UX w systemach sterujących inteligentnymi domami: przegląd wybranych koncepcji projektowych

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_260/23

wyślij Iwona Grobelna , Mateusz Komarowski Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Automatyki, Elektroniki i Elektrotechniki, ul. prof. Z. Szafrana 2, 65-516 Zielona Góra

Pobierz Artykuł

Streszczenie

Technologie inteligentnych domów (Smart Home) wprowadzają nowe możliwości zwiększania komfortu i bezpieczeństwa użytkowników oraz efektywności energetycznej budynku. Jednak ich skuteczność i akceptacja zależą w dużej mierze od jakości doświadczeń użytkownika (UX). Niniejszy przegląd wybranych koncepcji projektowych analizuje rozwijającą się dziedzinę projektowania zorientowanego na użytkownika w obszarze inteligentnych domów, podkreślając jej rolę w poprawie doświadczeń użytkownika oraz jego satysfakcji. Artykuł omawia aktualne wyzwania i zasady projektowania interfejsów, identyfikując kluczowe grupy użytkowników, ich motywacje oraz bariery związane z obsługą tych systemów. Wskazuje kluczowe zasady projektowe, takie jak intuicyjność, dostępność czy emocjonalne zaangażowanie użytkowników, nawiązuje również do przyjętych norm i powszechnych praw psychologii. Prezentuje narzędzia i metody, w tym testy użyteczności, prototypowanie oraz metryki oceny, które pozwalają projektować bardziej efektywne i przyjazne systemy. Na koniec, artykuł wskazuje potencjalne kierunki rozwoju projektowania zorientowanego na użytkownika systemów sterujących inteligentnymi domami w najbliższych latach, w kontekście nowoczesnych technologii i zmieniających się oczekiwań użytkowników.

Słowa kluczowe

doświadczenie użytkownika, projektowanie użytkowe, smart home, systemy sterowania, technologie inteligentne, UX

UX in Smart Home Control Systems: A Review of Selected Design Approaches

Abstract

Smart Home technologies introduce new possibilities for enhancing user comfort, safety, and energy efficiency. However, their effectiveness and acceptance largely depend on the quality of user experience (UX). This narrative review examines the evolving field of UX design in smart homes, emphasizing its role in improving user experience and satisfaction. The paper discusses current challenges and key principles of UX design in this domain, identifying key user groups, their motivations, and barriers related to the use of such systems. It highlights essential design principles, including intuitiveness, accessibility, and user emotional engagement, but also refers to widely recognized standards and established principles from psychology. Furthermore, it presents tools and methods, such as usability testing, prototyping, and UX evaluation metrics, that support the development of more effective and user-friendly systems. Finally, the paper outlines potential directions for the future development of UX in smart home technologies, in the context of emerging technologies and evolving user expectations.

Keywords

control systems, smart home, smart technologies, user experience, user-centered design, UX

