Developing engaging interventions in the context of digital behavior change intervention systems. Results and guidelines from two case studies

This thesis explores how to design and implement a persuasive, multi-channel and ICT-based communication system – called “intervention” – which is aimed at effectively engaging the final receivers, in the context of DBCIs (Digital Behaviour Change Interventions). The success of these intervention is in part due to the widespread diffusion of smartphones and digital devices among population, being them among the fastest and cheapest way to deliver a personalized intervention. Moreover, DBCIs have benefitted in the last years by the increasing adoption of “chatbots”, virtual smart agents that allow final users to interact by voice with a digital device. DBCIs projects typically focus only on the application domain for which they have been designed, thus failing in identifying possible cross-functional synergies, which would speed up times to market as well as innovation pace. Moreover, interventions often fail in being engaging. This thesis is thus focused on the designing and implementing DBCIs, grounded on a strong theoretical background on behaviour change and communication studies, to finally provide some guidelines and recommendations for future applications. Our findings are supported by the insights and experience gained in carrying out two real-life case studies. The first case study is represented by City4Age, an Horizon2020 funded project, aimed at finding new technological ways to face the diffusion of chronic diseases such as dementia and MCI – Mild Cognitive Impairment – among an aging population. The second case study was realized in collaboration with IBM Italia and Technogym. Together, they invested in the creation of a smart virtual coach, powered by IBM Watson services and by the personalized and highly technological Technogym systems. In both cases, we realized an integrated system that taking in input static and dynamic – based on data-driven insights – information about the final users, combines them with the communication strategy chosen for each, to establish a long-lasting relationship with the receivers. This was possible by combining the benefits of a one-to-one intervention and not disregarding the social context each of us comes from. Besides, we relied on the use the latest AI technologies, social media and gamification to realize state-of-the-art engaging interventions. Developed in two different contexts – university research and business development respectively – the two case studies allowed to identify which are the indispensable components that these systems should implement as well as the challenges and complexities in developing them, both from a methodological and an architectural point of view.

Questa tesi ha l'obiettivo di esplorare e comprendere quale sia la migliore strategia per progettare e implementare un sistema di comunicazione persuasivo – chiamato Intervention – multicanale e basato sull'utilizzo delle tecnologie digitali. Il contesto di analisi é rappresentato dalle DBCIs, Digital Behavior Change Interventions, ovvero tutte quelle applicazioni che sfruttano i vantaggi offerti da i mezzi di comunicazione digitali per aiutare gli utenti finali ad adottare uno stile di vita piú sano. La difusione di sistemi DBCI é stata facilitata dall'alto tasso di penetrazione nell'uso di smartphones, oltre che dallo sviluppo di chatbots, agenti virtuali che permettono all’utente di interagire via voce con il device utilizzato. I progetti di DBCIs vengono spesso sviluppati con un focus limitato al dominio di utilizzo: così facendo, è difficile identificare possibili sinergie, che permetterebbero di velocizzare i tempi di commercializzazione e il ritmo dell'innovazione. Inoltre, l’Intervention spesso non riesce ad essere persuasiva, perdendo quindi di efficacia. Cercheremo allora di comprendere come migliorare il design e la realizzazione di futuri DBCIs, mediante estesi studi bibliografici e confrontandoci con due distinti casi di studio. Il primo caso di studio è rappresentato da City4Age, un progetto finanziato nell’ambito dell’iniziativa europea Horizon2020, il cui scopo è quello di sfruttare la tecnologia per trovare modi innovativi di prevenire e rallentare l'insorgenza di MCI in una popalazione sempre più vecchia. Il secondo caso di studio è un progetto realizzato in collaborazione con IBM Italia e Technogym. Insieme, le due aziende hanno investito nella creazione di un coach virtuale, supportato da sistemi di intelligenza artificiale, ovvero i servizi IBM Watson, e dal ricco background scientifico e tecnologico messo a disposizione da Technogym. Per cercare di individuare delle guidelines utili in futuri progetti, abbiamo in entrambi i casi creato delle intervention che prendessero in input dati statici e dinamici degli utenti, oltre che usare strumenti AI all'avanguardia, per motivare e costruire una stretta relazione con l'utente finale. In conclusione, proprio perché sviluppati in due diversi contesti – rispettivamente la ricerca universitaria e il business development- i due progetti hanno permesso di individuare gli aspetti salienti, criticità e possibili sviluppi futuri da tenere in considerazione nella realizzazione di sistemi DBCI, sia da un punto di vista metodologico, che da un punto di vista architetturale.