INOM EXAMENSARBETE TEKNIK,GRUNDNIVÅ, 15 HP

, STOCKHOLM SVERIGE 2019

Ansiktsigenkänning för närvarohantering i skolanMöjligheter och utmaningar utifrån ett användarperspektiv

SEBASTIAN HOLMQVIST

KTHSKOLAN FÖR ELEKTROTEKNIK OCH DATAVETENSKAP

Ansiktsigenkänning för närvarohantering i skolan

Möjligheter och utmaningar utifrån ett användarperspektiv

Sebastian Holmqvist

EECS Skolan för Elektroteknik och Datavetenskap

Kungliga Tekniska Högskolan

Lindstedtsvägen 3, 114 28 Stockholm

sholmqvi@kth.se

ABSTRACT

I takt med att samhället i stort digitaliseras i hisnande fart kommer

även fler och fler lösningar på hur teknik kan hjälpa elever och

lärare i den svenska skolan. Internet of Things är på uppgång och

nya tekniker för ansiktsigenkänning och databehandling öppnar

upp för olika automatiseringsmöjligheter. Syftet med denna

rapport är att undersöka användarnas upplevelse av

ansiktsigenkänning för närvarohantering i skolan. Lärarnas

administrativa börda växer och mycket lektionstid går åt till just

närvarotagning, därför hoppas man kunna effektivisera

lektionerna och skolan i stort med hjälp av ny teknik. Denna

kvalitativa undersökning som görs i samarbete med RISE

Research Institutes of Sweden undersöker upplevelsen av

ansiktsigenkänningsteknik för närvarotagning och hantering i

skolan ur elevernas perspektiv. En klass i en gymnasieskola i

Sverige provade under en vecka en prototyp för närvarotagning

och fick sedan utvärdera denna i fokusgruppsintervjuer.

Resultaten pekar på en positiv inställning till tekniken generellt

och att den potentiellt kan ha positiv inverkan på studiemiljön och

undervisning. Det visar sig att design och interaktion spelar en

viktig roll kring synen på tekniken, och denna studie ämnar ge en

helhetsbild av hur elever på ett tekniskt gymnasium upplever

tekniken. Undersökningen visar på designutmaningar och öppnar

upp för vidare studier i exakt hur ansiktsigenkänningsteknik kan

och bör användas i skolmiljö ur ett användarperspektiv. Här ges

en grundläggande bild av hur elever upplever

ansiktsigenkänningsteknik i skolan och undersökningen bidrar till

att stärka arbetet mot en digitaliserad skola.

ABSTRACT As society as a whole is digitized in breathtaking speed, more and

more solutions to how technology can help students and teachers

in the Swedish school system emerge. The Internet of Things is on

the rise and new techniques for facial recognition and data

processing open up for various automation possibilities. The

purpose of this report is to examine the users' experience of facial

recognition for attendance management in school. The teachers'

administrative burden is growing and a lot of time is devoted to

attendance, so one hopes to make the classes, and the school as a

whole, more efficient with the help of new technology. This

qualitative study, conducted in collaboration with RISE Research

Institutes of Sweden, examines the experience of facial

recognition techniques for attendance and management in school

from the pupils' perspective. One class in a high school in Sweden

tested a prototype for attendance during one week and then

evaluated it in focus group interviews. The results point to a

positive attitude towards the technology in general and that it can

potentially have a positive impact on the study environment and

teaching. It turns out that design and interaction play an important

role in the view of the technology, and this study aims to give an

overall picture of how students in a Swedish high school

experience the technology. The study shows design challenges

and opens up for further studies in exactly how facial recognition

technology can and should be used in a school environment from

a user perspective. Here, a basic picture is given of how students

experience facial recognition technology in school and the study

helps to strengthen the work towards a digitized school.

Nyckelord

Internet of Things; Ubiquitous Computing; Pedagogik;

Ansiktsigenkänning; Interaktionsdesign

1. INLEDNING Internet of Things (IoT) blir en allt mer förekommande del i vårt

samhälle [1]. Mycket forskning fokuseras på möjligheterna och

begränsningarna för en framtida, konstant uppkopplad

infrastruktur och IoT:s potentiella inverkan på ett

höghastighetssamhälle [1]. Den extremt snabba digitaliseringen

som sker runt om oss konstant, kräver en samlad och strukturerad

utveckling, kontroll och styrning.

Det har länge diskuterats i att IoT mer och mer kommer bli en

naturlig del av vardagslivet; tekniken kommer att smälta in i

omgivningen vilket, på ett sätt kan ta bort kontrollen från

användaren - på gott och ont [1]. Det råder allmän konsensus att

vi rör oss mot allmänt förekommande “datorer” på olika sätt och i

olika vardagsmiljöer; mycket av vardagselektroniken (diskmaskin,

kylskåp, lampor, dammsugare, högtalare, tvättmaskin osv.) i våra

hem, på kontor, och i skolor kommer att vara uppkopplade till

internet (=IoT) så medvetenhet att man interagerar med någon

slags dator kommer att reduceras (Ubik datorteknik, UbiComp)

[1, 2, 7]. Det finns en bred enighet om att IoT drastiskt kommer

att förändra hur vi interagerar med datorer och elektroniska

enheter som helhet; input-modaliteter som tal, gester och

automatiserade, sensorstyrda interaktioner är på uppgång [6].

Konkreta exempel är kylskåp som håller reda på vad som bör

inhandlas, gestbaserade spisar som inte kräver beröring,

dammsugare som aktiveras och städar när den själv analyserat att

det krävs. Eftersom det praktiskt taget inte finns någon tydlig

begränsning av vilka artefakter och tjänster som kan och/eller

kommer att anslutas till Internet på något sätt, finns det en hel del

utrymme för innovation, innovativ spekulation, designutmaningar

och en övergripande möjlighet att förändra många

samhällsfunktioner i grunden i olika miljöer, inklusive skolan [2].

Regeringen har bestämt att den svenska skolan skall digitaliseras

och ett beslut om digitaliseringsstrategi togs i oktober 2017 [3].