Bibliografia

  1. Wilson Ch., Hargreaves T., Hauxwell-Baldwin R., Smart homes and their users: A systematic analysis and key challenges, “Personal and Ubiquitous Computing”, Vol. 19, 2014, 463–476, DOI: 10.1007/s00779-014-0813-0.
  2. Reisinger M.R., Prost S., Schrammel J., Fröhlich P., User requirements for the design of smart homes: dimensions and goals, “Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing”, Vol. 14, 2022, 15761–15780, DOI: 10.1007/s12652-021-03651-6.
  3. Madadi-Barough S., Ruiz-Blanco P., Lin J., Vidal R., Gomez C., Matter: IoT interoperability for smart homes, “IEEE Communications Magazine”, Vol. 63, No. 4, 2025, 106–112, DOI: 10.1109/MCOM.001.2400274.
  4. Bai X., Research on smart home system design and user experience improvement strategies, “Advances in Computer, Signals and Systems”, Vol. 8, No. 5, 2024, 34–39, DOI: 10.23977/acss.2024.080504.
  5. Kraemer M.J., Seymour W., Binns R., Van Kleek M., Flechais I., Informing the future of data protection in smart homes, CHI’19 Workshops: New Directions for the IoT: Automate, Share, Build, and Care, 2019.
  6. Chalhoub G., The UX of things: Exploring UX principles to inform security and privacy design in the smart home, Extended Abstracts of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, April 2020, DOI; 10.1145/3334480.3381436.
  7. Anik S.M.H., Gao X., Zhong H., Wang X., Meng N., Programming of automation configuration in smart home systems: Challenges and opportunities, “ACM Transactions on Software Engineering and Methodology”, Vol. 35, No. 2, 2026, DOI: 10.1145/3731450.
  8. Prywata M., Projektowanie zorientowane na użytkownika, [www.parp.gov.pl/storage/publications/pdf/b717027b2d85ff2ea0ae5dc2c8affa85.pdf].
  9. Becks E., Zdankin P., Matkovic V., Weis T., Complexity of smart home setups: A qualitative user study on smart home assistance and implications on technical requirements, “Technologies”, Vol. 11, No. 1, 2023, DOI: 10.3390/technologies11010009.
  10. Eggen B., van den Hoven E., Terken J., Human-Centered Design and Smart Homes: How to Study and Design for the Home Experience?, Handbook of smart homes, health care and well-being, Springer, Cham, August 2017, 83–92, DOI: 10.1007/978-3-319-01583-5_6.
  11. Davidovic B., Bogdanovic Z., Djordjevic K., Labus A., Designing adaptable smart home environment based on resident’s activity, “Smart Cities and Regional Development (SCRD) Journal”, Vol. 2, No. 2, 2018, 51–58.
  12. Zhuang F., Research on user experience design of smart home products based on internet of things, “Journal of Physics: Conference Series”, Vol. 2074, 2021, DOI: 10.1088/1742-6596/2074/1/012063.
  13. Zhou C., Dai Y., Huang T., Zhao H., Kaner J., An empirical study on the influence of smart home interface design on the interaction performance of the elderly, “International Journal of Environmental Research and Public Health”, Vol. 19, No. 15, 2022, DOI: 10.3390/ijerph19159105.
  14. Morris L.L., Fairman A.D., Ding, D., Messina, K., Providing mainstream smart home technologies as assistive technology for persons with disabilities: Current trends and needs, “The American Journal of Occupational Therapy”, Vol. 75, 2021, DOI: 10.5014/ajot.2021.75S2-PO230.
  15. Jantz-Sell T., Daken S., Bundling energy savings with consumer interest in smart homes, Energy Star 2023, [www.energystar.gov].
  16. Alghamdi L., Alsoubai A., Akter M., Alghamdi F., Wisniewski P., A user study to evaluate a web-based prototype for smart home Internet of Things device management, International Conference on Human-Computer Interaction, LNCS, Vol. 13333, 2022, 383–405, DOI: 10.1007/978-3-031-05563-8_24.
  17. Zhang M., Gong Y., Deng R., Zhang S., The effect of color coding and layout coding on users’ visual search on mobile map navigation icons, “Frontiers in Psychology”, Vol. 13, 2022, DOI: 10.3389/fpsyg.2022.1040533.
  18. Rey-Jouanchicot J., Bottaro A., Campo E., Bouraoui J.-L., Vigouroux N., Vella F., Leveraging large language models for enhanced personalised user experience in smart homes, UBICOMM, IARA, 2024, [https://hal.science/hal-04593247v2].
  19. Vigouroux N., Vella F., Lepage G., Campo E., Usability study of tactile and voice interaction modes by people with disabilities for home automation controls, International Conference on Computers Helping People with Special Needs, LNCS, Vol. 13342, 2022, 139–147, DOI: 10.1007/978-3-031-08645-8_17.
