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INTERAZIONE UOMO-MACCHINA
HUMAN COMPUTER INTERACTION (HCI)
È una disciplina che si occupa della progettazione , della valutazione e dello sviluppo di sistemi interattivi destinati all’uso umano, e dello studio dei principali fenomeni che li riguardano. L’interazione uomo-macchina unisce la scienza dei computer, la scienza della progettazione e le scienze dell’uomo (psicologia). STORIA Nasce negli anni ‘80 come disciplina con la diffusione dei personal computer. Si concentra sui problemi legati all’interfaccia utente 1981: PC IBM 1984: Apple Macintosh Fino agli anni ‘70 , i computer venivano utilizzati solo da esperti e professionisti delle tecnologie ma con il diffondersi del personal computer , sorgono i primi problemi legati all’uso e all’usabilità di questi strumenti. 1946 ENIAC : è considerato il primo computer elettronico della storia. 1960 PDP- 8 : minicomputer a 12 bit non includeva il software del sistema operativo preinstallato. Un semplice programma poteva essere digitato utilizzando gli interruttori sul pannello frontale della macchina. 1964 1° mouse inventato da Douglas Engelbart
1970 , interfacce a linea di comando g ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems è una conferenza annuale dal 1983 ed ha le sue origini in aree disciplinari molto diverse (ingegneria, psicologia, design, informatica, ergonomia....). ERGONOMIA : è una scienza applicata interdisciplinare che si occupa dell'interazione tra l'uomo e il suo ambiente.
Evoluzione del HCI
- Epoca dei mainframe , l'utente instaura una relazione tecnica con il computer.
- Introduzione dei personal computer e degli studi sulle interfacce user-friendly.
- La diffusione di Internet fa affermare una nuova tipologia di utente , dotato di aspettative, esigenze e comportamenti che lo avvicinano sempre più al concetto di cliente.
- La frontiera attuale : computer oggetti di uso quotidiano, tascabili, personali.
funzioni disponibili non deve superare eccessivamente il numero dei comandi utilizzabili. Es. Per il controllo dell'orario e della data ci sono due pulsanti: premendo il pulsante con le lancette non accade nulla, l'orario non viene modificato. Se si prova a premere il pulsante sottostante ugualmente non si assiste a nessuna modifica. Soltanto premendo entrambi i pulsanti si riesce a modificare l'ora (oltretutto mantenendo fisso il pulsante posto in basso e premendo più volte il pulsante con le lancette, finché non si fissa l'ora esatta). MAPPING : le relazioni logico-spaziali fra i comandi, il loro azionamento e il risultato che ne deriva devono essere il più possibile chiare (relazione tra tempo e spazio). La relazione logica e spazio-temporale tra input e output deve essere chiara e intuitiva. Per avere un mapping naturale conviene sfruttare le analogie fisiche e i modelli culturali. Es. la rotella di una radio che regola il volume e che deve essere girata verso l’alto per alzare il volume. SIGNIFICANTI: sono testi che accompagnano l’azione o le icone. Segnalano negli oggetti quali azioni sono possibili e come eseguirle. Errori nell’uso dei significanti : 1. l’utilizzo di testi nei pulsanti che non facciano capire chiaramente l’azione o che siano talmente scontati da diventare inutili o fuorvianti ( es. Clicca qui). 2. l’eccessiva creatività nella progettazione delle icone o l’utilizzo forzato dove non servono. L’icona è utile quando da sola rappresenta qualcosa in maniera inequivocabile, è
necessario quindi seguire le logiche culturali, anche se a volte sono noiose. ( es. “Home” si rappresenta con una casa, non un palazzo o una fattoria; “Taglia” con delle forbici, non un coltello o un seghetto). Es. “clicca qui” (superfluo), “on” e “Off”, “spingere” e “tirare” scritti vicino alla maniglia di una porta. AFFORDANCES (inviti) : è la relazione fra l’oggetto per come appare e come esso può essere usato. Le affordance percepite ci aiutano a indovinare quali siano le azioni possibili senza l’uso di cartelli o istruzioni. La capacità dell’ambiente di stimolare l’azione nel soggetto, fornendogli più possibilità d’interazione con esso. Il concetto di affordance ha origine nella psicologia ecologica di James GIBSON , per indicare le possibilità di azione fornite alla persona dall’ambiente. Innovativa visione della relazione tra percetto