Den strävar efter att Sverige skall vara bäst i världen på att

tillvarata digitaliseringens möjligheter och anser att

utbildningspolitiken har en viktig roll att spela för att nå denna

ambition[3]. Det är ett erkänt problem att svenska lärares

administrativa arbetsuppgifter är alldeles för omfattande (så

mycket som 50 % av lärarnas arbetstid läggs på administration) så

att tid till den pedagogiska verksamheten minskar, vilket leder till

en försämrad skolmiljö och möjligen indirekt till lärarbrist [4].

Hur IoT kan användas för att underlätta digitaliseringen och göra

skolan mer effektiv är något som RISE jobbar med i sitt projekt

IoT Hub [19]. Bland annat gjorde de en behovsinventering i

skolor runt om i Sverige under vintern 2018-2019 för att kartlägga

hur olika lösningar inom IoT kan förbättra skolmiljön [19]. Deras

resultat har ännu inte publicerats men det finns alltså ett

betydande intresse kring IoT i skolan.

Det finns många utmaningar, bland annat tekniska och etiska, när

det kommer till det framtida upp- och sammankopplade samhället;

exempelvis datainsamling och analys, integritet och tekniska

implementeringar i praktiken [8]. Omgivningar i offentlig och

privat sfär kommer konstant att vara användare till lags och med

nya modaliteter och interaktionsmöjligheter kommer vi se ett

uppsving för IoT och implicit interaktion [9]. Ett exempel på detta

är att vi interagerar med trafikljus när vi kör bil, men vi tänker

sällan på det. Detta upp- och sammankopplade samhälle kräver en

enorm infrastruktur för, som nämnts, databehandling, integritet,

information och tydlighet för att både användaren och samhället

ska gagnas så likvärt som möjligt.

Syftet med denna undersökning är att förstå om det går att minska

lärarnas administrativa arbetsuppgifter genom biometrisk

identifiering av elevernas ansikten. En onödigt stor del av

lektioner i grundskola och gymnasium går åt till

icke-pedagogiska, administrativa uppgifter där närvarokontroll är

en av de många tidskrävande momenten. Resultat av en liknande

undersökning på en skola i Skellefteå (cirka 1250 elever och 175

lärare) visade att 17 280 timmar om året gick åt att registrera

närvaro, vilket motsvarar närmare 10 heltidstjänster [5]. Det finns

nu möjlighet att bland annat effektivisera tiden så att mer

utrymme ges åt pedagogik och att få eleverna fokuserade på det

valda ämnet direkt när lektionen startar.

Detta arbete utförs i samarbete med Research Institutes of Sweden

(RISE) och syftar till testa och undersöka användning av deras

digitala verktyg för ansiktsigenkänning för närvarohantering i

skolan. I och med att vi mer eller mindre är i IoT-samhällets

begynnelsefas, måste många frågor ställas och undersökas

innan/om eventuell implementering kan fastslås [8]. Den här

undersökningen fokuserar på upplevelsen av ansiktsigenkänning i

skolan ur slutanvändarperspektivet; hur samspelet mellan teknik,

elever och lärare blir så sömlöst, effektivt och behagligt som

möjligt. En stor faktor att ta hänsyn till är hur bra stöd för lärarna

tekniken faktiskt är och om samspelet mellan elever och lärare

förbättras med detta eller liknande system. Frågan är om

biometrisk datainsamling är önskvärt och effektivt eller om annan

teknik möjligtvis kan göra ett bättre jobb. Med andra ord, denna

studie syftar till att besvara följande fråga: Hur upplevs

ansiktsigenkänning för närvarohantering i skolan av eleverna ur

ett interaktions- och slutanvändarperspektiv?

1.1 Begreppsdefinitioner

Ubiquitous Computing (UbiComp) - Myntat av Mark Weiser [7]

om IT‑system som är integrerade i omgivningen och lätt

tillgängliga; som fungerar utan traditionella användargränssnitt

som bildskärm och tangentbord. Företeelser som intelligenta hus,

kroppsburna datorer och datorer som är integrerade i

vardagsföremål (IoT) räknas ofta som ubikvitära system. [10]

Internet of Things (IoT) - Anslutning av olika apparater,

mätutrustning, maskiner, fordon och annat, som inte kan räknas

som datorer, till internet. Genom att sakerna är anslutna till

internet kan de fjärrstyras av människor eller av andra maskiner

genom internet, med minsta möjliga krångel vad anslutningen

beträffar. De kan också skicka data som används för mätningar,

diagnos och automatisk styrning. [10]

Implicit interaktion - Implicit interaktion håller sig i bakgrunden

och fungerar genom exempelvis analys av uppfångat data i form

av rörelser, tal, ljud och annan för sammanhanget meningsfull

information, utan att störa eller kräva vår uppmärksamhet i

onödan. [11]

Explicit interaktion - Motsats till implicit interaktion. Användaren

interagerar aktivt med ett system, produkt eller platform.

Persondator, mobiltelefon, penna och papper etc. är exempel på

produkter som oftast kräver explicit interaktion. [11]

2. Bakgrund

Ansiktsigenkänning i skolan ur just ett användarperspektiv är ett

relativt outforskat område där undersökningar kring olika tekniker

dominerar. Forskning inom HCI (Människa-datorinteraktion) är

generellt ett relativt ungt område [17] och därav kan man möjligen

förvänta sig en något begränsad tillgång litteratur då även teknik

för ansiktsigenkänning får sägas vara en relativt ny teknik,

speciellt i kommersiella sammanhang, som fortfarande är under

utveckling [18]. För att kunna utvärdera

ansiktsigenkänningsteknikens plats i skolan krävs inte bara att de

tekniska aspekterna testas, utan även upplevelsen av dem. Möts

olika lösningar av för hård kritik eller påtagligt obehag spelar de

tekniska specifikationerna mindre roll. Elevernas upplevelse bör

utvärderas innan tekniken ens kan implementeras.

