditie waren het niet eens met deze stelling (zie tabel 2). Participanten die de afbeeldende grafieken zagen waren het wel eens met deze stelling. De participanten in de afbeeldende conditie gaven significant meer aan bewust te zijn van hun energieverbruik dan de participanten in de niet-afbeeldende conditie.
7.2
Interesse
H2 Stelling
Een afbeeldende visualisatie is interessanter dan een niet-afbeeldende visualisatie. “De informatie over mijn toekomstige energieverbruik is interessant”
Gemiddeld vond men informatie over energieverbruik zowel in de afbeeldende conditie als in de niet-afbeeldende conditie interessant (zie tabel 2). Een significant verschil tussen de condities is niet gevonden.
24
7.3
Opvallendheid Een afbeeldende visualisatie is opvallender dan een niet-afbeeldende
H3
visualisatie.
Stelling
“De prognose van mijn energieverbruik is opvallend”
Participanten die de niet-afbeeldende grafieken zagen waren het niet eens met deze stelling (zie tabel 2). Participanten in de conditie met afbeeldende grafieken waren het wel eens met deze stelling. De participanten in de afbeeldende conditie vonden hun energieverbruik significant opvallender dan de participanten in de niet-afbeeldende conditie.
Tabel 2 Scores stellingen evaluatie thermostaat (Score is minimaal 0 en maximaal 7; standaardafwijking staat tussen haakjes) Niet-afbeeldend
Afbeeldend
Ik ben bewust van mijn energieverbruik
3.67
(1.84)
5.13
(1.54)
t(29) = 2.38, p = < .05
De informatie over mijn toekomstige energieverbruik is interessant
5.93
(0.92)
5.94
(1.06)
t(28) = 0.02, p = .98
De prognose van mijn energieverbruik is opvallend
4.00
(1.65)
5.25
(1.39)
t(29) = 2.29, p = < .05
7.4
Speelse betrokkenheid
H4
Een niet-afbeeldende visualisatie leidt tot meer speelse betrokkenheid dan een afbeeldende visualisatie.
Speelse betrokkenheid is getoetst door de tijd de meten die participanten nemen om het systeem te bekijken. Van de 31 participanten bekeek 3.2 % het systeem gedurende 0 tot 1 minuut, 35.5% tussen de 1 en 2 minuten, 25.8% tussen de 2 en 3 minuten en 35.5% tussen de 3 en 4 minuten. De tijdsmeting laat zien dat participanten in de afbeeldende conditie langer het systeem (gemiddeld 2.06 minuten, standaarddeviatie 0.93) testten dan participanten in de niet-afbeeldende conditie (gemiddeld 1.80 minuten, standaarddeviatie 0.94), maar er is geen significant verschil tussen de condities, t(29) = .78, p = .44.
25
8.