e soggetto percipiente , attribuendo all’ambiente non la semplice proprietà fisica di essere manipolato, ma la potenzialità di incarnare le opportunità specifiche di azione offerte ad uno specifico individuo. Approccio ecologico della percezione visiva (Gibson, 1977 «The theory of affordances»). Le affordance sono inviti all’uso ; un oggetto attraverso la sua apparenza può suggerire l’uso per il quale è stato concepito. Invito all’uso , la proprietà di un oggetto di influenzare con la sua apparenza visiva, il modo in cui deve essere usato. Un oggetto con una buona affordance invita chi lo guarda ad usarlo nel modo per cui è stato creato. Es. maniglione antipatico , perché è particolarmente evidente che deve essere spinto (e comunque si chiama “antipanico” perché idealmente una persona potrebbe lanciarsi addosso al maniglione e la porta si aprirebbe senza problemi). 2 tipi di affordance: ● AFFORDANCE REALE: gli oggetti fisici hanno affordance reali (es. si possono afferrare) che sono percettivamente ovvie e non devono essere apprese. ● AFFORDANCE PERCEPITA: le interfacce grafiche sono virtuali e non hanno affordance fisiche. Sono convenzioni apprese (es. posizioni standard di menu o bottoni). NORMAN sostiene che non ha senso progettare affordance reali nelle interfacce grafiche, queste sono fondamentali quando si progettano dispositivi fisici che richiedono all’utente azioni come premere e tirare.
intenzione di usare una certa funzione. Se il feedback non può essere naturale, allora sono necessarie informazioni aggiuntive. Es. l’uso di un telecomando per guardare la tv.
- AUMENTATO: l’informazione non proviene dall’azione ma da una fonte aggiuntiva. Lavora a livello delle abilità cognitive dell’utente piuttosto che quelle percettivo-motorie. Es. La rotellina che mi indica il volume della cassa, la barra del volume colorata fino a un certo punto.
- INERENTE: l’informazione proviene direttamente dalla fisicità dell’oggetto ( es. pulsante che va giù). Nel design del prodotto è spesso considerato un effetto collaterale della scelta dei controlli, e quindi può essere eliminato ( es. tastiere digitali). Feedback debole : output non contestuale al luogo dell’input. Feedback cattivo FEEDFORWARD : è l’informazione data dal sistema prima dell’azione dell’utente. Può essere di 3 tipi: ● FUNZIONALE : informa l’utente sulla funzionalità del prodotto. Es. la presenza di un altoparlante e di uno schermo ci induce a pensare che si tratti di un apparecchio audiovisivo. Es. la presenza di vari prodotti in una macchina distributrice ci fornisce informazioni su ciò che possiamo acquistare. Es. un distributore ha dentro delle merendine perché possiamo comprarle.
● AUMENTATO : quando l’utente riceve informazione sulle possibilità di azione prima che l’azione venga eseguita. Questa informazione lavora soprattutto a livello cognitivo ed è rappresentata con l’uso di testo, icone, istruzioni audio, ecc. Es. un significante dispensa ● INERENTE: è l’informazione che comunica quale azione è possibile eseguire ( es. spingere, ruotare) e come questa azione deve essere eseguita ( es. la forza necessaria). E’ una versione semplificata del concetto di affordance di Gibson in cui la possibilità di azione del controllo è considerata a prescindere dalla funzione del prodotto. Es. clicchi su una finestra e ti apre “error 404”.
FEEDFORWARD FUNZIONALE: prima di usarlo mi faccio un’idea di cosa
può fare per me la macchina AFFORDANCES (INVITO ALL’USO): Friendly Vending (video prototipo macchinetta bibite) COUPLING NATURALE: è la correlazione del comando dell’utente e la risposta del sistema. Affinché l’interazione uomo-macchina sia naturale e il più possibile intuitiva, è necessario che l’accoppiamento sia chiaro e coerente. Ha 6 aspetti: ● TEMPO : la reazione del prodotto deve coincidere nel tempo con quella dell’azione dell’utente (es. il fischietto funziona finché soffia). ● LUOGO : l’azione della persona e la reazione del prodotto devono avvenire nello stesso luogo ( es. ho digitato una T perché ho toccato la T sulla tastiera). ● DIREZIONE : la direzione del movimento del prodotto (sopra/sotto, senso orario, antiorario, destra/sinistra, avanti/indietro) deve essere la stessa dell’utente ( es. spingere l’analogico di un joystick in avanti, fa spostare il personaggio del videogioco in avanti).