Det finns en del forskning och förslag på hur ansiktsigenkänning

rent praktiskt skulle fungera i klassrum och vilka olika tekniker

som kan användas. Det svensk-finska IT-konsultföretaget TIETO

gjorde en liknande undersökning under 2018 där bland annat

elevernas upplevelse kring tekniken dokumenterades [5]. Här

uppvisades en övergripande positiv inställning till tekniken, dock

är rapporten kortfattad och ger ingen djupare inblick i elevernas

tankar och upplevelser. I deras undersökning testades även två

olika tekniker samtidigt (RFID-sensorer och ansiktsigenkänning)

och ett element av jämförande fanns alltså med under

datainsamlingen. [5]

I ett experiment av Venkat et al. [20] undersöktes

ansiktsigenkänningsteknik som ett verktyg för att spara tid för

lärare och därmed effektivisera undervisningstiden. Det finns en

hel del andra liknande undersökningar (t ex [21]) om hur tekniken

skall göras så effektiv och korrekt som möjligt samt hur den kan

effektivisera undervisningen på olika sätt genom att ta över

närvarotagningen. Dessa visar att ansiktsigenkänningstekniken är

på frammarsch och det råder inget tvivel om att tekniker som

klarar av närvarohantering på ett effektivt sätt finns tillgängliga.

En annan aspekt av ansiktsigenkänning som undersökts är att

försöka identifiera elevernas känslotillstånd för att få en blick över

elevernas beteenden under lektioner och därmed kunna sätta in

rätt resurser för att skapa en lugnare studiemiljö [22]. Här sökte

man tekniska lösningar och inget direkt relaterat till användbarhet

eller upplevelse, men det visar på att området inte är helt obesökt.

Det finns alltså ett intresse i att använda just

ansiktsigenkänningstekniker för användning i skolan i olika

syften. Dock verkar det finnas något av ett behov av fler

undersökningar för hur detta ska se ut, uppföra sig och generellt

hanteras ur ett användarperspektiv.

3. Metod Metoden presenteras först generellt för att sedan delas upp i olika

aspekter för att få en överblick över: i) vilken teknik som

användes; ii) hur eleverna interagerade med den; iii) vilka etiska

överväganden som gjordes inför undersökningen; iv) vilka som

deltog samt datainsamling, och v) hur denna skedde och tolkades.

Undersökningen genomfördes på en teknisk gymnasieskola i

Sverige med andraårselever i åldrarna 17-18 år. Prototypen - som

utvecklades av RISE - installerades vid ingången av berört

klassrum, riktad mot ett hörn så att inte korridoren utanför eller

själva klassrummet fanns i bild. Detta gjordes för att minimera

falska positiva [12] och för att just ingången till klassrummet,

uppskattad av mig i dialog med projektledarna på RISE, var en

naturlig placering för ändamålet. Eleverna uppmanades att inför

varje lektion, en och en, ställa sig framför prototypen och vänta

tills deras ansikten detekterats vilket visades via visuell feedback

(se 3.1).

Enligt inväntade av prejudikat från Datainspektionen angående

integritets- och etikfrågor vid tiden för undersökningen

registrerade inte systemet några namn eller bilder, och därav var

även manuell närvaroregistrering nödvändig (se 3.2).

För att få prototypen att kännas som en så naturlig del av

elevernas vardag som möjligt testades den under en hel

arbetsvecka i mars 2019. Syftet var att undersöka om

ansiktsigenkänningstekniken skulle kunna kännas som ett ständigt

förekommande element i vardagen, så därför ansågs att en kortare

period hade varit för lite.

Efter det praktiska testet utfördes intervjuer (cirka 15-20 minuter)

i tre separata fokusgrupper med cirka 4 elever i varje grupp. Där

togs elevernas tankar och funderingar kring

ansiktsigenkänningstekniken och dess plats i deras vardag i skolan

upp. Dessa intervjuer spelades in (endast ljud) för att precist

kunna analysera intervjudata efteråt.

3.1 Prototyp och interaktion Hård- och mjukvara bestod av en kamera (Raspberry Pi Camera

V2 Video Module) fäst på en Raspberry Pi Touchscreen som körs

med operativsystemet Raspbian OS (Bild 2).

Bild 1. Prototyp (fäst på stolen t.v.) i klassrummet.

Ansiktsigenkänningsprogrammet är skrivet i Python och kördes

direkt på hårdvaran. Skärmen visade vad kameran såg och

eleverna såg således sig själva när de stod framför prototypen. En

blå kvadrat dök upp på skärmen kring användarens ansikte när

programmet analyserade vad den såg och blev grön när ansiktet

registrerats och gav således direkt visuell feedback till användaren

om att en lyckad registrering var utförd.

Bild 2. Närbild

Programmet tog inga bilder utan noterade bara antalet

registreringar och sparade automatiskt detta antal i ett dokument

med tillhörande tidsstämpel. Detta för att även få en uppfattning

om hur väl prototypen fungerade utan att identifiera specifika

individer. Denna tekniska data analyseras inte i denna

undersökning.

3.2 Etiska överväganden och deltagande

Eftersom Datainspektionen tidigare kritiserat en liknande

undersökning [13] gjord av TIETO [5] på en annan skola i

Sverige, var vi extremt noga och tydliga med att ingen personlig

data lagrades över huvud taget. Prototypen räknade antalet

ansikten den sett men den tog inga bilder och inga

ljudupptagningar. Det fanns heller inget sätt att i efterhand

identifiera enskilda individer. Läraren tog därför, som nämnts,

närvaro som vanligt. Inga namn, exakta geografiska platser eller

annan personlig information används eller loggas på något sätt i

denna undersökning. På grund av att prejudikat från

Datainspektionen saknades vid tidpunkten för denna

undersökning, valde vi alltså att helt koppla bort personlig data av

integritetsskäl.

