แนวคิด User-in-the-Loop ( UIL ) หมายถึงแนวคิดที่ว่าเทคโนโลยี (เช่น เครือข่าย) สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานได้โดยการมีส่วนร่วมของผู้ใช้ ( เลเยอร์ 8 ) แนวคิดนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในหลากหลายสาขาเทคโนโลยี UIL สมมติว่าผู้ใช้เครือข่ายเป็นหน่วยที่ฉลาดที่สุดแต่ก็คาดเดาได้ยากที่สุดในเครือข่ายนั้นด้วย นอกจากนี้ ผู้ใช้มักมีชุดค่า (อินพุต) บางอย่างที่พวกเขารับรู้ (ไม่มากก็น้อยเป็นการสังเกต แต่ก็อาจรวมถึงการตอบสนองทางเสียงหรือสัมผัสด้วย เช่น คันเร่งในรถยนต์ที่ให้แรงต้านบางอย่าง เหมือนกับมาตรวัดความเร็ว) ทั้งองค์ประกอบของการตัดสินใจอย่างชาญฉลาดและค่าที่สังเกตได้สามารถช่วยปรับปรุงเป้าหมายที่ใหญ่กว่าได้

ค่าอินพุตมีจุดประสงค์เพื่อกระตุ้น/ยับยั้งผู้ใช้ให้มีพฤติกรรมบางอย่างที่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ ตัวอย่างหนึ่งของการนำ UIL ไปใช้ในอดีตปรากฏในเครือข่ายไฟฟ้า โดยมีการนำแผนภูมิราคามาใช้สำหรับผู้ใช้ไฟฟ้า แผนภูมิราคานี้จะแยกความแตกต่างของค่าไฟฟ้าตามช่วงเวลาต่างๆ เช่น ช่วงนอกเวลาเร่งด่วน ช่วงกลางเวลาเร่งด่วน และช่วงเวลาเร่งด่วนแต่สิ่งนี้เป็นการควบคุมแบบวงเปิด UIL จริงๆ แล้วอนุญาตให้มีการควบคุมแบบวงปิด กล่าวคือ ผู้ใช้มีส่วนร่วมในวงจรเมื่อเผชิญกับรูปแบบราคาที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ผู้ใช้จะตอบสนองโดยการเปลี่ยนแปลงการใช้พลังงานของตนตามนั้น ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การปรับปรุงการเข้าถึงพลังงานไฟฟ้าโดยรวม (ลดการใช้พลังงานในช่วงเวลาเร่งด่วน) เมื่อเร็วๆ นี้ UIL ยังถูกนำมาใช้สำหรับการสื่อสารไร้สาย (เครือข่ายโทรศัพท์มือถือ) อีกด้วย^{[ 1 ] [ 2 ]}

ทรัพยากรไร้สายรวมถึงแบนด์วิดท์ (ความถี่) เป็นทรัพยากรที่หายากขึ้นเรื่อยๆ และในขณะที่ความต้องการใช้งานเครือข่ายไร้สายในปัจจุบันต่ำกว่าปริมาณที่มีอยู่เกือบตลอดเวลา (ศักยภาพของลิงก์ไร้สายขึ้นอยู่กับข้อจำกัดทางเทคโนโลยี) การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและทวีคูณของความต้องการจะทำให้การเข้าถึงไร้สายกลายเป็นทรัพยากรที่มีราคาแพงขึ้นเรื่อยๆ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ในขณะที่การตอบสนองทางเทคโนโลยีตามปกติต่อมุมมองนี้ เช่น ระบบเซลลูลาร์รุ่นใหม่ที่ล้ำสมัย การจัดสรรทรัพยากรที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นวิทยุแบบรู้คิดและการเรียนรู้ของเครื่องนั้นมีความจำเป็นอย่างแน่นอน แต่ดูเหมือนว่าสิ่งเหล่านี้จะละเลยทรัพยากรหลักในระบบ นั่นคือผู้ใช้ ผู้ใช้ไร้สายสามารถได้รับการสนับสนุนให้เปลี่ยน "พฤติกรรมไร้สาย" ของตนโดยการแนะนำสิ่งจูงใจ เช่น การกำหนดราคาที่แตกต่างกัน^{[ 3 ]}นอกจากนี้ ความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่สำคัญแต่ไม่ปรากฏให้เห็นจากการใช้งานไร้สาย สามารถนำมาใช้เพื่อโน้มน้าวให้ผู้ใช้ที่ "เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม" เปลี่ยนพฤติกรรมไร้สายของตนเพื่อลดรอยเท้าคาร์บอน