Discussie
Zoals verwacht gaven de participanten die afbeeldende visualisaties kregen te zien significant meer aan bewust te zijn van hun energieverbruik dan de participanten die niet-afbeeldende visualisaties zagen. Ook vonden participanten in de conditie met afbeeldende visualisaties hun energieverbruik opvallender, zoals onze hypothese stelde. Een verschil in interesse in energieverbruik tussen de beide condities is echter niet gevonden. De hypothese was dat afbeeldende visualisaties interessanter bevonden zouden worden. We baseerden ons hierbij op onderzoek van Borkin et al. en Bateman et al. (2010), die vonden dat afbeeldende visualisaties beter worden onthouden. Onze resultaten suggereren dat interesse en herinnering weinig met elkaar te maken hebben, en dat bewustzijn niet door interesse wordt beïnvloed. We verwachtten ook dat grotere onbekendheid met afbeeldende visualisaties dan niet-afbeeldende interesse zou opwekken. Informatie over bekendheid van de participanten met afbeeldende visualisaties ontbreekt om uitsluitsel te geven over deze relatie, maar dit lijkt niet het geval te zijn. De laatste hypothese was dat niet-afbeeldende grafieken zouden leiden tot meer speelse betrokkenheid. Aantrekkelijke visualisaties zouden de speelse betrokkenheid, plezierige interactie met een feedbacksysteem, kunnen bevorderen (Pierce et al., 2008). maar een effect van manier van expressie op speelse betrokkenheid, bepaald aan de hand van een tijdsmeting, is niet vastgesteld. Aantrekkelijkheid is niet gemeten, dus een uitspraak over de aanbeveling van Pierce et al. (2008) kan niet worden gedaan. Het lijkt erop dat de manier van expressie geen invloed heeft op de tijd die men neemt om de visualisaties te bestuderen. De conclusie die we uit dit onderzoek kunnen trekken is tweeledig. Ten eerste draagt dit onderzoek bij aan de kennis over de effecten van manier van expressie. In het theoretisch kader bespraken we effecten op waardering (Quispel & Maes, 2013), begrip (Bateman et al., 2010), snelheid van informatieverwerking (Quispel & Maes; Bateman et al., 2010) en herinnering (Borkin et al., 2013). Uit dit onderzoek blijkt dat manier van expressie ook invloed heeft op bewustzijn en opvallendheid. Of deze invloed ook in andere context dan energiegebruik geldt, zal door verder onderzoek uitgewezen moeten worden. Ten tweede dragen we met dit onderzoek bij aan de kennis over effecten van visuele elementen op effectiviteit van eco-feedback, een tot nog toe deels onbelicht onderzoeksveld (Fischer, 2008). Met dit onderzoek is de potentie van afbeeldende visualisaties om bewustzijn van energieverbruik te stimuleren vastgesteld. Dit sluit aan bij onderzoek van Kim et al. (2010) waaruit bleek dat afbeeldende iconsiche visualisaties leiden tot meer bewustzijn van energieverbruik dan niet-afbeeldende indexicale visualisaties. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat de afbeeldende visualisaties duidelijker het verband laten zien tussen gedrag en consequenties (Pierce, 2008). We moedigen onderzoekers van eco-feedback-technologieën aan om de invloed van manier van expressie, en grafische kenmerken in het algemeen, verder te onderzoeken. Daarnaast raden we designers van eco-feedback-systemen aan om afbeeldende visualisaties te gebruiken om de aandacht van lezers te trekken en bewustzijn te stimuleren. Wanneer het ontwerpdoel is om interactie
26
met het systeem te verhogen is het aanbevolen van andere strategieën gebruik te maken, aangezien afbeeldende visualisaties niet leiden tot meer interesse in, of betrokkenheid met, het systeem. Tot slot zijn er enkele beperkingen aan het beschreven onderzoek. Daadwerkelijke effecten van manier van expressie op verandering van gedrag konden niet worden vastgesteld, aangezien dit onderzoek een momentopname en evaluatie van een prototype was. Om werkelijke gedragsveranderingen vast te kunnen stellen zou een werkende versie van de thermostaat uit dit onderzoek gemaakt moeten worden, die gedurende een langere periode gebruikt wordt door mensen thuis. De participanten krijgen dan feedback op hun daadwerkelijke energieverbruik. In de huidige opzet van het onderzoek kregen de participanten fictieve data over energieverbruik. Met echte data kijken mensen wellicht met een andere, meer betrokken, blik naar de grafieken over hun energieverbruik. Bewustzijn, opvallendheid en interesse zijn gemeten aan de hand van één stelling die een bescheiden aantal participanten moesten beantwoorden. Met een grotere groep participanten en een serie stellingen, of taken, zouden deze variabelen accurater gemeten kunnen worden. Daarnaast is speelse betrokkenheid vastgesteld door de totale tijd te meten dat men het energiebesparingssysteem testte. De tijd die participanten namen om het systeem te bekijken werd afgerond op de hele minuut. Een meer nauwkeurige tijdsmeting levert mogelijk een ander effect van manier van expressie op betrokkenheid op. Verder zijn twee soorten afbeeldende visualisaties tegelijk vergeleken met hun nietafbeeldende variant. Hierdoor kunnen we niet exact vaststellen wat het effect is van elke afzonderlijke visualisatie. In vervolgonderzoek zouden meerdere condities moeten worden toegevoegd om het effect per visualisatie vast te kunnen stellen.