2.EFFICIENZA: corrisponde alla capacità di portare a termine un compito minimizzando i costi (tempi e risorse cognitive) Es. riesco a finalizzare la prenotazione velocemente e in modo semplice. Efficacia e efficienza dipendono dagli utenti , dai loro obiettivi e dai contesti d’uso. Per valutare l’usabilità bisogna saper conoscere gli utenti e i contesti d’uso, per capire se e come cambia il livello di usabilità da parte di persone diverse e in condizioni diverse. Il fine è quello di progettare il prodotto/servizio affinché sia usabile da utenti diversi e in contesti diversi. 3.LEARNABILITY: è la facilità di apprendimento, la facilità con cui l’utente riesce a raggiungere l’obiettivo la prima volta che usa il prodotto/servizio. La prima volta che si usa....
- Quanto è facile capire come funziona il prodotto/servizio?
- Quanto è facile capire la sequenza di azioni necessarie per raggiungere l’obiettivo?
- Quanto il «linguaggio» del prodotto/servizio è familiare? Es. capisco subito come pagare la stanza con la carta di credito. 4.MEMORABILITY: è la facilità nel ricordare come funziona il prodotto/servizio dopo un certo periodo di non uso. Dopo un certo periodo di non uso...
- Quanto è facile ricordare la sequenza di azioni necessarie per raggiungere l’obiettivo? Es. ricordo facilmente i vari passaggi per completare la prenotazione, anche se non uso il servizio da 5 mesi. Learnability e memorability implicano che l’uso del prodotto/servizio cambia nel tempo. 5.ERRORI: è il numero e la severità degli errori che l’utente compie e il grado in cui l’utente può rimediare agli errori commessi. 6.SODDISFAZIONE: è la soddisfazione derivante dal raggiungimento degli obiettivi usando il prodotto/servizio. L’usabilità è una proprietà dinamica dell’interazione con il prodotto/servizio, che cambia nel tempo, che dipende dagli utenti, dai loro obiettivi e dai contesti d’uso. USABILITA’ VS ESPERIENZA L’usabilità si riferisce alla capacità di svolgere compiti in modo facile e intuitivo. Il focus è sull’interazione funzionale. L’esperienza d’uso comprende altre dimensioni:
- atteggiamenti e aspettative
- percezione estetica
- interazione sociale TEST DI USABILITA’
- Selezionare gli scenari di test
- Selezionare i partecipanti
- Organizzare le sessioni di test
- Definire i criteri/indicatori di valutazione
- Svolgere il test sull’app nella versione attuale e sul vostro prototipo
- Eseguire un’intervista finale
- Somministrare il questionario di usabilità (SUS)
- Raccolta, sintesi e visualizzazione dei dati
- Presentazione dei risultati VALUTAZIONE DELL’USABILITA’ È di 3 tipi:
- FORMATIVE EVALUATION : valutazione in corso d’opera, all’interno di processi di design incrementale e iterativo.
- SUMMATIVE EVALUATION : valutazione in fase avanzata del processo di sviluppo.
- BETA TESTING, monitoraggi : il prodotto ad uno stato semi-finale viene aperto a una fetta di utenza che dovrà dare dei feedback. QUANDO SI ANALIZZA L’USABILITA’?
- ESPLORAZIONE : all’inizio della fase di progettazione, per valutare il concept con prototipi preliminari che danno l’idea delle funzionalità principali.
- VALUTAZIONE : In una fase intermedia, per analizzare il modo in cui l’utente usa il prototipo all’interno di uno scenario realistico, per identificare possibili problemi di usabilità.
- VALIDAZIONE : Prima del rilascio, con un prototipo che include tutte le funzionalità, per verificare che i problemi di usabilità sono stati risolti. Es. test con prototipo cartaceo, test con prototipo interattivo. L’usabilità viene analizzata perché il modello del designer può non coincidere con ciò che immagina e si aspetta l’utente. L’analisi dell’usabilità è un processo iterattivo e incrementale. COME SI ANALIZZA L’USABILITA’?
- Quali aspettative ha rispetto alle funzionalità? DOVE SI ANALIZZA L’USABILITA’?