  20. Schomakers E.-M., Biermann H., Ziefle M., Understanding Privacy and Trust in Smart Home Environments, International Conference on Human-Computer Interaction, LNISA, Vol. 12210, 2020, 513–532, DOI: 10.1007/978-3-030-50309-3_34.
  21. Kalam A., Azad M., Chowdhury S.J., Prototype smart home environment with biofeedback, IEEE Region 10 Symposium (TENSYMP), 2020, 449–452, DOI: 10.1109/TENSYMP50017.2020.9230898.
  22. Cardiel J.S.R., Alvarado L.M.Z., Serrano J.F.H., Implementation of ISO/IEC 29110 and ISO 9241-210:2019 Standards in Software Development for the UTZAC University Clinic, 13th International Conference On Software Process Improvement (CIMPS), 2024, 15–19, DOI: 10.1109/CIMPS65195.2024.11095911.
  23. Rodríguez-Cardiel J.S., Luna-García H., Celaya-Padilla J.M., Zapata-Alvarado L.M., Ramírez-Carrillo J., Hernández-Serrano J.F., Salcedo-Bugarín L.E., Prototype User Interface for an Automatic Sheep Weighing Control System: Implementing ISO 9241-210: 2019, ISO 29110, IEEE 830, HCI-COLLAB, 2022, 83–93, [https://ceur-ws.org/Vol-3570/Paper8.pdf].
  24. Guzman-Fernandez M., Luna-García H., Collazos C.A., Sarmiento W.J., Galvan-Tejada J.I., et al., Desktop Application for Water Quality Prediction and Monitoring System Using ISO 9241-210 and Machine Learning Techniques, Iberoamerican Workshop on Human-Computer Interaction, CCIS, Vol. 1478, 2021, 44–57, DOI: 10.1007/978-3-030-92325-9_4.
  25. Helin K., Karjalainen J., Kuula T., Human-Centric Approach for Developing XR Applications in the Space Domain, 16th International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics and the Affiliated Conferences AHFE, 2025, 95–105.
  26. Rosicki Ł., Zastosowanie heurystyk Jakoba Nielsena w optymalizacji serwisów internetowych na przykładzie witryny Uniwersytetu Ekonomicznego w Krakowie, „Knowledge–Economy–Society”, 2018, 185–192.
  27. Poleszak I., Dzieńkowski M., User experience analysis while visiting selected virtual museums, „Journal of Computer Sciences Institute”, Vol. 25, 2022, 384–392, DOI: 10.35784/jcsi.3057.
  28. Mirkowicz M., Grodner G., Jakob Nielsen’s Heuristics in Selected Elements of Interface Design of Selected Blogs, “Social Communication”, Vol. 4, No. 2, 2018, 30–51, DOI: 10.2478/sc-2018-0013.
  29. Neto O.M., Pimentel M.D.G., Heuristics for the assessment of interfaces of mobile devices, Proceedings of the 19th Brazilian Symposium on Multimedia and the Web, 2013, 93–96, DOI: 10.1145/2526188.2526237.
  30. Turner P., A psychology of user experience, Human Computer Interaction Series, 2017, DOI: 10.1007/978-3-031-32454-3.
  31. Yablonski J., Laws of UX, O’Reilly Media, 2024.
  32. Pannafino J., McNeil P., UX Methods: A Quick Guide to User Experience Research Methods, CDUXP LLC United States, 2017, DOI: 10.5555/3180819.
  33. Bianchini L.d.P., Zaina L., Which UX research method or technique should I take? Assisting software startup professionals in making their choices, “Journal on Interactive Systems”, Vol. 15, No. 1, 2024, 762–789, DOI: 10.5753/jis.2024.4028.
  34. Albert B., Tullis T., Measuring the User Experience: Collecting, Analyzing, and Presenting Usability Metrics, Morgan Kaufmann Publisher Inc., 2013, ISBN: 978-0124157811.
  35. Pons M., Valenzuela E., Rodríguez B., Nolazco-Flores J.A., Del-Valle-Soto C., Utilization of 5G technologies in IoT applications: Current limitations by interference and network optimization difficulties—a review, “Sensors”, Vol. 23, No. 8, 2023, DOI: 10.3390/s23083876.
  36. Grobelna I., Mailland D., Horwat M., Design of Automotive HMI: New Challenges in Enhancing User Experience, Safety, and Security, “Applied Sciences”, Vol. 15, No. 10, 2025, DOI: 10.3390/app15105572.
  37. Pereyra I., Uniwersalne zasady projektowania UX, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2025.
  38. Vizcarra A., Quiroz G., Cornejo J., The Impact of User Interface and Experience (UI/UX) Design on Visual Ergonomics: A Technical Approach for Reducing Human Error in Industrial Settings, “Designs”, Vol. 10, No. 1, 2026, DOI: 10.3390/designs10010008.
  39. Stige Å., Zamani E.D., Mikalef P., Zhu Y., Artificial intelligence (AI) for user experience (UX) design: a systematic literature review and future research agenda, “Information Technology & People”, Vol. 37, No. 6, 2024, 2324–2352, DOI: 10.1108/ITP-07-2022-0519.
  40. Li W., Li S., The Integration and Innovation of Artificial Intelligence and Big Data in User Experience Design, International Conference on Advanced Intelligent Technologies, SIST, Vol. 123, 2024, 229–240, DOI: 10.1007/978-981-96-7332-2_23.