Information Search as Adaptive Interaction

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-2517-0
Title: Information Search as Adaptive Interaction
Author: Athukorala, Kumaripaba
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Computer Science
Helsinki Institute for Information Technology HIIT
Thesis level: Doctoral dissertation (monograph)
Abstract: We use information retrieval (IR) systems to meet a broad range of information needs, from simple ones involving day-to-day decisions to complex and imprecise information needs that cannot be easily formulated as a question. In consideration of these diverse goals, search activities are commonly divided into two broad categories: lookup and exploratory. Lookup searches begin with precise search goals and end soon after reaching of the target, while exploratory searches center on learning or investigation activities with imprecise search goals. Although exploration is a prominent life activity, it is naturally challenging for users because they lack domain knowledge; at the same time, information needs are broad, complex, and subject to constant change. It is also rather difficult for IR systems to offer support for exploratory searches, not least because of the complex information needs and dynamic nature of the user. It is hard also to conceptualize exploration distinctly. In consequence, most of the popular IR systems are targeted at lookup searches only. There is a clear need for better IR systems that support a wide range of search activities. The primary objective for this thesis is to enable the design of IR systems that support exploratory and lookup searches equally well. I approached this problem by modeling information search as a rational adaptation of interactions, which aids in clear conceptualization of exploratory and lookup searches. In work building on an existing framework for examination of adaptive interaction, it is assumed that three main factors influence how we interact with search systems: the ecological structure of the environment, our cognitive and perceptual limits, and the goal of optimizing the tradeoff between information gain and time cost. This thesis contributes three models developed in research proceeding from this adaptive interaction framework, to 1) predict evolving information needs in exploratory searches, 2) distinguish between exploratory and lookup tasks, and 3) predict the emergence of adaptive search strategies. It concludes with development of an approach that integrates the proposed models for the design of an IR system that provides adaptive support for both exploratory and lookup searches. The findings confirm the ability to model information search as adaptive interaction. The models developed in the thesis project have been empirically validated through user studies, with an adaptive search system that emphasizes the practical implications of the models for supporting several types of searches. The studies conducted with the adaptive search system further confirm that IR systems could improve information search performance by dynamically adapting to the task type. The thesis contributes an approach that could prove fruitful for future IR systems in efforts to offer more efficient and less challenging search experiences.Tiedonhakujärjestelmiä käytetään monenlaisiin tarkoituksiin, niin vastausten hakemiseen yksinkertaisiin arkipäivän kysymyksiin kuin laajemman ja monipuolisen tiedon etsimisen aiheista, joita ei voida helposti esittää hakulausekkeen muodossa. Kun otetaan huomioon nämä käyttäjien erilaisten tiedon etsintätarpeet, voidaan tiedon etsintä yleisesti jakaa yleisesti kahteen laajempaan luokkaan: täsmähakuihin ja tutkivaan hakuun. Täsmähauissa tiedon etsijällä on alusta lähtien olemassa selkeä hakutavoite, ja tiedon etsintä päättyy, kun hän löytää haluamansa tiedon. Tutkivassa haussa käyttäjä taas keskittyy asioiden oppimiseen ja selvittämiseen ilman tuollaista täsmällistä tavoitetta. Vaikka tutkiva haku on hyvin merkittävä osa käyttäjien toimintaa, se on heille luonnollisesti hyvin haastavaa, koska heillä ei ole entuudestaan riittävästi tietoa tarkasteltavasta aihepiiristä . Toisaalta samaan aikaan heidän tiedontarpeensa ovat laajoja ja monimutkaisia, ja ne myös muuttuvat koko ajan. Käyttäjän avustaminen tutkivassa haussa ei myöskään tiedonhakujärjestelmissä ole helppoa juuri siksi, että käyttäjien tiedontarpeet ovat niin monimuotoisia ja heidän toimintansa niin dynaamista. Lisäksi tutkivan haun täsmällinen määritteleminen käsitteellisesti on hyvin vaikeaa. Sen vuoksi useimmat suositut tiedonhakujärjestelmät soveltuvat hyvin vain täsmähakuihin. Koska tiedon etsintätapoja kuitenkin on niin monenlaisia, tarvitaan selvästi parempia tiedonhakujärjestelmiä, jotka tukevat tiedonhakua eri tavoin. Tämän väitöskirjatyön ensisijaisena tavoitteena on ollut mahdollistaa sellaisten tiedonhakujärjestelmien suunnitteleminen, jotka tukevat käyttäjää yhtä hyvin sekä täsmähauissa että tutkivassa haussa. Tätä ongelmaa lähestyttiin mallintamalla tiedon etsintää rationaalisesti mukautuvana vuorovaikutuksena, joka auttaa määrittelemään käsitteellisesti selkeämmin sekä tutkivan haun että täsmähaut. Tässä työssä, joka pohjautuu mukautuvan vuorovaikutuksen tutkimiseen aiemmin laadittuun kehikkoon, oletettiin, että käyttäjien tapaan olla vuorovaikutuksessa hakujärjestelmien kanssa vaikuttaa kolme keskeistä tekijää: ympäristön ekologinen rakenne, käyttäjien kognitiiviset ja aisteihin liittyvät rajoitukset sekä saadun informaatiohyödyn ja tiedon etsintään käytetyn ajan välisen suhteen optimointi. Väitöskirjatyössä esitetään kolme mukautuvaan vuorovaikutuksen kehikkoon pohjautuvaa mallia, joilla 1) pyritään ennustamaan, miten käyttäjän tiedonhakutarpeet muuttuvat tutkivan haun aikana, 2) erottamaan toisistaan tutkivaan hakuun ja täsmähakuihin liittyvät tehtävät sekä 3) ennustamaan erilaisten mukautuvien hakustrategioiden syntyminen. Työn lopussa esitellään myös tapa, jolla ehdotetut mallit voidaan integroida osaksi tiedonhakujärjestelmää niin, että järjestelmä mukautuu tukemaan käyttäjää sekä täsmähauissa että tutkivassa haussa. Työssä tehdyt havainnot vahvistavat, että tiedon etsintää voidaan mallintaa mukautuvan vuorovaikutuksen avulla. Väitöskirjassa kehitettyjen mallien toimivuutta on arvioitu kokeellisesti käyttäjätutkimuksissa, joissa on käytetty näihin malleihin pohjautuvaa mukautuvaa hakujärjestelmä. Nämä tehdyt tutkimukset myös vahvistavat, että tällainen tiedonhakujärjestelmä voi parantaa tiedonhaun onnistumista, koska se mukautuu dynaamisesti erilaisiin tiedonhakutehtäviin. Väitöskirjan tuloksena onkin lähestymistapa, joka voi osoittautua hedelmälliseksi tavaksi sekä tehostaa että helpottaa tiedonhakua tulevaisuuden tiedonhakujärjestelmissä.
URI: URN:ISBN:978-951-51-2517-0
http://hdl.handle.net/10138/167284
Date: 2016-10-12
Subject: computer science
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Informat.pdf 1.759Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record