- IN LABORATORIO: in un contesto controllato, come una stanza di laboratorio.
- IN AMBIENTE NATURALE: nel contesto dove naturalmente l’utente userebbe il prodotto/servizio. COME SI PROGRAMMA L’ANALISI DELL’USABILITA’?
- Si definiscono gli utenti target
- Si definiscono gli obiettivi dell’analisi e le domande di ricerca a cui rispondere
- Si scelgono i metodi da utilizzare, in base agli obiettivi e alle domande di ricerca
- Si preparano tutti i materiali necessari
- Si reclutano gli utenti da coinvolgere
- Si esegue la raccolta dei dati + l’analisi dei dati. OBIETTIVI DELLA VALUTAZIONE
- Analizzare come gli utenti percepiscono e usano il prototipo.
- Identificare punti di forza e debolezza della soluzione proposta.
- Avere indicazioni su come migliorare il prototipo. METODI DI VALUTAZIONE La scelta di un metodo di valutazione rispetto ad un altro dipende da diversi fattori:
- obiettivi di ricerca e tipo di prodotto da valutare
- tempo a disposizione
- disponibilità di un moderatore
- livello di sviluppo del prototipo (LoFi – HiFi)
- numero di utenti da coinvolgere 1)REMOTE TESTING L’utente usa il prodotto nel suo ambiente naturale eseguendo alcuni compiti per esplorare le varie funzionalità. I dati possono essere raccolti mediante la registrazione/condivisione dello schermo. Il test può essere mediato a distanza da un moderatore che guida l’utente e pone delle domande. 2)CO-DISCOVERY LEARNING Due utenti sono coinvolti contemporaneamente nel test: usano il prodotto descrivendo ad alta voce ciò che pensano e si aiutano a vicenda come farebbero normalmente se dovessero collaborare per raggiungere un obiettivo. ● Permette di analizzare il processo di apprendimento e l’interazione
tra due utenti. ● Per l’utente è più facile descrivere i suoi pensieri e confrontarsi con un altro utente. 3)THINK ALOUD (pensare ad alta voce) Metodo di osservazione diretta in cui si chiede all’utente di utilizzare il prototipo e di descrivere ad alta voce ciò che vede, pensa, fa e prova. Ci permette di capire meglio: ● Cosa fa "spontaneamente" l’utente? ● Come percepisce l’interfaccia? ● Quali criteri guidano le sue azioni? ● Quali aspettative ha rispetto alle funzionalità 4)RETROSPECTIVE TESTING ● osservazione a posteriori del test video registrato per chiarire alcuni eventi ● l’utente commenta e spiega le sue azioni ● eccellente come materiale di supporto per le interviste post sessione ● valida la comprensione dello sperimentatore ● utenti spesso commentano ed offrono suggerimenti INTERFACCIA UOMO-MACCHINA, Human Machine Interface (HMI) INTERFACCIA = si intende il componente di un dispositivo o di un’applicazione che consente all’uomo di interagire con le macchine. Es. touchscreen e tastiere. Le HMI utilizzate in ambito industriale sono per lo più schermi o touchscreen che consentono agli operatori di lavorare con macchine, sistemi o dispositivi. Possono essere semplici display installati nelle macchine delle fabbriche, pannelli di controllo con funzionalità multitouch, pulsanti, dispositivi mobili o tablet. INTERAZIONE CON LE MACCHINE
- TRAMITE BATCH PROCESSING Negli anni ’40 e ’50, il batch processing era la modalità principale di interazione tra l’uomo e le macchine. Il batch processing richiedeva che l’utente specificasse tutti i dettagli e le sequenze di un’operazione, di norma utilizzando una scheda perforata che veniva inserita nella macchina. Quest’ultima analizzava la scheda perforata e forniva i risultati. Il batch processing non era una modalità di interazione uomo-macchina efficiente perché questa tecnica comportava un’elevata probabilità di errore. Scheda perforata (1940-50) riportavano il codice che la macchina elaborava per fare ciò che era necessario, sono state usate fino all’arrivo degli smartphone dove iniziamo a manipolare direttamente una tecnologia grafica.
