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
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