ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΝΘΡΩΠΟΥ - Υπολογιστή

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΗΥ-464 ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΝΘΡΩΠΟΥ - Υπολογιστή Διδάσκων: Κωνσταντίνος Στεφανίδης HY-464: Επικοινωνία Ανθρώπου - Μηχανής Slide 1

2 «Η έννοια της Διάχυτης Νοημοσύνης παρέχει ένα όραμα της Κοινωνίας της Πληροφορίας όπου η έμφαση είναι στη μεγαλύτερη φιλικότητα προς το χρήστη, πιο αποτελεσματική υποστήριξη υπηρεσιών, ενδυνάμωση του χρήστη και υποστήριξη στις ανθρώπινες αλληλεπιδράσεις. Οι άνθρωποι περιστοιχίζονται από ευφυείς διαισθητικές διεπαφές που είναι ενσωματωμένες σε κάθε είδους αντικείμενα και σε ένα περιβάλλον που έχει τη δυνατότητα να αναγνωρίζει και να ανταποκρίνεται στην παρουσία διαφορετικών ατόμων με τρόπο συνεχή, διακριτικό και συχνά αόρατο.» [1] Information Society Technologies Advisory Group of the European Commission (ISTAG, 2003) Slide 2

3 Άλλοι ορισμοί [2] Ε Α Π Δ ΠΠ ΕΥ Μια αναπτυσσόμενη τεχνολογία που θα κάνει το καθημερινό μας περιβάλλον ολοένα και πιο ευαίσθητο και να ανταποκρίνεται στην παρουσία μας Ένα πιθανό μέλλον στο οποίο θα μας περιβάλλουν ευφυή αντικείμενα και στο οποίο το περιβάλλον θα αναγνωρίζει την παρουσία ατόμων και θα ανταποκρίνεται σε αυτά με μη-ανιχνεύσιμο τρόπο Η παρουσία ενός ψηφιακού περιβάλλοντος που είναι ευαίσθητο, προσαρμοστικό και θα ανταποκρίνεται στην παρουσία ανθρώπων Ένα όραμα της μελλοντικής καθημερινότητας υποθέτει ότι η ευφυής τεχνολογία θα εξαφανιστεί στο περιβάλλον μας για να φέρει στους ανθρώπους μια εύκολη και διασκεδαστική ζωή Ένας νέος ερευνητικός τομές για κατανεμημένα, διακριτικά και ευφυή συστήματα πληροφορικής Σε ένα περιβάλλον AmI οι άνθρωποι περιβάλλονται από δίκτυα κατανεμημένων, ευφυών συσκευών που μπορούν να εντοπίσουν την κατάστασή τους, να προβλέπουν και ίσως να προσαρμόζονται στις ανάγκες τους Ένα ψηφιακό περιβάλλον που υποστηρίζεις τους ανθρώπους στην καθημερινότητά τους διακριτικά Οιρισμοί που τονίζουν τα χαρακτηριστικά που αναμένονται σε τεχνολογίες Διάχυτης Νοημοσύνης: Ευαισθησία (Ε), Ανταπόκριση (Α), Προσαρμοστικότητα (Π), Διαφάνεια (Δ), Πανταχού Παρούσα (ΠΠ), Ευφυΐα (ΕΥ) Slide 3

4 Χαρακτηριστικά που αναμένονται σε τεχνολογίες Διάχυτης Νοημοσύνης Ένα πιθανό μέλλον στο οποίο θα μας περιβάλλουν ευφυή αντικείμενα και στο οποίο το περιβάλλον θα αναγνωρίζει την παρουσία ατόμων και θα ανταποκρίνεται σε αυτά με μη-ανιχνεύσιμο τρόπο Η παρουσία ενός ψηφιακού περιβάλλοντος που είναι ευαίσθητο, προσαρμοστικό και θα ανταποκρίνεται στην παρουσία ανθρώπων Ένας νέος ερευνητικός τομές για κατανεμημένα, διακριτικά και ευφυή συστήματα πληροφορικής Σε ένα περιβάλλον AmI οι άνθρωποι περιβάλλονται από δίκτυα κατανεμημένων, ευφυών συσκευών που μπορούν να εντοπίσουν την κατάστασή τους, να προβλέπουν και ίσως να προσαρμόζονται στις ανάγκες τους CS464: Human Computer Interaction Slide 4

5 Έξυπνα σπίτια (Smart homes) Παρακολούθηση υγείας και βοήθεια Νοσοκομεία Μεταφορές Υπηρεσίες επειγόντων Παιδεία Χώροι εργασίας Μουσεία και εκθετικοί χώροι Ψυχαγωγία κλπ. Slide 5

6 Ένα συνολικά ευφυές υπολογιστικό περιβάλλον αντανακλά μια θεμελιωδώς διεπιστημονική προσέγγιση στην έρευνα που καθιστά απαραίτητη την συγχώνευση της γνώσης και την μεταφορά της τεχνολογίας Δίκτυα υπολογιστών, τεχνολογίες αισθητήρων / ενεργοποιητών, λογισμικό διεπαφής χρήστη, διεισδυτικός υπολογισμός, τεχνητή νοημοσύνη, προσαρμοστικά συστήματα, ρομποτική και συστήματα παραγωγής θεωρούνται σήμερα ως τα κύρια πεδία με ισχυρό αντίκτυπο στην έρευνα Διάχυτης Νοημοσύνης Η υπολογιστική όραση και τα δίκτυα αισθητήρων συλλέγουν πληροφορίες από το περιβάλλον σχετικά με γεγονότα και δραστηριότητες Κατόπιν αυτή η πληροφορία επεξεργάζεται από high-level reasoning module για την παρακολούθηση της συμπεριφοράς και για να καθοριστεί η ευφυής αντίδραση των εφαρμογών σε αυτό που συμβαίνει στο περιβάλλον CS464: Human Computer Interaction Slide 6

7 Η Διάχυτη Νοημοσύνη είναι σχεδιασμένη για φυσικά περιβάλλοντα στον πραγματικό κόσμο, συνεπώς η αποτελεσματική χρήση αισθητήρων είναι ζωτικής σημασίας Δεδομένα από αισθητήρες περιλαμβάνουν: Μέτρηση θέσης Ανίχνευση χημικών Μέτρηση υγρασίας Μετρήσεις για: φως ακτινοβολία θερμοκρασία ήχο καταπόνηση πίεση θέση Ταχύτητα / τροχιά κατεύθυνση Φυσικοσωματικές μετρήσεις για την υποστήριξη της επόπτευσης υγείας CS464: Human Computer Interaction Slide 7

8 Η παρακολούθηση και αναγώριση ανθρώπων σε ένα περιβάλλον είναι ένα σημαντικό θέμα στα συστήματα Διάχυτης Νοημοσύνης Αν η θέση ενός ατόμου είναι γνωστή, το σύστημα μπορεί να εξυπηρετήσει τα άτομα καλύτερα με το να: Προβλέπει ανάγκες βασισμένο στις απαιτήσεις τους Και να προσφέρει υπηρεσίες βασισμένο στο τι απαιτείται συνήθως Εργαλεία ανίχνευσης / αίσθησης Οι αισθητήρες κίνησης χρησιμοποιούνται συχνά για την παρακολούθηση ατόμων Ως εναλλακτική, τα άτομα και τα αντικείμενα μπορούν να φοράνε ένα αισθητήρα που επιτρέπει την παρακολούθησή τους Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν διατάξεις από μικρόφωνα και κάμερες για την αναγνώριση ανθρώπων (μέσω του τρόπου ομιλιάς και της σαφούς προφορικής αναγνώρισης) CS464: Human Computer Interaction Slide 8