UIL ที่ใช้ในการสื่อสารไร้สายถูกเรียกว่าเป็นโครงข่ายอัจฉริยะของการสื่อสาร โดยมีเป้าหมายเพื่อหลีกเลี่ยงจุดที่มีการปรับตัวของลิงก์ ไม่ดี หรือการใช้งานมากเกินไปในช่วงเวลาที่มีการใช้งานหนาแน่น

ไม่ว่าจะใช้วิธีใดในการให้สิ่งจูงใจและบทลงโทษ ผลลัพธ์ของการบล็อกผู้ใช้จะเป็นไปในเชิงพื้นที่ เชิงเวลา หรือไม่มีปฏิกิริยาใดๆ เลยUIL เชิงพื้นที่ หมายความว่าผู้ใช้เปลี่ยนตำแหน่งไปยังตำแหน่งที่ดีกว่า (เช่นเดียวกับที่ใช้กันทั่วไปในเครือข่าย WiFi) UIL เชิงเวลา หมายความว่าความต้องการใช้งานจะถูกหลีกเลี่ยงในขณะนั้น (เพื่อดำเนินการต่อในภายหลัง ละทิ้ง หรือถ่ายโอนไปยังเครือข่ายแบบมีสายที่บ้าน) สิ่งจูงใจมักจะเป็นอัตราค่าบริการแบบไดนามิกเต็มรูปแบบ สิ่งนี้จะกำหนดรูปแบบความต้องการของผู้ใช้ในช่วงเวลาที่มีการใช้งานหนาแน่น UILมีเป้าหมายเพื่อรักษาเสถียรภาพของความต้องการใช้งานให้อยู่ในระดับที่ยั่งยืนและต่ำกว่าความจุ ในเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ จะช่วยให้ปริมาณการใช้งานต่ำกว่าความจุอยู่เสมอ

ภาพรวมของUILแสดงอยู่ในรูปภาพ ใน แนวคิด UILตัวควบคุมจะให้ข้อมูลที่จำเป็นแก่ผู้ใช้ ดังนั้นจึงคาดหวังว่าผู้ใช้จะเปลี่ยนตำแหน่งปัจจุบันของตนเองจากจุด A ไปยังจุด B โดยสมัครใจ คุณภาพสัญญาณปัจจุบันที่จุด A และ/หรือประสิทธิภาพสเปกตรัม ณ จุดนั้นเป็นที่ทราบโดยตัวควบคุม นอกจากนี้ คุณภาพสัญญาณเฉลี่ยและ/หรือประสิทธิภาพสเปกตรัมโดยเฉลี่ยก็เป็นที่ทราบสำหรับทุกตำแหน่งในเครือข่ายจากฐานข้อมูลของการวัดก่อนหน้านี้ หลังจากนั้น เครือข่ายจะให้ข้อมูลที่จำเป็นและแนะนำตำแหน่งที่ดีกว่าแก่ผู้ใช้ ก่อนการเคลื่อนย้าย ผู้ใช้จะทราบข้อได้เปรียบด้าน ประโยชน์ ใช้สอย ระหว่างจุด B และ A ข้อได้เปรียบด้านประโยชน์ ใช้สอยนี้อาจเป็นด้านการเงิน (ส่วนลดสำหรับการโทรด้วยเสียง) และ/หรืออัตราการรับส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้น (การรับส่งข้อมูลแบบ best effort) เครือข่ายจะให้ข้อมูลว่าควรเคลื่อนย้ายไปที่ใด (ในทิศทางใดไปยังตำแหน่งใด) ก่อนตัดสินใจ ผู้ใช้ควรมีข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมด (อัตราส่วนลด อัตราการรับส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้น ระยะทางของขั้นตอนการปรับปรุงถัดไป) ในตอนท้าย ผู้ใช้บางส่วนจะเข้าร่วมในการเคลื่อนย้าย และส่วนที่เหลือจะอยู่กับที่ ซึ่งรวมถึงผู้ใช้ทั้งหมดที่ไม่สามารถเคลื่อนย้าย ไม่ต้องการเคลื่อนย้าย หรือไม่มีแรงจูงใจเพียงพอที่จะเคลื่อนย้าย บล็อกผู้ใช้ในรูปจะแสดงตำแหน่งใหม่ B หากผู้ใช้ตัดสินใจที่จะเคลื่อนย้าย ความน่าจะเป็นนี้ขึ้นอยู่กับระยะทางและประโยชน์จูงใจที่กำหนด ประสิทธิภาพสเปกตรัมเป้าหมายคือประสิทธิภาพสเปกตรัมขั้นต่ำที่ผู้ใช้ควรบรรลุหลังจากเคลื่อนย้าย (ค่าเป้าหมายต้องมากกว่าค่าปัจจุบัน) ^{[ 4 ]}

