Riassunti esame Progettazione dell'interazione con l'utente

HCI (Human computer interaction)

HCI è una inter-disciplina dell’informatica che riguarda il design, la valutazione e l’implementazione di sistemi computazionali per l’uomo con lo studio dei maggiori fenomeni che lo circondano.

Introduzione all'interazione uomo macchina e alle capacità dei due attori

• Dispositivo mezzo di calcolo Macchina: Può essere chiamato o e può essere un pc, portatile, smartphone, tablet, totem informativi, smartwatch ecc.

Ma quindi cosa è l’interazione e perché preoccuparcene? Agli esseri umani piace risolvere problemi se ovviamente essi sono risolvibili, inoltre essi imparano continuamente nonostante l’apprendimento sia comunque un task difficile e utilizzano quello che già conoscono per apprendere nuovi concetti. Tutto questo però porta l’utente di una macchina a non leggere quasi mai un manuale, il che implica che è necessario costruire interfacce che permettono alle persone di imparare mentre usano l’interfaccia. Esse devono essere supportate dalla conoscenza passata e che suggeriscano corretti modelli d’uso.

Un sistema interattivo è una qualsiasi combinazione di componenti hardware e software che ricevono input da un utente umano e gli forniscono un output allo scopo di supportare l'effettuazione di un compito. Questa è una definizione molto ampia infatti comprende tutti i sistemi che possono interagire con un utente umano da quelli più semplici a quelli più complessi.

Interfaccia utente

Per interfaccia utente intendiamo l’insieme di tutti i componenti di un sistema interattivo, quali esso sia software o hardware, che forniscono all’utente informazioni e comandi per permettergli di effettuare specifici compiti attraversando il sistema. Con il termine task si intende un qualsiasi insieme di attività richieste per raggiungere un risultato.

Progettazione dell'interfaccia utente

Nella progettazione dell'interfaccia utente si ha la necessità di considerare chi sono gli utenti, quali attività devono essere eseguite e dove avviene l’interazione, creando quindi la necessità di ottimizzare l’interazione che l’utente avrà con il prodotto in base alle esigenze dell’utente e all’attività che deve essere svolta.

Interaction design

Con interaction design si intende l’attività di progettazione dell’interazione che avviene tra esseri umani e sistemi meccanici informatici. Esso ha come obiettivi:

• Sviluppare prodotti usabili cioè facili da apprendere, efficaci da usare e che riescano a fornire una esperienza piacevole.
• Coinvolgere gli utenti nella progettazione.

Complessità d’uso e digital divide

La società odierna si basa sulla tecnologia che deve essere egualmente accessibile a tutti senza digital divide fare discriminazione fra chi è in grado di usufruire e chi no. Il digital divide separa chi può accedere alle tecnologie utili da chi non può farlo a causa di natura economica, culturale, lingua ecc. Per esempio, gli anziani che non sono nativi digitali hanno difficoltà ad avvicinarsi alla tecnologia che i più giovani usano con naturalezza. Il gap generazionale non è destinato a risolversi spontaneamente in quanto i nativi digitali di adesso saranno gli anziani di domani alle prese con tecnologie lontane dalla propria esperienza e formazione. Inoltre, occorre considerare anche le disabilità come la sordità, daltonismo, cecità ecc.

L’interfaccia utente ha un ruolo fondamentale in questo che è quello di filtrare la complessità, presentando all’utente un’immagine semplificata del prodotto, congrue con i compiti che esso deve svolgere. Progettata per tutti Essa infatti deve essere in quanto si deve tener conto delle diversità degli utenti, facendo sì che ciascuno possa accedere in modo naturale agli strumenti che gli interessano senza difficoltà o forzature. Per questo è necessario considerare la facilità d’uso non come una semplice caratteristica del sistema, ma come un prerequisito indispensabile.

Interazione

L’interazione tra l’essere umano e un sistema può avvenire in molteplici maniere differenti ed è quindi necessario spiegare il sistema di elaborazione umano in quanto esso ha:

• Periferiche di input/output quali percezione visiva, uditiva, haptic, motoria
• Memoria quale sensoriale, short-term, long-term
• Elabora le informazioni mediante ragionamento, risoluzione dei problemi ed errori
• Le emozioni che ne influenzano le capacità
• È unica in quanto ogni persona è diversa.