- INTERFACCE TANGIBILI (TUI) – TANGIBLE USER INTERFACE
Sono interfacce che consentono di interagire con un sistema digitale manipolando degli oggetti tangibili. Il concetto di Tangible Interaction nasce alla fine degli anni ’90 con i lavori di ISHII , MIT Media Lab. Proprietà delle TUI:
- capacità di poter manipolare l’interfaccia
- manipolazione fisica dei dati, quindi non abbiamo bisogno di menu, tendine, ecc.
- manipolazione fatta con tutto il corpo ESEMPI DEL MIT ( Massachusetts Institute of Technology ) inFORM è un Dynamic Shape Display in grado di riprodurre fisicamente i contenuti 3D, in modo che gli utenti possano interagire con le informazioni digitali in modo tangibile. Può anche interagire con il mondo fisico che lo circonda, es. muovendo oggetti sulla superficie del tavolo oppure rappresentando fisicamente i partecipanti di una videoconferenza. SifTables minuscoli mattoncini intelligenti con sopra un display in grado di comunicare e interagire tra loro a seconda della loro posizione. I mattoncini separati sanno quando un altro mattoncino è vicino a loro e, a seconda del gioco a cui stai giocando, reagiscono di conseguenza. Progetto S&S: Sound and Sensors ( fatto dalla prof) Si tratta di una interfaccia TUI composta da 5 STRUMENTI MUSICALI eco- tecnologici realizzati con cartone e stoffa e controllati da software e hardware.
- BRAIN COMPUTER INTERFACES (BCI) Sono interfacce neurali comandate tramite attività cerebrale.
Un'interfaccia neurale è una tecnologia basata su una elettroencefalografia (EEG) che è in grado di far comunicare, attraverso elettrodi, il Sistema Nervoso Centrale (SNC) con una periferica esterna. In ambito biomedico questa “periferica” assume svariate caratteristiche: dalle protesi articolari, fino al controllo remoto di sedie a rotelle e dispositivi che elaborano parole e immagini virtuali. Esistono 2 tipi di BCI:
- BCI non invasive : si tratta di una cuffia di materiale isolante dove sono posti degli elettrodi che vengono a contatto con l’epidermide del soggetto. Vengono spesso usate da persone affette da tetraplegia grave o di forma più lieve, per il controllo delle periferiche.
- BCI invasive : richiedono l’intervento chirurgico per l’installazione sottocutanea di elettrodi. Lo scopo è la sostituzione di alcune funzionalità cerebrali, in caso di aree lesionate o parzialmente inattive a livello sinaptico. FAB LAB - Fabrication Laboratory FABBRICAZIONE DIGITALE: Indica quell’insieme di tecnologie destinate alla produzione di manufatti che hanno come tratto specifico quello di saldare insieme le potenzialità di artefatti fisici con la capacità di calcolo del computer e della rete. Si sviluppa subito in Africa proprio dove mancano le cose. MODELLI MENTALI Sono le idee che le persone si fanno degli altri e delle cose che li circondano.
MODELLO DELL’AZIONE - VALUTAZIONE
Il modello dell’azione dell’utente secondo NORMAN si basa su 7 punti fondamentali:
- Formulazione dello scopo: es. voglio aprire il getto d’acqua per fare la doccia
- Formulazione dell’intenzione: voglio operare sul rubinetto
- Specificare l’azione: ruoterò la mano destra verso sinistra fino in fondo
- Esecuzione dell’azione: eseguo quanto sopra
- Percepire lo stato di sistema: sento che il rubinetto non può ruotare ulteriormente verso sinistra e vedo un flusso d’acqua uscire
- Interpretazione dello stato di sistema: capisco che il rubinetto è arrivato a fine corsa e che il flusso d’acqua è la mia azione sul rubinetto
- Valutazione del risultato rispetto all’obbiettivo: stabilisco che ho raggiunto lo scopo che mi ero prefisso RIASSUNTO : si raggiunge un fine con un mezzo; ad un input si ha una reazione del sistema. L’esecuzione dell’azione da parte dell’utente è intenzionale e pianificata (ragionata). L’utente, che vuole ottenere un determinato risultato per il conseguimento del fine, farà delle valutazioni e farà un paragone tra quello che si aspettava che sarebbe successo e quello che è effettivamente successo. Si fa una valutazione tramite la percezione del mondo (sistema), il quale è soggetto a interpretazione.
MODELLO DI AZIONE:
ESECUZIONE:
VALUTAZIONE:
