在异步协同式意义构建场景下使用知识传输图传递知识(Supporting Handoff in Asynchronous Collaborative Sensemaking Using Knowledge-Transfer Graphs)

在数据分析中,将知识和发现通过可视化的方式展现出来可以帮助分析者追踪、组织、综合自己的发现和问题。当分析者互相合作时,通过互相交流,这些可视化形式能够帮助分析者互相理解自己的发现,这被称为协同式意义构建(Collaborative Sensemaking)。然而在复杂场景下,如何在合作者之间明确的传递知识(Tranfer of Knowledge/Handoff) 仍然是一个挑战。在异步合作场景下,分析者由于时空限制或者隐私考虑等不能够直接见面或者交流,前一个分析者需要将自己的发现传递给下一个分析者,但是少有的分析系统能够满足这样的需求。本文提出了一系列可视化加护技术帮助异步合作者之间有效传递发现、知识。

针对异步合作这样的场景,作者提出了如下的系统设计考虑。

  1. 支持交互式的数据展现。将数据探索和结果展现紧密结合起来可以使得演绎和归纳的切换更加自然。同时,交互的分析方式可以帮助研究者不断构建,评估,修正可视化的形式。
  2. 编码分析源头。理解发现的产生源头对于传递当前分析状态至关重要。系统应该能够支持快速查找和理解数据中发现的来源。
  3. 促进共同理解。系统应该能够显式的编码分析的成果和进度,总结已经探索已经探索和考虑过的数据。
  4. 支持查找交互过程。系统需要记录用户的交互历史,帮助理解用户得到发现的缘由。

基于以上的考虑,作者设计了KT-Graph(图1)帮助异步合作分析者之间传递知识。

图1 KTGraph界面

系统界面5个组成部分。

(A) Graph Panel。在Graph Panel中用户可以自由创建节点来代表不同的分析对象,通过在节点之间连边来表现对象之间的关联;用户可以通过不同的图标记录自己的分析流程(tagging),比如箭头图标➡️代表未来分析的对象,问号图标❓代表对此处分析有疑问,思考图标💡代表此处为自己的猜想,形状图标🌟代表该研究对象很重要。这个视图总结了用户的推理发现的过程以及分析结果。

(B) Comments Panel。Comments Panel中展示了用户对于对象或者推理过程的评论,用红色的圆表示。

(C) Dataset Panel。这个视图展现了用户当前分析的数据,这里显示的是文本数据。每个文本用绿色的实心圆表示,摘要用空心圆表示。文本中的摘要会被高亮出来。文本和摘要可以加入到Graph Panel中作为对分析的对象或者结果的引用。该视图不局限于文本数据,也可以是时序数据或者表格数据等。

(D) Timeline View。这个视图记录了用户在系统上所有的图交互信息,比如节点和边的创建,删除与编辑,图布局的修改,评论、标签、引用的添加等交互。Timeline View中用一条直线表示用户的所有操作,不同的颜色代表不同的操作类型。下方的细节视图表示当前关注时间点附近的详细操作信息。用户可以通过播放动画的方式再现前一个用户的历史交互,从而理解前者分析推理的过程,当前用户可以停留在任意时间点作为自己探索分析的起点位置。

(E) Input Dialog。帮助用户快速创建评论或者引用信息。

为了评估系统的功能,作者使用了VAST Challenge 2006数据作为试验数据。该数据集主要是文本数据,需要用户从大量的文档集合中发现一个小镇异常的行为。作者认为Timeline Panel视图和tagging功能对于知识传输有着非常重要的作用。他们又添加了一个baseline系统,除了没有Timeline Panel视图和tagging功能外,该系统和原系统有着相同的视图和交互功能。试验开始时,系统已经有了部分分析结果,参与者需要接着已有的探索结果进一步分析数据。

图2 用户调研评估结果

图2为在不同系统上用户的得分结果。Handoff Score是用户从初始系统中发现的事实和提出分析方向的得分情况。Debriefing Score是用户数据探索完成后发现的结果得分情况。Key Documents Score是用户在整个探索中标注的可疑文档数量得分情况。从统计结果上看,KTGraph在三项指标的得分均超过了Baseline,Timeline视图和tagging功能对知识传输和理解有着积极的作用。

总的来说,这项工作针对异步合作过程的知识传输问题提出一项有效的解决方案。通过时间轴记录用户的交互日志,从来帮助下一个合作者理解当前用户知识发现的过程。该工作还有进一步提升空间,比如如何从大量交互记录里提取出其中关键步骤,如何评估多个合作用户合作时各自发挥的作用。

参考文献

[1] Jian Zhao, Michael Glueck, Petra Isenberg, Fanny Chevalier, Azam Khan. Supporting Handoff in Asynchronous Collaborative Sensemaking Using Knowledge-Transfer Graphs. IEEE transactions on visualization and computer graphics, 24(1), 340-350, 2018.

 

 

 

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