L’usabilità non è una proprietà intrinseca dei sistemi interattivi ma è una proprietà relativa allo specifico utente, compito da svolgere e contesto di utilizzo. Dato che gli esseri umani sono tutti diversi, stessi compiti e contesto d’uso rendono un oggetto usabile per un utente ma totalmente inutilizzabile per un altro. Quindi conoscere l’utente è di fondamentale importanza per chi progetta sistemi interattivi.

Utente

Percezione visiva

Esistono tante differenze nelle percezioni del testo, colori, contrasto, luminosità ecc. che dipendono da vari fattori individuali come per esempio l’età, disabilità ecc. Un esempio può essere l’accostamento dei colori. Questo comporta una difficoltà di messa a fuoco contemporanea e una estrema fatica di lettura. Si può risolvere evitando l’uso contemporaneo di colori saturi agli estremi dello spettro come rosso e blu o giallo e porpora.

Percezione uditiva

Nell’interazione il suono è poco usato ma potrebbe essere usato molto più frequentemente per magari veicolare informazioni molto complesse. Un esempio è la segnalazione dello stato di un sistema con un suono di fondo per segnalare l’esecuzione di un processo.

Percezione tattile o Haptics

Un esempio lampante dell’applicazione della percezione tattile nell’interazione uomo macchina è la tastiera braille.

Memoria umana

Quando si riceve un input sensoriale, esso va a finire nella memoria sensoriale, la quale perde le informazioni in maniera molto rapida. Nel caso si porta l’attenzione sull’input, l’informazione va a finire nella memoria a breve termine, la quale mantiene solo le informazioni ripetute mentre le altre sono perdute rapidamente. Quelle ripetute finiscono poi nella memoria a lungo termine in maniera codificata ma anche qui alcune informazioni possono essere perdute.

Inoltre, per la memoria umana è molto difficile memorizzare più di 7 numeri totalmente indipendenti (The magical number 7) ma è molto più semplice memorizzare dei chunk di informazione contenenti dei significati. In pratica, secondo questo modello, la memoria a breve termine viene utilizzata per contenere i dati in corso di elaborazione; per questo, viene anche chiamata memoria di lavoro (working memory).

Delle interferenze possono creare delle interruzioni nei processi cognitivi generando dei rallentamenti e dello stress come per esempio l’uso del telefono in macchina. La memoria a lungo termine, invece, è il deposito permanente – o comunque di lunghissima durata – di tutto quanto conosciamo. Ha una capacità molto ampia e un tempo di accesso relativamente lungo. Essa funziona mediante due tecniche che sono:

• Rievocazione che preleva un informazione della memoria
• Riconoscimento che confronta un’informazione data con il contenuto della memoria.

La capacità di rievocazione e di riconoscimento aumenta con il tempo totale di presentazione dell’informazione inoltre è più semplice riconoscere che rievocare. Sappiamo che il recupero di un’informazione dalla memoria è facilitato dalla presenza di associazioni fra l’informazione cercata e altre già note.

Sistema motorio umano

L’interazione tra l’uomo e la macchina avviene quindi soprattutto tramite i dispositivi di I/O della macchina. Quindi tramite dispositivi quali tastiere, mouse, touch screen ecc. e tramite la pressione dei tasti o dei movimenti della mano verso un bersaglio.

In relazione al sistema motorio è di fondamentale importanza considerare:

• L'importanza del feedback nell’apprendimento motorio
• La legge esponenziale della pratica
• La legge di Fitts

L'importanza dei feedback

In operazioni che richiedono apprendimento motorio, fornire sempre un feedback all’utente cioè portarli sempre a conoscenza dei risultati. Quando quindi è dato un feedback la quantità di errori diminuisce con i tentativi mentre se non viene dato, la quantità di errori rimane stabile o tutt'al più aumenta.

Legge esponenziale della pratica

Il tempo necessario per effettuare un compito diminuisce con la pratica. In particolare, il tempo T_n per effettuare un compito all’n-esima prova è dato da: T_n = T₁ n^-α dove α = 0.4. Inizialmente si migliora molto rapidamente ma dopo, con un numero alto di tentativi, si migliora molto lentamente.

