МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ КАК ИНСТРУМЕНТ СОВРЕМЕННЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для проведения различных исследований, включающих сбор данных о состоянии человека, необходимо использовать несколько сложных устройств для получения, регистрации и обработки необходимых данных. При этом возникает необходимость в осуществлении обмена данными между этими устройствами в ручном режиме, что подразумевает затраты времени на обработку результата, а также специальное обучение ряда специалистов по работе с данным оборудованием. Есть и еще один менее затратный, но потенциально не слишком надежный вариант — возложить на самого исследуемого эти функции. Последний случай часто используется в студенческих научных исследованиях, что объясняется недостатком финансирования и ведет к снижению уровня доверия к результатам таких работ.

Дело в том, что исследования подвергаются дискредитации со стороны самих исследуемых. Во многих случаях при возложении на исследуемого заданий, связанных с фиксированием измерений, последний может предъявить некорректные данные. Это не только и не столько ошибочно считанные показатели измерительных приборов, сколько выдумывание данных. Несделанные измерения вследствие забывчивости, занятости другим делом или же простой лени порой «подгоняются» исследуемым. А это может внести большие неточности, и как следствие привести к неверным выводам по результатам эксперимента.

Сейчас на мировом рынке в огромном количестве имеются смартфоны, обладающие огромной вычислительной мощностью и большим функционалом. Продажи смартфонов демонстрируют уверенный рост каждый год [1], что, безусловно, помогает их распространению среди обычных пользователей. Можно с определенной долей вероятности утверждать, что потенциальный исследуемый будет владеть смартфоном, что создает огромное поле для усовершенствования методик проведения научных исследований. Следует отметить, что важное отличие смартфона от персонального компьютера состоит в том, что мобильное устройство будет находится рядом с объектом исследования практически постоянно.

Огромное преимущество смартфонов заключается в том, что это — готовое устройство, которое оснащено необходимыми модулями для построения коммуникации по проводным и беспроводным каналам связи. Оно способно предоставлять пользователям обратную связь в виде различных (аудио-, видео-) индикаций; позволяет производить взаимодействие с пользователем с помощью полноценных графических интерфейсов.

Смартфоны могут работать под управлением разных операционных систем. В настоящее время существует так называемая дуополия в этой области, т.е. главенство всего двух конкурирующих компаний.  По данным исследовательской фирмы Gartner [2], устройства, работающие под управлением Android и iOS, составляют 99,9 % от общего объема продаж смартфонов для конечных пользователей в 2017 году.

Данная ситуация в определенной степени облегчает разработку мобильных приложений, т.к. необходима поддержка всего двух операционных систем. А принимая во внимание наличие средств кроссплатформенной разработки, можно создать одно приложение и поддерживать его развертывание на разных ОС.

Стоит отметить, что у каждой из двух главенствующих мобильных операционных систем присутствует предустановленный магазин приложений, который позволяет производить загрузку и автоматическую установку приложений на мобильное устройство. Данный инструмент можно удобно применять для прямого распространения готового приложения среди конечных пользователей.

Возникает интересная задача по созданию мобильных приложений, помогающих исследователям автоматизировать некоторую рутинную работу, в которую раньше вкладывались большие усилия.

Можно выделить две группы показателей состояния человека — объективные и субъективные. В первом случае необходимо снятие данных о физиологическом состоянии, во втором — речь идет о психологическом состоянии, для оценки которого применяют тесты и различные психологические методики. Процесс получения показателей для двух этих групп может быть «оцифрован», т.е. производится с использованием программных и аппаратных средств, связанных со смартфоном.

Сегодня на рынке существует множество готовых устройств, оснащенных датчиками для снятия различных показателей состояния организма [3]. В основном данные устройства используются для помощи в поддержании здоровья и физической формы. Это в первую очередь всевозможные мониторы физической активности или фитнес-трекеры.

В исследовании [5] было показано, что потребительские мониторы физической активности имеют много общего с шагомерами и акселерометрами, но также предлагают свои собственные уникальные функции. Эти мониторы используют технологию акселерометра и, используя собственные методы анализа, получают оценки нескольких аспектов физической активности, таких как этапы активности и энергозатраты. Используя индикацию на экране мобильного устройства или компьютера, эти мониторы могут обеспечивать обратную связь в режиме реального времени в виде оценки энергозатрат (в калориях), пройденных шагов и интенсивности активности в легко понятном для пользователя формате. Эти функции обратной связи могут позволять потребительским мониторам поддерживать план проведения занятий и следить за активностью. В то же время исследования [4, 5] показывают, что носимые устройства, находящиеся в массовой продаже, измеряют большинство показателей неточно.