9 Η ανίχνευση και η δράση παρέχουν σύνδεσμους μεταξύ των ευφυών αλγορίθμων και του πραγματικού κόσμου στον οποίο λειτουργούν Για να μπορούν αυτοί οι αλγόριθμοι να ανταποκρίνονται, να προσαρμόζονται και να είναι χρήσιμοι στους άλλους, απαιτείται ένας πλήθος τύπων συλλογισμού Αυτοί περιλαμβάνουν Μοντελοποίηση του χρήστη Πρόβλεψη και αναγνώριση δραστηριότητας Συλλογισμοί λήψεως αποφάσεων και χωροχρονικοί συλλογισμοί CS464: Human Computer Interaction Slide 9

10 Τα συστήματα ΔΝ δένουν το συλλογισμό με τον πραγματικό κόσμο μέσω της ανίχνευσης και της δράσης Ενέργειες που επηρεάζουν τους χρήστες μπορούν να εκτελεστούν μέσω ευφυών και βοηθητικών συσκευών Από την άλλη, πολύπλοκες διεργασίες μπορούν να εκτελούνται από ρομπότ Π.χ., διέγερση συνομιλίας, ανθρώπινα συναισθήματα για την επιρροή αποφάσεων, αυτόνομη κίνηση, κλπ Η σχέση μεταξύ ανθρώπων και μηχανών έχει εξερευνηθεί ευρέως στις ιστορίες επιστημονικής φαντασίας CS464: Human Computer Interaction Slide 10

11 Παρόλο που υπάρχει μια ποικιλία διαφορετικών τεχνολογιών που εμπλέκονται, ο στόχος της Διάχυτης Νοημοσύνης είναι πρωταρχικά διπλός: 1. Να κρύψει όσο το δυνατόν περισσότερο την παρουσία της τεχνολογικής της υποδομής από τους τελικούς χρήστες 2. Να ενσωματωθεί ομαλά στα καθημερινά αντικείμενα, κάνοντάς την έτσι να «εξαφανιστεί» Οι σχεδιαστικές απαιτήσεις ενός συστήματος AmI είναι: 1. Διακριτικότητα (unobtrusiveness) οι συσκευές είναι κατανεμημένες στο περιβάλλον, ενσωματωμένες σε διάφορα φυσικά αντικείμενα, αόρατες στους ανθρώπους εκτός και αν η ορατότητα είναι απαραίτητη 2. Προσωποποίηση (personalisation) η συμπεριφορά της μπορεί να ρυθμιστεί για να ανταποκρίνεται στις προσωπικές απαιτήσεις των χρηστών 3. προσαρμογή έχει την ικανότητα να διαμορφώνει αυτόματη τη συμπεριφορά της βασιζόμενη στην αναγνώριση των χαρακτηριστικών του χρήστη και του πλαισίου χρήσης, συμπεριλαμβανομένων ατομικών προτιμήσεων, χωρίς να απαιτεί συνειδητή παρέμβαση (ISO, 1999) Για αυτό το σκοπό, τα συστήματα AmI υποστηρίζουν αλληλεπιδραστικότητα που βασίζεται στη συνεχή ερμηνεία και επεξεργασία διεργασιών, δραστηριοτήτων και πλαισίων χρήσης Slide 11