En blankett för godkännande av deltagande med utförlig

information om integritet och utförande av undersökningen

delades ut vid första mötet med eleverna (se Bilaga 1). Eftersom

undersökningen till stor del genomfördes med personer under 18

år var vi även noga med att få målsmans skriftliga samtycke för de

minderåriga som önskade att deltaga. De över 18 år kunde själva

skriva under blanketten. I en klass bestående av knappt 30 elever

deltog 13 personer - 11 män och 2 kvinnor - varav 10 var 17 år

och övriga hade fyllt 18.

3.3 Datainsamling

Denna undersökning bygger på en kvalitativ studie genomförd

med fokusgrupper ämnad att skapa en helhetsbild av den berörda

teknikens plats i skolan. Det bör poängteras att resultat och analys

i kvalitativa undersökningar färgas av författarens och

intervjuarens (i detta fall samma person) förkunskaper [14].

Resultaten presenteras och analyseras här kategorivis för att

strukturera deltagarnas åsikter i olika aspekter kring tekniken och

det genomförda experimentet. Det hölls tre gruppintervjuer (4

personer, 4 personer, 5 personer) där varje grupp fick samma

grundfrågor och uppmanades reflektera fritt med varandra och

intervjuaren.

Intervjuerna transkriberades nästintill ordagrant där vissa

omskrivningar gjordes till skriftspråk och vissa avsnitt

ignorerades då de inte ansågs vara relevanta för undersökningen

(t.ex detaljer kring tekniken; prototypens processorkraft,

kamerateknik och upplösning, hastighet, kod och liknande). Dessa

omskrivningar och överhoppade avsnitt är markerade i

transkriberingarna [15].

3.4 Fokusgrupper Intervjuerna hölls på de berörda elevernas skola, i ett arbetsrum

runt ett bord så att alla såg varandra. Vikt lades vid att få eleverna

att känna sig “trygga” med betoning på att allas åsikter är viktiga

och att inga åsikter är fel eller märkliga. Fokus låg på att ställa så

öppna frågor som möjligt och endast leda diskussionen när den

stannat upp. Två intervjuer hölls samma dag och den tredje

intervjun dagen efter. Elevernas uppmanades att tala så fritt som

möjligt och det påtalades att deras åsikter faktiskt räknas.

3.4 Dataanalys Datan analyserades genom kvalitativ innehållsanalys enligt

Graneheim & Lundman [16]:

● Hela texten lästes igenom upprepade gånger för att få en

känsla för helheten.

● Meningar eller fraser som innehåller information som var

relevant för frågeställningarna plockades ut. Viss omgivande

text togs med så sammanhanget kvarstod.

● De meningsbärande enheterna kondenserades i syfte att korta

ned texten men ändå behålla hela innehållet.

● De kondenserade meningsenheterna kodades och

grupperades i kategorier som återspeglar det centrala

budskapet i intervjuerna.

● Slutligen formulerades teman, där det latenta innehållet i

intervjuerna framgår.

4 Resultat Den insamlade datan tolkades och sammanställdes utifrån de olika

åsikternas frekvens genom de tre olika intervjuerna. Stor betoning

har lagts läggs på helheten men även utstickande och avvikande

åsikter presenteras, om dessa anses relevanta för frågeställningen.

Följdfrågor och kommentarer skiljer sig oundvikligt från grupp till

grupp men i det stora hela var de tre intervjuerna väldigt lika.

Distinkta talare anges utifrån vilken fokusgrupp denna tillhörde

plus ett tilldelat id-nummer: Till exempel: “Detta är ett citat” (F2,

P3), där det alltså är person 3 ur fokusgrupp 2 som talar.

4.1 Analys Studiens resultat tyder på en starkt positiv inställning till

ansiktsigenkänning för närvarokontroll i skolan bland eleverna:

En kraftfull majoritet ansåg tekniken relativt oproblematisk i alla

nedanstående aspekter som avhandlades under intervjuerna.

Fyra genomgripande teman uppkom naturligt under samtliga

intervjuer och de delas här upp och presenteras med nyckelcitat

som bekräftar de allmänna konsensus som rådde mellan eleverna.

Följande teman utkristalliserades under intervjuerna:

- Praktisk inverkan på undervisningen

- Interaktion och placering

- Integritet

- Estetik och feedback.

Intervjuerna började med frågan “Vad är era spontana åsikter och

tankar kring tekniken och experimentet?”; frågor som

uppmuntrade till fri diskussion och möjlighet att fritt lyfta sina

allmänna och omedelbara tankar. Vidare följde frågor som “Vad

är det bästa med tekniken?”, “Vad är det sämsta?” och “Vad kan

förbättras och vad borde förändras?”. Stående följdfrågor innehöll

funderingar kring olika typer av feedback, prototypens utseende

och även dess synlighet - något som visade sig vara av mer eller

mindre stor betydelse hos eleverna. Eleverna hade ofta en tendens

att glida över och prata om och reflektera över själva tekniken

bakom prototypen och experimentet, vilket naturligtvis gavs

utrymme åt men en del betoning på upplevelse och känsla krävdes

i frågorna som ställdes.

4.1.1 Praktisk inverkan på undervisningen Det genomgående svaret på första frågan om deras spontana

tankar och även vid frågan om vad som är bäst med tekniken var

en tro om ökad effektivitet och sparande av tid. De såg också en

potentiell förbättring av korrekt närvarotagning då några elever

påpekade att lärarna ibland gör fel eller missar någon eller några;

ett fungerande ansiktsigenkänningssystem skulle möjligen

utradera dessa felaktigheter.

Övergripande och väldigt lika responser på denna fråga återfinns i

samtliga intervjuer och ett talande citat som sammanfattar en

aspekt är: “Jag tror att det är ett bra koncept. För det är verkligen

så att vissa lärare är ganska långsamma, speciellt när det

kommer till att få tyst på klassen innan de kan göra upprop så det

tar ju väldigt lång tid. Så om man kan få det här att funka på ett

effektivt sätt tror jag att det kan vara ganska bra för skolan

faktiskt.” (F1, P2).

Åsikter om felminimering återfanns också genomgående och togs

upp i samtliga grupper - dock inte lika frekvent som effektivitet.