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในเครือข่ายเซลลูลาร์ได้รับแรงหนุนจากนโยบายการกำหนดราคาแบบอัตราคงที่ ซึ่งส่งเสริมการกระจายปริมาณการใช้งานแบบหางยาวและนำไปสู่ความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่มีขีดจำกัด ปัจจุบันนโยบายการกำหนดราคากำลังเริ่มเปลี่ยนแปลงเนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่มีขีดจำกัด ในที่สุดผู้ให้บริการบางรายเริ่มคิดค่าบริการแบบอัตราคงที่โดยมีขีดจำกัด แต่เป็นเพียงวิธีแก้ปัญหาชั่วคราว วิธีแก้ปัญหาที่ซับซ้อนกว่าคือการกำหนดราคาตามการใช้งาน ซึ่งมีการเสนอแนะไว้ในเอกสาร แต่เพียงอย่างเดียวไม่สามารถแก้ปัญหาความแออัดในช่วงเวลาที่มีผู้ใช้บริการมากได้ ก้าวไปอีกขั้นในUILมีการเสนอแนะการกำหนดราคาตามการใช้งานแบบไดนามิกอย่างเต็มรูปแบบ^{[ 3 ]} ราคาแบบไดนามิกนี้จะแสดงบนเทอร์มินัลผู้ใช้ (UT) เพื่อให้ผู้ใช้สามารถตัดสินใจได้ว่าจะใช้หรือไม่ใช้บริการ แนวคิดหลักนั้นชัดเจนมาก ผู้ใช้จะสร้างปริมาณการใช้งานน้อยลงเมื่อราคาเซสชันสูงขึ้น ผลที่ได้คือวิธีการกำหนดราคาจะเปลี่ยนพฤติกรรมของผู้ใช้และปริมาณการใช้งาน เช่นเดียวกับอัตราค่าไฟฟ้าและแอปพลิเคชันสมาร์ทกริด และดียิ่งกว่านั้นด้วยซ้ำ เนื่องจากมีการตอบสนองทันทีและความหน่วงในระดับวินาที ซึ่งช่วยให้สามารถตอบสนองและฝึกอบรมได้ดีที่สุด

แอป พลิเคชันที่ผู้ใช้มีส่วนร่วมในกระบวนการทำงานนั้นเป็นไปได้ในทุกสาขาที่ใช้ทรัพยากรอย่างจำกัด และต้องหลีกเลี่ยงผลกระทบเชิงลบต่อสังคมหรือสิ่งแวดล้อม เช่น การใช้พลังงานและเชื้อเพลิงฟอสซิลมากเกินไป

เหตุผลในการใช้UILมีมากมาย ในการสื่อสารไร้สาย มีปัญหาที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เกี่ยวกับอัตราการส่งข้อมูลในอีก 10 ปีข้างหน้า^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} สมาร์ทโฟนและดองเกิลแล็ปท็อปจะยังคงเพิ่มปริมาณการรับส่งข้อมูลขึ้น 100% ต่อปี ซึ่งเป็นแนวโน้มที่สังเกตได้แล้วในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา แนวทางดั้งเดิมในการเพิ่มขนาดความจุเพื่อรองรับปริมาณการรับส่งข้อมูลทั้งหมดจะทำได้ยากขึ้น เนื่องจาก 4G, 5G และรุ่นต่อๆ ไปจะไม่สามารถรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นในอัตรานี้ได้^{[ 9 ]} การใช้พลังงานและการรักษาสิ่งแวดล้อมก็มีความสำคัญมากขึ้นในอนาคต ไม่ว่าเทคโนโลยีจะเพิ่มความจุได้มากแค่ไหน ก็จะถูกใช้ไปกับปริมาณการรับส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้นเร็วยิ่งขึ้นในไม่ช้า แนวทางใหม่ๆ จำเป็นต้องใช้เงินและพลังงานมากขึ้น เช่น สำหรับพิโคเซลล์และเฟมโตเซลล์แนวทางUIL เป็น แบบตั้งฉากและไม่ต้องการ CAPEX และพลังงานเพิ่มเติม UIL สามารถเพิ่มประสิทธิภาพสเปกตรัมได้อย่างมาก^{[ 2 ]}

ส่วนต่อประสานระหว่าง ตัวควบคุม UILกับกล่องผู้ใช้ประกอบด้วยข้อมูลและแรงจูงใจ ข้อมูลก็คือความรู้ที่ว่าการเปลี่ยนแปลงผลลัพธ์ของผู้ใช้จะเป็นประโยชน์ (ต่อระบบ ชุมชน หรือสังคม) อย่างไรก็ตาม ในกรณีส่วนใหญ่อาจจำเป็นต้องมีแรงจูงใจเพิ่มเติมเพื่อให้ผู้ใช้เปลี่ยนแปลงพฤติกรรมเริ่มต้นของตนอย่างแท้จริง เพราะความเสียสละเพื่อผู้อื่นนั้นไม่เพียงพอ และผู้คนมักจะเลือกกลยุทธ์ที่เห็นแก่ตัวในสังคมเสรี (ดูทฤษฎีเกม ) ปัญหานี้เรียกว่าโศกนาฏกรรมของส่วนรวมดังนั้นจึงเป็นเหตุผลที่จะสมมติ แบบจำลอง homo economicusที่ขับเคลื่อนด้วย การเพิ่ม อรรถประโยชน์สูงสุดในลำดับแรก และhomo reciprocansสำหรับผลกระทบในลำดับที่สองเท่านั้น

แรงจูงใจอาจมาในรูปแบบของด้านการเงิน (เช่น อัตราค่าบริการที่ถูกกว่า) หรือโบนัสที่เป็นประโยชน์อื่นๆ ซึ่งอาจแปลงเป็นเงินได้หรือไม่ก็ได้ ตัวอย่างเช่น ไมล์สะสมในโปรแกรมสะสมไมล์สำหรับผู้โดยสารประจำทุกครั้งที่ผู้ใช้เดินทาง อีกหนึ่งประโยชน์ในเครือข่ายไร้สายคือการให้ผู้ใช้ได้รับอัตราการส่งข้อมูล ที่สูงขึ้น แต่เฉพาะผู้ใช้ที่ปฏิบัติตามข้อกำหนดเท่านั้น แรงจูงใจเชิงลบก็เป็นไปได้เช่นกันในรูปแบบของการลงโทษ แต่หลักจิตวิทยาชี้ให้เห็นว่าแรงจูงใจเชิงบวกได้ผลดีกว่า การลงโทษอาจเกิดขึ้นเมื่อการใช้ระบบไม่เหมาะสมกับเป้าหมายโดยรวมในเวลาหรือสถานที่ปัจจุบัน (เช่น ช่วงเวลาที่มีคนใช้มาก การจราจรติดขัดการปรับตัวของลิงก์ ไม่ดี ) เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ใช้ใช้ระบบในสถานการณ์เหล่านั้น แต่หากใช้ในสถานที่หรือเวลาที่ดีกว่า ก็อาจใช้งานได้โดยไม่มีการลงโทษ

• กระตุ้นให้ผู้ใช้ดำเนินการที่ตำแหน่งอื่น (เช่น ไปยังตำแหน่งที่มีประสิทธิภาพสเปกตรัมที่ดีกว่าในเครือข่ายเซลลูลาร์ไร้สาย) ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 4 ]}
• โน้มน้าวให้ผู้ใช้ไม่ทำบางอย่างในเวลานี้ (ในช่วงเวลาที่มีคนพลุกพล่าน) แต่ให้ทำในเวลาที่เหมาะสมกว่า^{[ 1 ] [ 3 ]}
• การตอบสนองต่อความต้องการในระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ
• การควบคุมพฤติกรรมของผู้ใช้ให้มุ่งไปสู่เป้าหมายเชิงบวก
• ความจุ/ความต้องการ หรือที่เรียกว่าการปรับสมดุลภาระ
• การใช้สาธารณูปโภค: ไฟฟ้า แก๊ส น้ำ
• ระบบไซเบอร์-กายภาพในการอพยพฉุกเฉินของอาคารโครงสร้างพื้นฐาน^{[ 10 ]}
• การออกแบบระบบที่ปลอดภัย^{[ 11 ]}
• การใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในการขนส่ง การทำความร้อน และอุตสาหกรรม
• การกำหนดราคาแบบไดนามิกที่รวดเร็วทุกประเภท
• ตัวอย่างการแสดงผลบนมือถือที่นี่^{[ 4 ]}
• ส่วนติดต่อผู้ใช้ของจอแสดงผลการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ดังแสดงในตารางการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงในรถยนต์

โดยทั่วไป UIL ช่วยให้สามารถควบคุมเป้าหมายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมได้มากกว่ากรณีที่ผู้ใช้กระทำการโดยไม่มีการควบคุม เป้าหมายนี้อาจเป็นปริมาณการใช้พลังงาน การบริโภคเชื้อเพลิงฟอสซิล การบริโภคอาหาร หรือแม้แต่เป้าหมายที่จับต้องได้ยากกว่า เช่น พฤติกรรมทางสังคม เปรียบเสมือนว่ากฎ (ผลตอบแทน) สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในทฤษฎีเกมเพื่อให้ผลลัพธ์ดูเป็นการร่วมมือกันมากขึ้น

แง่มุมด้านสิ่งแวดล้อมของเครือข่ายไร้สายมีดังนี้ พลังงานที่ใช้โดยโครงสร้างพื้นฐานไร้สาย เช่น สถานีฐาน ศูนย์สวิตช์ ปัจจุบันคิดเป็น 0.5% ของการใช้พลังงานไฟฟ้าทั่วโลก และดังนั้นจึงก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ข้อมูลในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่ามีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 34 กรัมของ CO₂ ₍หรือ 17 ลูกบาศก์เดซิเมตร⁾ สำหรับข้อมูลที่ส่ง 1 เมกะไบต์ เราอาจเรียกสิ่งนี้ว่าดัชนีสีเขียวของการสื่อสารไร้สายในปัจจุบัน หนึ่งบิตเทียบเท่ากับ การปล่อยก๊าซ CO₂ จำนวน_5.8 × ^10¹⁶โมเลกุลเครือข่ายโทรศัพท์มือถือไร้สายใช้พลังงานไฟฟ้า 0.5% ของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดทั่วโลก ซึ่งคิดเป็นประมาณ 20 PWh ในปี 2010 ปริมาณการรับส่งข้อมูลไร้สายเฉลี่ยต่อเดือนอยู่ที่ 240×10¹⁵ ^ไบต์  ซึ่งคิดเป็น 2880 PB ในปี 2010 ดังนั้นพลังงานต่อไบต์จึงเท่ากับ 0.0347×10⁻⁶ ^kWh  หรือ 0.125 J หากผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน จะเกิด CO₂ 975 กรัม_{ต่อพลังงาน} 1 kWh ดังนั้นสำหรับข้อมูลไร้สายหนึ่งไบต์จะเกิด CO₂ 0.0338325 มิลลิกรัม ซึ่งประมาณเท่ากับ CO₂ 34 กรัม_ต่อ 1 MB ^{[ 3 ]}

• ทฤษฎีระบบ
• ทฤษฎีการควบคุม
• ปัจจัยมนุษย์
• ส่วนติดต่อผู้ใช้
• มนุษย์ในวงจร
• เว็บไซต์ของโครงการ UIL