Legge di Fitts

Il tempo T necessario per muovere la mano su un bersaglio di dimensioni S a distanza D dipende dalla precisione relativa richiesta (rapporto tra D/S). Quindi più un oggetto è piccolo e lontano e più tempo ci vuole a raggiungerlo. T = 100 log₂(D/S + 0.5). Quindi bersagli lontani devono essere grandi e bersagli piccoli devono essere vicini. I menu migliori per la legge di Fitts sono: pie, Pop-up e a tendina nell’ordine.

Stili e paradigmi di interazione

Il dialogo tra utente e computer viene effettuato mediante stili diversi di interazione. I più comuni sono:

• Linguaggio dei comandi
• Interfaccia grafica: WIMP - point&click
• Linguaggio naturale
• Interfacce 3D
• Agenti animati
• Robot sociali

Il terminale scrivente: Scrivi e leggi - Teletype

In questo tipo di tecnologia l’utente ha il controllo mediante dei linguaggi di comandi, di query inseriti mediante un editor a linea. Nel linguaggio dei comandi, tipico dell’interazione con i sistemi operativi, l’utente si rivolge al sistema mediante istruzioni in un linguaggio ristretto e definibile in modo formale dove i comandi possono essere più o meno naturali. Essi sono di facile interpretazione per il sistema ma è richiesto all’utente una fase di apprendimento lunga a seconda delle complessità del linguaggio e della naturalezza dei comandi.

Il terminale video: Indica e compila

Con l'introduzione, dal 1971, del terminale video, il tabulato continuo della teletype viene sostituito dallo schermo video. Altro aspetto innovativo è la presenza, sul video, di un cursore spostabile in ogni direzione mediante tasti appositi. Questo permette all'utente di indicare una posizione precisa del video. I sistemi software di questa generazione propongono tipicamente un paradigma di interazione basato su menu e form, da compilare spostando il cursore sui vari campi di input.

Il personal computer: Non dirlo, fallo

L’evoluzione del personal computer parte dallo Xerox Star e arriva al rilascio di Windows. Lo Xerox Star fu uno dei primi con schermo grafico e mouse basato sul principio del WYSIWYG o what you see is what you get. Si basa anche sulla Seeing & painting invece che sul remembering & typing cioè favorisce la manipolazione diretta tramite azioni fisiche su oggetti rappresentati su video e non tramite un linguaggio dei comandi. Inoltre, permette azioni rapide, incrementali e reversibili oltre a presentare feedback immediati sull’oggetto interessato.

L’IBM PC è assemblato da componenti standard, aveva un basso costo e montava come sistema operativo MS-DOS con interfaccia a comandi. Ebbe un enorme successo commerciale. L’Apple Macintosh aveva un desktop moderno ispirato allo Xerox Star ma semplificato. Con l’avvento di Windows e di tutte le sue versioni successive, si ha avuto un’esplosione dei personal computer.

WIMP

Con la sigla si indicano la classe di interface che seguono la filosofia impostata da Star (Windows Icons Menus Pointing).

Il browser web: Punta e clicca

L'uso del mouse, con l’azione di puntare e cliccare come metodo base dell’interazione, suggerisce naturalmente l'idea di presentare sul video dei "bottoni” virtuali sui quali operare premendo i bottoni (reali) del mouse. Si delinea così un nuovo stile del dialogo uomo-computer, in cui la comunicazione di base è molto semplificata, riducendosi alla semplice pressione di bottoni. I bottoni stessi si evolvono e, per così dire, si smaterializzano, trasformandosi in testo cliccabile o aree sensibili su immagini grafiche. Questa modalità d’interazione si diffonderà, a partire dalla fine degli anni ’80, con i primi sistemi per la gestione di ipertesti. Essenzialmente, un ipertesto è un testo costituito di parti chiamate nodi, fra loro collegati da link, che associano nodi semanticamente correlati. I nodi possono essere costituiti da puro testo o da contenuti multimediali. I link sono normalmente evidenziati e cliccabili e ad essi possono essere associati degli script da eseguire.