Eleverna poängterade till exempel följande: “Jag tycker inte att

det var så stor skillnad [från att inte ha prototypen i

klassrummet]. Man bara stod där i några sekunder, sen sa den till

dig när du kan gå. Jag kan tänka mig att det blir riktigt smidigt

när man har utvecklat det ännu bättre. Det kommer bli [mer

korrekt] med frånvaro och närvaro och så.” (F2, P1). Samtliga av

dessa aspekter och åsikter togs upp av eleverna själva i alla

grupper, oberoende av varandra.

Vid enstaka tillfällen återfanns en viss mån av kritik, eller i alla

fall ett försök till kritisk synvinkel av potentiell implementering. I

detta och liknande uttalanden, hittar eleverna problematik men

menar även på att de personligen inte känner sig särskilt drabbade:

“Nu när [prototypen] varit [placerad] på stolen; när den liksom

inte var riktad framåt från whiteboarden så kändes det bättre,

men man kanske skulle känna sig lite typ övervakad om den var

framme vid whiteboarden där den kan se alla (hela tiden, förf

anm) men jag menar, det skulle ju inte vara ett problem för mig i

alla fall. Det skulle vara ganska chill.” (F1, P3) Sista citatet kan

argumenteras snarare vara en åsikt om integritet och övervakning

samt placering, men tas här upp eftersom detta uttalande kom som

svar på deras spontana tankar och är därav en motsats till den

överväldigande positiva inställningen och visar även ett initialt

fokus på annat ämne efter att den första frågan ställts. Liknande

och något kritiska uttalanden återkommer under Interaktion och

placering och Integritet.

Det övergripande resultatet här tyder alltså på att eleverna ser en

potentiell positiv inverkan på undervisningen där speciellt ordning

och effektiv undervisningstid skulle öka.

4.1.2 Interaktion och placering Studiens resultat tyder på att prototypens (här bitvis refererad till

som endast ‘kamera’) placering i klassrummet spelar en viktig roll

i elevernas upplevelse av tekniken. Av en omplacering följer även

att interaktionen med prototypen förändras. Elevernas meningar

om exakt placering och interaktion går här isär i större

utsträckning än under de andra kategorierna.

Det går att utläsa att en majoritet önskar en mer subtil och implicit

interaktion där kameran helst skall vara placerad på så vis att aktiv

interaktion minimeras. Eleverna ombads reflektera över just

placeringen: “Vad tänker ni om placeringen av kameran?”

Eleverna ansåg generellt att det vore bättre att

ansiktsregistreringen skedde mer i bakgrunden än genom aktiva

rörelser som att gå fram till en viss plats och invänta klartecken.

“Jag tror den borde sitta lite mer i ansiktshöjd. Man ska nog inte

behöva titta in i den utan den ska bara känna av att man kommit

in. Vet inte om det går men…” (F3, P4) är ett exempel på en

önskan om mindre aktivt deltagande och även andra placeringar

lyftes spontant av vissa elever: “Längst fram så att den ser hela

klassrummet.” vilket dock möttes av visst motstånd som bland

annat visades av citatet i föregående avsnitt: “[...]men man kanske

skulle känna sig lite typ övervakad om den var framme vid

whiteboarden där den kan se alla .” (F1, P3).

De ombads sedan explicit av intervjuaren att ponera att kameran

faktiskt var placerad på så vis att den ständigt såg hela

klassrummet. Här uppstod en viss skepsis där vissa inte såg några

problem alls men där andra ställde en del krav på kamerans

utseende och funktionalitet. I en diskussion mellan elever med

något skilda åsikter yttrades “Ja, fast då försvinner ju det här

konceptet med att den inte ska övervaka hela klassrummet. Vi sa

väl att det inte skulle vara så skönt att den övervakade hela

klassrummet hela tiden?” (F2, P1).

Något av en konsensus låg dock ändå i att det inte spelade någon

större roll var kameran var placerad. Detta visade sig dock komma

med vissa villkor som t.ex. huruvida man såg kameran eller ej,

dess storlek och feedback-metod. Detta återkommer i 4.1.4.

Eleverna uppskattade tanken med implicit interaktion men såg

även i viss utsträckning en del problem, som till exempel en

känsla av övervakning och möjligen ett störningsmoment i

klassrummet under undervisningen i vissa scenarion.

4.1.3 Integritet Resultaten visar på en stor acceptans till tekniken och aspekterna

gällande integritet var nästintill obefintliga vid öppna frågor. När

de väl avhandlades visade inte eleverna något särskilt obehag eller

övrig problematik gällande övervakning och insamlande av data

överhuvudtaget. “Asså, det är ju så uppkopplat allting redan.

Liksom, jag blev lite förvånad när vissa personer visste vilken bil

jag hade hemma. Sen kom jag på att jag lade upp en bild på den

på min "story" (Instagram, förf anm) för typ tio dagar sedan så

alla vet vilken bil jag har. Så, på det sättet tror jag inte att folk

bryr sig så mycket: Vi är redan vana vid sånt.” (F2, P2). Detta och

liknande uttalanden möttes alltid av övergripande medhåll, och

inte vid något tillfälle uppkom någon vidare argumentation eller

dispyt eleverna emellan.

En del påtalade dock en viktig distinktion mellan att ha tekniken i

skolan och att ha den ute i samhället i stort; “Det enda dåliga jag

kan komma på är att om man skulle implementera [tekniken] på

andra ställen, typ ute på gatan och sådana grejer. Det skulle vara

en annan grej, det hade jag inte varit jätteglad över. [...] Jag vill

liksom inte att folk ska kunna följa efter mig och så, men jag tror i

skolan skulle det kunna vara ganska bra för då har man ändå ett

närvarosystem och då vet man ju ändå vem som bör vara där. Så

tar de kanske bort användarna (insamlade bilder, förf anm) efter

att man gått hem och så. Jag bryr mig om min [integritet] om man

säger så.” (F1, P2).