12 Η αναμενόμενα πανταχού παρούσα τεχνολογία εγείρει φόβους και αμφιβολίες Η συνεχής εποπτεία της ανθρώπινης παρουσίας και των δραστηριοτήτων μέσω αισθητήρων μπορεί να γίνει δύσκολα αποδεκτή και εγείρει ανησυχίες για θέματα privacy και ασφάλειας Εγείρεται το ερώτημα για το τι συνέπειες μπορεί να προκληθούν από πιθανή βλάβη του τεχνολογικού περιβάλλοντος που είναι τόσο στενά συνδεδεμένο με όλες τις ανθρώπινες δραστηριότητες και πώς μπορούν να προστατευτούν οι άνθρωποι από τις αρνητικές συνέπειες «Όπως όλες οι τεχνολογικές καινοτομίες, η Διάχυτη Νοημοσύνη δεν είναι καλή ή κακή καθ εαυτή, αλλά η επίδρασή της στους ανθρώπους θα εξαρτηθεί από το πώς θα αναπτυχθεί και χρησιμοποιηθεί, τον χρόνο και την κλίμακα της ανάπτυξης και από τη φροντίδα να εμπλακούν οι άνθρωποι στην ανάπτύξή της» - (Roe, 2007) Slide 12

13 Στο πλαίσιο του AmI, η σημασία της ανθρωποκεντρικής σχεδίασης αυξάνεται ακόμα περισσότερο και προβάλλει η ανάγκη να επανεξεταστούν κάποιες απόψεις της διαδικασίας και των σχετικών μεθόδων Στην AmI, «η εστίαση στον άνθρωπο» πηγαίνει πέρα από προηγούμενες προσεγγίσεις και πραγματικά αναφέρεται σε ένα νέο παράδειγμα στην ανάπτυξη και χρήση της τεχνολογίας Σε ένα τέτοιο νέο παράδειγμα, η ευκολία στη χρήση, η διακριτική σχεδίαση, η διαχείριση του privacy και η προσωποποίηση (personalization) αποτελούν τα βασικά δομικά στοιχεία στον ορισμό της ανθρωποκεντρικής διεπαφής Slide 13

14 Important factors that affect user experience in AmI environments include Natural Interaction Accessibility Complexity and cognitive demands Emotion-awareness Health, safety and privacy concerns Social factors Cultural issues Aesthetics CS464: Human Computer Interaction Slide 14

15 Η διαχυτικότητα της αλληλεπίδρασης σε περιβάλλοντα AmI απαιτεί την επεξεργασία νέων εννοιών αλληλεπίδρασης που εκτείνονται πέρα από τις τρέχουσες έννοιες αλληλεπίδρασης όπως το desktop metaphor και οι διεπαφές με menu Το AmI επομένως θα φέρει νέες τεχνικές αλληλεπίδρασης καθώς και καινοτόμες χρήσεις και πολυτροπικούς (multimodal) συνδυασμούς από υπάρχουσες προχωρημένες τεχνικές, όπως αλληλεπίδραση με το βλέμμα, χειρονομίες, φυσική γλώσσα, κλπ Η αλληλεπίδραση θα είναι ενσωματωμένη σε καθημερινά αντικείμενα και έξυπνα τεχνουργήματα (smart artifacts) Η αλληλεπίδραση που προκύπτει από τις απτές διεπαφές (tangible user interfaces) δεν μεσολαβείται και υποστηρίζει την άμεση εμπλοκή του χρήστη με το περιβάλλον Συνεπώς θεωρείται πιο διαισθητική και φυσική από το τρέχον παράδειγμα αλληλεπίδρασης του πληκτρολογίου και του ποντικιού Slide 15

16 Η αλληλεπίδραση στα περιβάλλοντα AmI βασίζεται εγγενώς σε multimodal είσοδο / έξοδο, Συνδυάζοντας ποικίλους τρόπους εισόδου του χρήστη, όπως ομιλία, γραφίδα, αφή, χειρονομίες, κινήσεις του βλέμματος, της κεφαλής και του σώματος, καθώς και παραπάνω από έναν τρόπους εξόδου, πρωτίστως ανάδραση σε οπτική και ακουστική μορφή Η προσαρμοστική πολυτροπικότητα (adaptive multimodality) είναι προεξέχουσα στην υποστήριξη φυσικής εισόδου σε ένα δυναμικά μεταβλητό πλαίσιο χρήσης, προσφέροντας στους χρήστες προσαρμοστικά τις πιο κατάλληλες και αποτελεσματικές μορφές εισόδου στο τρέχον πλαίσιο αλληλεπίδρασης Η πολυτροπική είσοδος αναγνωρίζεται ότι αυξάνει την αλληλεπιδραστική ακρίβεια μειώνοντας την αβεβαιότητα της πληροφορίας μέσω του πλεονασμού Slide 16

17 Η προσβασιμότητα στο πλαίσιο του AmI εννοείται συνήθως ως mainstream σχεδίαση προϊόντων χωρίς αποκλεισμούς, παρόλο που δεν είναι ακόμη διαθέσιμος ένας συναφής ορισμός Ωστόσο, διαβλέπεται μια βαθμιαία μετάβαση από τις υποστηρικτικές τεχνολογίες σε mainstream προσβάσιμα προϊόντα Δεδομένης της ποικιλίας και το πλήθος των συσκευών στα περιβάλλοντα AmI, μπορούν να ξεχωρίσουν διαφορετικά επίπεδα προσβασιμότητας 1 ο επίπεδο: αφορά την προσβασιμότητα μοναδικών συσκευών 2 ο επίπεδο: προσβασιμότητα στο περιβάλλον συνολικά (παρέχεται μέσω περιβαλλοντικών συσκευών και άλλον αλληλεπιδραστικών αντικειμένων) Slide 17

18 Κάποια από τα ενσωματωμένα χαρακτηριστικά των περιβαλλόντων AmI, όπως η πολυτροπικότητα, θα βοηθήσουν στην παροχή λύσεων που θα είναι προσβάσιμες εκ σχεδίασης οι τυφλοί χρήστες θα ωφεληθούν από την ευρύτερη διαθεσιμότητα της φωνητικής εισόδου και εξόδου Διαφορετικά modalities μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα ώστε να: Αυξάνεται η διαθέσιμη ποσότητα πληροφορίας ή παρουσιάζεται η ίδια πληροφορία σε διαφορετικά πλαίσια απευθύνονται σε διαφορετικά κανάλια αλληλεπίδρασης για την ενίσχυση μιας συγκεκριμένης πληροφορίας αλλά και για την εξυπηρέτηση των διαφορετικών ικανοτήτων των χρηστών Slide 18

19 Μια καινοτόμα άποψη είναι ότι στα περιβάλλοντα AmI, πρέπει να συνδυάζεται η προσβασιμότητα του φυσικού και του ψηφιακού κόσμου Για παράδειγμα: για (i) τους τυφλούς χρήστες, (ii) τους χρήστες με οπτικές αναπηρίες και (ii) κινητικές αναπηρίες, οι αλληλεπιδραστικές απαιτήσεις πρέπει να συνδυάζονται με απαιτήσεις που αφορούν τη φυσική πλοήγηση στο αλληλεπιδραστικό περιβάλλον Αν δεν αντιμετωπιστεί η πολυπλοκότητα του περιβάλλοντος και η εξαφάνιση των τεχνολογιών, μπορούν να γίνουν αξεπέραστα εμπόδια για χρήστες με νοητικά προβλήματα Πολύ σημαντικοί είναι και οι παράγοντες που σχετίζονται με την ηλικία αφού ένα μεγάλο μέρος των εφαρμογών AmI θα απευθύνεται στην υποστήριξη της ανεξάρτητης διαβίωσης και η τρέχουσα κατανόηση των αναγκών των χρηστών διαφορετικών ηλικιών είναι περιορισμένη Slide 19

20 Η Διάχυτη Νοημοσύνη δεν πρέπει να εισάγει παραπάνω πολυπλοκότητα στους χρήστες της Η φύση της αλληλεπίδρασης σε περιβάλλοντα Διάχυτης Νοημοσύνης είναι το αποτέλεσμα της εξέλιξης από την αλληλεπίδραση ανθρώπου-μηχανής στην αλληλεπίδραση ανθρώπου-περιβάλλοντος και τη συμβολή ανθρώπουυπολογιστή Αυτές οι έννοιες τονίζουν τη συγχώνευση τεχνολογιών και περιβαλλόντων και την αυξανόμενη αλληλεπίδραση με ψηφιακά artefacts σε όλες τις απόψεις της ανθρώπινης ζωής Slide 20