L’anno di diffusione su larga scala dell’idea di ipermedia può essere considerato il 1987 con il lancio sul mercato di Hypercard, il software per la creazione e la gestione di ipermedia realizzato da Bill Atkinson per il Macintosh della Apple. Questo programma, per quel tempo rivoluzionario, permetteva di costruire ipertesti (chiamati stack) composti da pagine grafiche (chiamate card), sulle quali si potevano definire delle aree sensibili al clic del mouse, ciascuna collegata a un link. Cliccando su una di tali aree si attivava il link, che portava all’esecuzione di un programma (script) ad esso associato, scritto in un linguaggio di programmazione molto semplificato (hypertalk).

Per i primi anni gli ipertesti furono esclusivamente offline, realizzati per il nuovo mercato dei CD multimediali. La vera diffusione su scala planetaria del paradigma “point and click” avverrà però solo qualche anno dopo, dai primi anni ’90, con l’invenzione del Web per opera di Tim Berners-Lee. Il World Wide Web altro non è, infatti, che un gigantesco ipertesto, i cui nodi (chiamati pagine) non sono contenuti in un unico archivio locale (come in Hypercard), ma sono distribuiti geograficamente, sui server connessi alla rete Internet. L’utente naviga all’interno del Web attraverso un browser: un programma per personal computer che, sostanzialmente, visualizza una pagina web e supporta l’utente nella navigazione attraverso le funzioni di point & click. La crescita del World Wide Web è esponenziale. Con il passare del tempo il web si è evoluto permettendo del testo attivo, immagini attive, bottoni, tabù, l’esecuzione dei programmi server Side o client Side e la compilazione di form. Nel web la navigazione avviene seguendo i link, dove il tempo di permanenza per ogni pagina è molto breve.

Per risolvere il problema del reperimento delle informazioni all’interno di questo spazio, nascono allora le directory (per esempio Yahoo) e i motori di ricerca, che indicizzano l’enorme quantità di informazioni presenti sul Web e ricercano, in questi indici, le parole chiave fornite dall’utente.

Il mobile: Alzati e cammina

Fanno parte di questa categoria i computer portatili, i laptop e gli smartphone. Hanno il vantaggio della portabilità e le dimensioni molto contenute inoltre sono utilizzabili in movimento con una mano sola o con un dito solo. Permettono di svolgere compiti elementari e non con un modesto carico cognitivo, permettendo di connettere le persone.

Linguaggio naturale

L’interazione nel linguaggio naturale si basa sull’ipotesi che il sistema sia in grado di interpretare correttamente i messaggi che l’utente gli invia, purché espressi in modo sintatticamente corretto e non ambiguo. È di facile apprendimento da parte dell’utente ma di grande complessità di realizzazione. Un esempio è quello del call-center. L’output vocale della macchina può avvenire banalmente tramite del parlato pre-registrato o da dei software di Text to speech che permettono di leggere del testo scritto in lingua naturale tenendo conto anche del problema delle pronunce. Un esempio è lo screen reader.

Interfacce immersive

Nella realtà aumentata immersa l’utente è immerso nel mondo artificiale generato e controllato dal computer e può interagire con esso. Questo può essere fatto da Degli Head Mount Display o dei Data Glove. Possono essere usati nell’ambito dell’addestramento o del gaming come l’Oculus. Un altro tipo di realtà virtuale è quella non immersiva cioè in cui il mondo virtuale è semplicemente presentato sullo schermo del computer, il cui utente si trova davanti e naviga con opportuni Device.

Interazione con agenti animati

Un collaboratore intelligente è in grado di cercare di interpretare anche i messaggi espressi in modo ambiguo o incompleto in base al contesto. Può anche capire le esigenze dell’utente e proporre il suo aiuto anche se non richiesto esplicitamente. Può interagire con l’utente combinando forme di interazione verbale e non (gesti ecc.) e può assumere un aspetto gradevole (personaggio 2D, 3D ecc.). Nell’interazione con agenti animati il sistema assume sembianze umane o di essere vivente e si comporta in modo credibile dando l’illusione di essere vero fino ad essere considerato dall’utente un collaboratore intelligente.