27
9.
Literatuur
Bateman, S., Mandryk, R.L., Gutwin, C., Genest, A.M., McDine, D., Brooks, C. (2010). Useful Junk? The Effects of Visual Embellishment on Comprehension and Memorability of Charts. In ACM Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI 2010), Atlanta, GA, USA. 25732582. Bertin, J. (2000/2001): Matrix theory of graphics. Information Design Journal, 10(1), pp. 5-19. Borkin, M. A., Vo, A. A., Bylinskii, Z., Isola, P., Sunkavalli, S., Oliva, A., & Pfister, H. (2013, 12). What Makes a Visualization Memorable? IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 19(12). Consolvo, S., McDonald, D.W., and Landay, J.A. (2009). Theory-driven design strategies for technologies that support behavior change in everyday life. In Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ‘09). ACM, New York, NY, USA, 405-414. Egan C. (1999). Graphical displays and comparative energy information: what do people understand and prefer? In Proceedings of the Summer Study of the European Council for an Energy Efficient Economy, 1999, No. 2–13 (ECEEE). Eneco. (17 januari 2012). Eneco’s revolutionaire energiedisplay biedt klant écht inzicht. Eneco. Verkregen op 18 maart 2013, van http://nieuws.eneco.nl/eneco-s-revolutionaireenergiedisplay-biedt-klant-cht-inzicht/ Engelhardt, J. V. (2002). The language of graphics: A framework for the analysis of syntax and meaning in maps, charts and diagrams. Amsterdam: Institute for Logic, Language and Computation, Universiteit van Amsterdam. Fischer, C. (2008, 12). Feedback on household electricity consumption: A tool for saving energy? Energy Efficiency, 1(1), 79-104. Froehlich, J., Findlater, L., & Landay, J. (2010). The design of eco-feedback technology. In Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ‘10). ACM, New York, NY, USA, 1999-2008. He, H. A., Greenberg, S., & Huang, E. M. (2010). One size does not fit all: applying the transtheoretical model to energy feedback technology design. In Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (pp. 927-936). ACM. Holmes, N. (1984). Designer’s guide to creating charts & diagrams. New York: Watson-Guptill Publications. Kim, T., Hong, H., & Magerko, B. (2010). Designing for persuasion: Toward ambient eco-visualization for awareness. In T. Ploug, P. Hasle, & H. Oinas-Kukkonen (Eds.), Proceedings of the 5th international conference on persuasive technology (pp. 106–116). New York: Springer.