Elevernas tankar och åsikter tyder på en relativt stor förståelse och

medvetenhet om övervakning och problematik kring integritet i

stort men de anser alltså samtidigt att en implementering i skolan

är förhållandevis oproblematisk: “Personligen, skulle man typ ha

[källkoden] eller nånting öppet så att man faktiskt kan läsa hur

den fungerar då skulle jag personligen kunna lita på den, om det

var så att man har den framför hela klassen. Men, nu har vi ju

haft en skärm så att man ska kunna se att den ser dig och jag

menar vi unga, vi är ju ganska vana vid att ha skärmar och

kameror och allt sådant där så jag tror inte att det är ett så stort

problem egentligen. Eller "problem", det beror ju på hur man ser

på det. [...] just nu gjorde det ingen skillnad för nu vet jag ju att

den bara registrerar ett nummer men ja, jag vet inte… Jag skulle

ju inte vilja ha det här ute över gatan gatan liksom.” (F1, P2)

Det förefaller generellt finnas en önskan om en öppenhet och

ärlighet från teknikleverantörernas/utvecklarnas sida; att tekniken

inte ska lura en, att eleverna ska ha vetskap om hur ens data

behandlas. Känslan av kontroll är alltså viktig och eleverna

argumenterar att tekniken inte skall “bestämma över dem”.

Sammanfattningsvis verkar alltså inte elevernas värnande av

integritet stå i vägen för en framtida implementation.

4.1.4 Estetik och feedback Prototypens utseende diskuterades och visade sig ha en del

potentiell inverkan på deras upplevelse av tekniken. Som nämnts

ställde sig eleverna positiva till mer implicit interaktion men detta

under villkoret att man på något sätt vet var kameran är placerad,

storleken på den och typen av feedback vid registrering.

På frågan om vad som skulle kunna göras bättre rent

upplevelsemässigt återfinns karaktäristiska svar liknande:

“Det skulle väl nästan vara bättre att göra den mindre. För [med

nuvarande utseende och placering] känns det som "in your face".

Om det var en liten kamera så [hade man inte tänkt på det] och

bara få en notifikation på telefonen så… Det skulle vara jättenice

faktiskt. Att man bara kan gå in [i eventuell app för notifikation

om lyckade registreringar] och se att allt är okej. Så man inte

behöver en "stor, läskig dator" typ. Den är ju inte särskilt stor nu

men ja… För övrigt har jag inte så mycket tankar om det.” (F2,

P4).

“En diskret kamera hade varit bättre än en stor skärm för den kan

ju störa lektionen.” (F3, P4).

Att dölja tekniken helt ifrågasattes dock relativt starkt; eleverna

ombads ponera att prototypen var “helt osynlig” i klassrummet

och fråga sig om detta skulle påverka upplevelsen. Här rådde

knappt någon tvekan alls om att tekniken bör vara synlig på ett

eller annat sätt.

“Personligen skulle jag känna mig iakttagen då (om tekniken ej

syntes, förf anm).” (F1, P2).

“[...] det skulle vara bra att veta varifrån den kollar.” (F1, P1).

“Jag tror att det skulle kännas värre om den var dold liksom. Då

skulle det vara typ som att den "försöker gömma sig", så jag

skulle inte gilla att den var dold faktiskt. Hellre då att man vet om

att den är där och att man ser den.” (F2, P1).

Vissa gick ännu längre: “Man ska se den. Det ska stå

"kameraövervakning" nånstans också.” (F2, P4).

Feedback visade sig också spela stor roll vilket möjligen hör ihop

med deras övergripande vilja att ha, eller i alla fall känna, någon

sorts kontroll över tekniken. Det diskuterades bland annat om

notifikationer på mobilen vid varje registrering alternativt en

digital klasslista i klassrummet där man ser om man “bockats av”

av systemet. Den visuella feedback som användes i experimentet

uppfattades inte direkt negativt men i och med deras

överväldigande önskan om implicit interaktion, blir en skärm

överflödig och därav ej effektiv eller relevant. Det fanns även en

önskan om att själv kunna gå in i efterhand och kontrollera sin

närvaro och frånvaro, när man blivit registrerad etc. Återigen ett

tecken på behovet av kontroll över tekniken och en skepsis till det

motsatta.

En offentlig klasslista där man bockas av kritiserades något där

någon påpekade att man kanske inte vill att andra ska se ens namn

och närvaro; “Men att ha klasslista som alla kan se kanske inte är

så bra för då vet folk att "Ok, den här personen är i rummet". Det

känns inte så tryggt att ha sitt namn synligt för andra så att alla

vet var jag är.” (F2, P2)

De flesta ställde sig positiva till en integration med deras

befintliga skolplattform “SchoolSoft” där notifikationer och

närvaro skulle kunna hanteras av eleverna själva. En fristående

app för bara närvarotagning ratades då den skulle kännas

överflödig: “Ja, jag vill inte ha en egen app för bara det här så

SchoolSoft skulle vara bra. Allt samlat på ett ställe.” (F2, P1).

Teknikens utseende och uppförande är alltså högst relevant och

viktigt för hela upplevelsen och enligt vissa intervjuobjekt hänger

hela systemets varande eller icke-varande på detta.

5 Diskussion och sammanfattning

Studiens resultat visar på en starkt positiv inställning till

ansiktsigenkänning i skolan, med betoning på just skolan. Datan

tyder på att en tydlig avgränsning mellan privat och skola är viktig

och att eleverna gärna inte vill känna sig övervakade trots att de

alltså ställer sig positiva till att faktiskt vara det på ett eller annat

sätt.

Eleverna ser tydliga möjligheter till en förbättrad effektivitet i

undervisningen och även ett minskande fusk när det kommer till

närvaroregistrering. Att ordningen i klassrummet skulle förbättras

verkar de flesta också vara överens om. En övergripande bild av

positiva resultat till följd av en implementering framträder

otvivelaktigt genom samtliga intervjuer och någon allvarlig

problematik kring integritet lyftes knappt alls. Det kan påtalas att

eleverna är så pass unga och vana vid olika former av

övervakning, vilket vissa själva påtalat, och därför inte lyfter

integritetsfrågan på samma sätt som deras föräldrar eller målsmän

möjligen hade gjort. Elevernas övergripande inställning kring

integritetsfrågor är alltså positiv.