Кроме того, в приложениях для работы с подобными устройствами собранные данные обычно остаются недосягаемы для просмотра, вместо них предоставляются лишь некоторые выведенные коэффициенты и средние показатели. Что, возможно, достаточно для обычного пользователя, но не удовлетворит исследователя, который хочет получить «сырые», т.е. необработанные, данные.

Не так сложна разработка новых устройств, снимающих нужные показатели с использованием современных датчиков и сенсоров, которые стали значительно меньше в своих габаритных размерах. Такие носимые устройства могут позволить контролировать показатели жизнедеятельности человека, а также пересылать результаты полученных измерений.

Один из подходов к получению и обработке информации с подобных датчиков предполагает наличие некого буфера, где бы получаемые значения формировались в некоторые пакеты с привязкой к реальному времени, а также подготавливались к пересылке на некоторый сервер хранения и обработки.

Роль вышеупомянутого буфера может выполнять непосредственно само носимое устройство. А роль, сервера для хранения и обработки получаемых значений — смартфон пользователя, т.к. именно данный девайс плотно вошел в нашу жизнь и именно его мы чаще всего имеем при себе.

Используя возможность взаимодействия с пользователем через графический интерфейс можно дополнительно получать субъективные показатели его состояния, например, предложив пройти ему тест. При обычном тестировании, когда исследуемый имеет бумажный бланк с вопросами, требуется ряд работ, связанных с разъяснением порядка заполнения, а также обработкой полученных данных. При этом ответственность за выполнение правил прохождения теста возлагаются на самого исследуемого. Например, если необходимо отвечать на вопросы строго по порядку и не возвращаться к предыдущим, чтобы подсмотреть ответ, то исследователю остается только надеяться на ответственность исследуемого, либо проводить тестирование под четким контролем. В случае электронного теста эта проблема решается просто. Может быть разработан такой интерфейс, который в принципе не будет давать возможности возврата к предыдущим вопросам. Обработка результатов также упроститься — пропадет необходимость просматривать каждый отдельный бланк, разбирать почерк и заносить данные в итоговую таблицу. Всю рутинную работу возьмет на себя программа обработки, а исследователь сможет сфокусироваться на основной цели своей работы.

Все вышесказанное позволяет утверждать, что смартфоны предоставляют мощный инструментарий для современных исследований. Однако требуется разработка приложений, которые бы позволяли удовлетворить все потребности исследователя. Функционал подобного программного обеспечения должен позволять вести сбор общей статистики, благодаря наличию интернет-соединения это вполне реальная задача. Работа с достаточно крупной выборкой потребует гораздо меньше затрат, чем при стандартном подходе, а к полученным данным будет больше доверия.

Список литературы:

1. Продажи смартфонов в России поставили исторический рекорд [Электронный ресурс] // РИА Новости: сайт. — URL: https://ria.ru/technology/20180112/1512485356.html (дата обращения: 02.06.2018)
2. The Smartphone Duopoly [Электронный ресурс] // Statista - The Statistics Portal for Market Data, Market Research and Market Studies: сайт. — URL: https://www.statista.com/chart/3268/smartphone-os-market-share/ (дата обращения: 02.06.2018)
3. Фокин С.Ю., Киричек Р.В. Обзор медицинских приложений, устройств и технологий связи Интернета Вещей // Информационные технологии и телекоммуникации. — 2016. — Т. 4, № 4. — С. 67–80.
4. Evenson K.R., Goto M.M., Furberg R.D. Systematic review of the validity and reliability of consumer-wearable activity trackers // The International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity. — 2015. — Vol. 12, № 159. — P. 1–22.
5. Nelson M.B. Validity of Consumer-Based Physical Activity Monitors for Specific Activity Types // Medicine and science in sports and exercise. — 2016. — Vol. 48. № 8. — P. 1619–1628.
6. Агабеков С.Г. Роль мобильных приложений в повседневной жизни человека // Электронное обучение в ВУЗе и в школе. — СПб., 2015. — С. 12–15.