28
Mattheij, R.J.H., Szilvasi, L.M.F., De Beer, L.M.A.T., Rakiman, K.C. & Shahid, C.S. (2011). GooGreen: Towards Increasing the Environmental Awareness of Household. Human-Computer Interaction. Towards Mobile and Intelligent Interaction Environments Lecture Notes in Computer Science, 500-509. Matthies, E. (2005). Wie koennen PsychologInnen ihr Wissen besser an den/die PraktikerIn bringen? Vorschlag eines neuen integrativen Einflussschemas umweltgerechten Alltagshandelns/ How can psychologists better put across their knowledge to practioners? Suggesting a new, integrative influence model of pro-environmental everyday behaviour. Umweltpsychologie, 9(1). McCalley, L. T., & Midden, G. J. H. (1998). Computer based systems in household appliances: the study of eco-feedback as a tool for increasing conservation behavior. In Computer Human Interaction, 1998. Proceedings. 3rd Asia Pacific (pp. 344-349). IEEE. Pierce, J., Odom, W., & Blevis, E. (2008, December). Energy aware dwelling: a critical survey of interaction design for eco-visualizations. In Proceedings of the 20th Australasian Conference on Computer-Human Interaction: Designing for Habitus and Habitat (pp. 1-8). ACM. Prochaska, J. O., DiClemente, C. C., & Norcross, J. C. (1992). In search of how people change. Applications to addictive behaviors. The American psychologist, 9, 1102–1114. Quispel, A., & Maes, A. (2013, 12). Would you prefer pie or cupcakes? Preferences for data visualization designs of professionals and laypeople in graphic design. Journal of Visual Languages & Computing. Richards, C. (2001). The Fundamental Design Variables of Diagramming. In Anderson, M., Meyer, B., Olivier, P., Diagrammatic Representation and Reasoning (85-102). London: Springer. Tufte, E. (2001). The visual display of quantitative information. Cheshire, Conn: Graphics Press. Ueno, T., Sano, F., Saeki, O., Tsuji, K. (2006). Effectiveness of an energy-consumption information system on energy savings in residential houses based on monitored data, Applied Energy, 83(2), 166-183. Ware, C. (2000). Information visualization: Perception for design. San Francisco: Morgan Kaufman. Van der Wijst, K. (2012). Inzicht in je energieverbruik met Toon, de slimme thermostaat van Eneco. Versheid. Geraadpleegd op http://www.versheid.com/2012/02/inzicht-in-je-energieverbruikmet-de-slimme-eneco-toon-thermostaat/
29
10. Appendix - vragenlijst Wat is uw geboortedatum? Maand – dag – jaar
Wat is uw geslacht? Man – vrouw
Wat is de hoogste opleiding die u volgt / heeft gevolgd? 0 Basisonderwijs
0 Lager beroepsonderwijs
0 Voorbereidend middelbaar beroepsonderwijs (VMBO) 0 Middelbaar voortgezet onderwijs (Mavo, MULO) 0 Middelbaar beroepsonderwijs (MBO)
0 Hoger voortgezet onderwijs (Havo, VWO) 0 Hoger beroepsonderwijs (HBO) 0 Wetenschappelijk onderwijs
Wat is het aantal personen in uw huishouding? Mijn energiekosten komen overeen met het gemiddelde Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens
Kent u Toon, de thermostaat van Eneco die uw energieverbruik weergeeft? Ja – Nee
Indien u de vorige vraag met ja beantwoordde: heeft u Toon wel eens gebruikt? Ja – Nee
De pictogrammen op de thermostaat zijn duidelijk
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens Welk cijfer geeft u de gebruiksvriendelijkheid van de thermostaat? Zeer slecht – 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 – Uitstekend
De informatie over mijn toekomstige energieverbruik is nauwkeurig Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens De bediening van de thermostaat is duidelijk
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens Ik ben milieubewust
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens Alle opties van de thermostaat zijn duidelijk
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens Energiekosten verminderen is de belangrijkste reden om energie te besparen Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens De thermostaatstanden zijn handig
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens Ik ben bewust van mijn energieverbruik
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens 30
Ik doe mijn best om energie te besparen
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens Verbeteren van het milieu is de belangrijkste reden om energie te besparen Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens Ik bespaar gas
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens De prognose van mijn energieverbruik is opvallend Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens
De informatie over mijn toekomstige energieverbruik is volledig Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens De knoppen staan op de juiste plekken
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens De tekst is leesbaar
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens Ik ben van plan meer energie te gaan besparen in de toekomst Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens
De informatie over mijn toekomstige energieverbruik is relevant Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens De thermostaat heeft de juiste kleuren
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens De informatie over mijn toekomstige energieverbruik is interessant Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens Ik bespaar electriciteit
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens De informatie in de grafieken is duidelijk
Zeer mee oneens – 0 0 0 0 0 0 0 – Zeer mee eens
31
32