Detta är i linje med TIETO:s rapport [5] där eleverna upplevde

tekniken som “futuristisk” och “rolig” och författarna skriver att

“väldigt få” upplevde tekniken som integritetskränkande eller

problematisk när det kommer till säkerhet. Dessa åsikter skall

dock sägas yttras bland annat som en jämförelse med

RFID-sensorer som också testades i samma undersökning. Då

resultatet med de sistnämnda sensorerna visade sig utstå en del

kritik och inte vara “lika spännande” kan möjligen

ansiktsigenkänningen fått ett större positivt mottagande än om

tekniken testats för sig själv.

Förvisso visar inte heller resultaten i denna undersökning någon

större kritik mot tekniken, men här lyftes inte någon större

entusiasm vid själva prototypen eller tekniken i stort. Detta kan

kanske delvis förklaras med avsaknaden av “mindre intressant”

teknik som motpol i undersökningen. Känslan av futurism och ord

som “spännande”, “häftigt” eller “roligt” var frånvarande i denna

undersöknings fokusgruppsintervjuer. Möjligen beror detta också

på skolans tekniska profil och elevernas relativa medvetenhet

kring ny teknik och vilja att ligga i framkant. Istället fanns

kommentarer om att unga nuförtiden är vana vid övervakning; att

ens privatliv mer eller mindre redan är blottat och att tekniken

därav inte skulle göra särskilt mycket för studiemiljön eller en

själv, rent upplevelsemässigt.

Elever på exempelvis samhällsvetenskapliga gymnasieprogram

skulle kanske vara av en helt annan uppfattning än de i denna

undersökning, så det är förmodligen viktigt att ha

undersökningens relativt teknikkunniga underlag i åtanke. Jag

anser att vidare, mer övergripande och omfattande studier krävs

för att verkligen utvärdera användarupplevelsen av tekniken bland

gymnasieelever i stort.

Att använda tekniken för att mäta elevers känslotillstånd [22] togs

inte upp av varken intervjuare eller elever och därmed

diskuterades inte denna tekniks potentiella effekt på stämningen

och ordningen i klassrummet. Som nämnts togs dock ordning och

reda upp av eleverna ändå, så ansiktsigenkänning för

närvarohantering kan alltså potentiellt ha en positiv effekt i den

aspekten trots att detta inte är det primära syftet.

5.1 Validitet och Reliabilitet

Validiteten i denna undersökning får anses som hög. Samarbetet

med RISE och deras prototyp ger relevans och tyngd i

genomförandet. Intervjuerna genomfördes av en ingenjörsstudent

med inriktning på interaktiva medier och interaktionsdesign på

dennes femte år på KTH, och med rätt målgrupp vid en teknisk

gymnasieskola med vilken RISE har ett samarbete. Det är därav

svårt att anse relevansen och validiteten som stapplande. Däremot

skall man inte bortse från det faktum att genomförande och

därmed resultat, som redan nämnts, färgas av intervjuaren och

häri ligger en svårbedömd reliabilitet. Det är svårt att recensera

intervjuernas genomförande och kanske finns det frågor och/eller

följdfrågor som möjligtvis borde ställts och andra aspekter som

missades. Man kan anse att en testintervju borde ha genomförts

innan de faktiska intervjuerna med eleverna, men detta gjordes ej.

Det skall också sägas att det faktum att skolan i fråga har en

teknisk profil och eleverna således är relativt bekanta med ny och

kommande teknik - möjligen mer än elever på andra

gymnasielinjer och skolor - vilket kan spela en roll i de åsikter

som uttryckts.

Under testperioden verkade prototypen sluta fungera vid ett fåtal

tillfällen under en dag; skärmen stängdes av och man fick således

ingen feedback på närvarotagningen och eleverna fick

uppfattningen att den ej fungerade. Kameran och mjukvaran

verkar dock ändå ha fungerat som den skall och det skall bara ha

varit prototypens skärm som bitvis slocknat. Detta

kommunicerades till eleverna när prototypen kontrollerades och

problemet löstes en dag efter initiala implementeringen. Eleverna

uppmanades att behandla prototypen precis som vanligt trots att

den visuella feedbacken ibland eventuellt haltade. Huruvida detta

påverkade intervjuerna och elevernas förhållande till prototypen

är svårt att avgöra men bör poängteras.

Att deltagandet var helt frivilligt kan också spela in då vissa

elever möjligen kan känna sig mer angelägna än andra att uttrycka

sina åsikter. Ett slumpmässigt urval och/eller en blandning av

elever från olika program skulle förmodligen öka reliabiliteten

och möjligheten att generalisera och därav möjligen få ett mer

övergripande och generaliserat resultat.

Ett annat möjligt problem är elevernas motivation till att deltaga;

det är inte omöjligt att tänka att de som valde att deltaga gjorde

det för att slippa lektionstid eller något liknande. Detta bör dock

inte påverka denna undersökning mer än liknande undersökningar

då man får räkna med att dessa tendenser finns överallt. Det fanns

också ett problem i att vissa elever glömde att ta med sig

blanketten som deras målsman skrivit på, och således inte tilläts

deltaga. Urvalet blev därför något begränsat och kan således bero

på deltagarnas ålder, som dock är högst relevant i studien och

omöjlig att kringgå eftersom de ingår i målgruppen. Ur ett

övergripande perspektiv anser jag dock reliabiliteten

tillfredsställande under kraven för denna undersökning.

5.2 Slutsats

Den här studien har undersökt svenska gymnasieelevers

upplevelse av ansiktsigenkänning för närvarohantering i skolan.

De positiva resultaten talar för fortsatt utveckling och forskning i

området. I en tid när klasser blir större och mer tid läggs på

administration indikerar denna undersökning att

ansiktsigenkänning för närvarokontroll kan avlasta lärarna och

effektivisera undervisningen. Det krävs mer forskning och arbete

för att ordentligt kunna avgöra hur synen på tekniken ser ut i

landet och hur den fungerar när den väl implementerats. Denna

undersökning ger en grundläggande bild av att tekniken är

välkommen och att den faktiskt kan göra praktisk nytta för både

elever och lärare i den svenska skolan.

6 REFERENSER [1] Reeves, S. 2012. Envisioning ubiquitous computing.

Proceedings of the 2012 ACM annual conference on Human

Factors in Computing Systems - CHI ’12 (2012).

[2] Fettweis, G. P. (2014). The tactile internet: Applications and

challenges. IEEE Vehicular Technology Magazine.

http://doi.org/10.1109/MVT.2013.2295069

[3] Utbildningsdepartementet, 2017. Bilaga till regeringsbeslut I:1,

2017-10-19 Utbildningsdepartementet, Available at:

https://www.regeringen.se/informationsmaterial/2017/10/regerin

gen-beslutar-om-nationell-digitaliseringsstrategi-for-skolvasende

t/.

[4] Lärarförbundet och Novus, 2017, Available at:

https://www.lararforbundet.se/artiklar/allvarligt-att-larares-admi

nistrativa-uppgifter-okar

[5] Tieto, 2019. Future classroom. Available at:

https://www.tieto.com/se/branscher/offentlig-sektor/utbildning-o

ch-skola/.

[6] Aijaz, A., Dohler, M., Hamid Aghvami, A., Friderikos, V., &

Frodigh, M. (2017). Realizing the Tactile Internet: Haptic

Communications over Next Generation 5G Cellular Networks.

IEEE Wireless Communications.

http://doi.org/10.1109/MWC.2016.1500157RP

[7] Weiser, M. (1991). The Computer for the 21st Century.

Scientific American. http://doi.org/10.1109/MPRV.2002.993141

[8] Mehta, R., Sahni, J., & Khanna, K. (2018). Internet of Things:

Vision, Applications and Challenges. In Procedia Computer

Science. http://doi.org/10.1016/j.procs.2018.05.042

[9] Ju, W. (2015). The Design of Implicit Interactions. Synthesis

Lectures on Human-Centered Informatics.

http://doi.org/10.2200/s00619ed1v01y201412hci028

[10] Computer Sweden. Available at: https://it-ord.idg.se/ord/

[11] IGI-Global. Available at: https://www.igi-global.com/dictionary/

[12] https://it-ord.idg.se/ord/falsk-positiv/

[13] https://www.svt.se/nyheter/lokalt/vasterbotten/ansiktsigenkannin

g-pa-skola-granskas

[14] Patel, R & Davidsson, B, Forskningsmetodikens grunder, 4:e

uppl. (Studentlitteratur, 2011), s. 99-100

[15] Ljudupptagningarna och de transkriberade intervjuerna finns i

författarens ägo.

[16] Graneheim, B. L. och U. H. (2008). Tillämpad kvalitativ

forskning inom hälso- och sjukvård. In Tillämpad kvalitativ

forskning inom hälso- och sjukvård.

[17] Soegaard, M., & Friis Dam, R. (2013). The Encyclopedia of

Human-Computer Interaction, 2nd Ed.

[18] https://www.bostonglobe.com/ideas/2014/11/23/facial-recognitio

n-technology-goes-way-back/CkWaxzozvFcveQ7kvdLHGI/stor

y.html

[19] http://iothub.se/behovsinventering-vad-kan-forbattras/

[20] Venkat, P. T., Rao, N., Reddy, D. V., & Jangam, R. V. (2015).

Face Detection E-Attendence System. International Journal of

Computer Trends and Technology (IJCTT).

[21] Gaddam, S. C., & Ramesh, N. V. K. (2016). Attendance

management and user security system’s based on Eigen faces

algorithm using Raspberry pi 2 and ethernet. Indian Journal of

Science and Technology.

http://doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i17/92978

[22] Krithika, L. B., Venkatesh, K., Rathore, S., & Harish Kumar, M.

(2017). Facial recognition in education system. In IOP

Conference Series: Materials Science and Engineering.

http://doi.org/10.1088/1757-899X/263/4/042021

Bilaga 1

Godkännande för deltagande i undersökning

Hej,

Jag heter Sebastian Holmqvist, är 30 år gammal och gör kandidatexamensarbete på Civilingenjörsutbildningen i

Medieteknik på Kungliga Tekniska Högskolan.

Tillsammans med RISE Research Institutes of Sweden utför jag en undersökning som fokuserar på att

undersöka elevens upplevelse av ansiktsigenkänningsteknik i skolan.

En prototyp i form av en skärm och kamera kommer att installeras i ett av skolans klassrum och inför varje

lektion under 4–5 dagar ombeds eleverna att ställa sig framför den så att kameran ser deras ansikten.

Det är viktigt för oss att ni vet att ingen personlig data kommer att lagras. Kameran räknar antalet ansikten den

sett men det tas inga bilder och inga ljudupptagningar. Det finns inget sätt att i efterhand identifiera enskilda

individer. Läraren kommer därför ta närvaro som vanligt.

I slutet av testperioden utförs intervjuer (cirka 15–20 min) med mig i mindre elevgrupper (cirka 5 per grupp) för

att diskutera deras upplevelser av ansiktsigenkänningstekniken. Dessa intervjuer kommer att spelas in (endast

ljud) för att kunna analysera intervjudata efteråt. Fokus i undersökningen ligger på hur denna sorts teknik kan

passa i klassrummet, och inte på att utvärdera en avancerad teknisk lösning.

Enligt forskningsetik krävs godkännande och underskrift från målsman för undersökningar med personer under

18 år och jag hoppas att ni kan hjälpa mig göra denna undersökningen så värdefull som möjligt genom ert

godkännande.

Härmed ger jag mitt godkännande att nedanstående elev får deltaga i ovanstående undersökning:

_______________________________________

Elevens namn

_______________________________________

Målsmans underskrift

Namnförtydligande: _______________________________________

Plats och datum: __________________________________________

TRITA-EECS-EX-2019:273

www.kth.se