21 Λόγω των εγγενών χαρακτηριστικών του νέου τεχνολογικού περιβάλλοντος, είναι πιθανό η αλληλεπίδραση να θέσει διαφορετικές αντιληπτικές και νοητικές απαιτήσεις στους ανθρώπους σε σχέση με τη τρέχουσα διαθέσιμη τεχνολογία Επομένως είναι σημαντικό να εξερευνηθούν οι θεμελιώδεις λειτουργίες του εγκεφάλου όπως η αντίληψη, σκέψη, συναίσθημα, μάθηση, μνήμη, προσοχή, ευρετική αναζήτηση, σχεδίαση (planning), λογική, ανακάλυψη, και δημιουργικότητα Το κύριο σχετικό πρόβλημα είναι να αναγνωριστούν και να αποφευχθούν μορφές αλληλεπίδρασης που μπορούν να οδηγήσουν σε αρνητικές συνέπειες όπως σύγχυση, νοητική υπερφόρτωση, ενόχληση, κλπ. Slide 21

22 Τα περιβάλλοντα AmI πρέπει να έχουν επίγνωση του συναισθήματος (emotion-aware) (δηλ., να λαμβάνουν υπόψη τα συναισθήματα των χρηστών) και, όποτε πρέπει, να υιοθετούν συγκινησιακή (affective) συμπεριφορά Το περιβάλλον θα πρέπει να ερμηνεύει τα ανθρώπινα συναισθήματα, να παράγει αποκρίσεις που εμπεριέχουν μια συναισθηματική διάσταση και να είναι σε θέση να επηρεάσουν τα συναισθήματα του χρήστη Η επίγνωση των συναισθημάτων (Emotion awareness) μπορεί να βοηθήσει το περιβάλλον να ρυθμίσει την συμπεριφορά του ώστε να προσφέρει στους χρήστες μια καλύτερη εμπειρία χρήσης καθώς η κατανόηση των συναισθημάτων είναι απαραίτητη στην δημιουργία και αναδημιουργία των εμπειριών Η συναισθηματική πληροφορική (Affect computation) ίσως είναι η βάση για πιο προχωρημένη προσαρμοστική συμπεριφορά, ουσιαστικά οδηγώντας στην συναισθηματική προσαρμογή (affective adaptation) Η τελευταία επιτρέπει πιο ευρεία σενάρια προσαρμογής σε περιβάλλοντα Διάχυτης Νοημοσύνης, όπου η αλληλεπίδραση είναι συνεχής και οι χρήστες εμπλέκονται σε πλήθος αλληλεπιδραστικών συνεδριών με ποικίλους ρόλους Slide 22

23 Διάφορες προσεγγίσεις έχουν προταθεί ώστε να τα AmI περιβάλλοντα να γίνουν ικανά να αντιλαμβάνονται και να μετράνε τα συναισθήματα των ανθρώπων Οι εκφράσεις του προσώπου και τα χαρακτηριστικά της ομιλίας είναι αξιόπιστοι δείκτες των συναισθηματικών καταστάσεων Η πρόοδος στους ασύρματους αισθητήρες επιτρέπει τη διακριτική παρακολούθηση φυσιολογικών παραμέτρων που δείχνουν σημαντικές συσχετίσεις με διάφορα είδη συναισθημάτων όπως καρδιακοί παλμοί, ηλεκτροδερμική δραστηριότητα, μύες του προσώπου και η φωνή Η συναισθηματική ευφυΐα είναι η ανθρώπινη ικανότητα να αντιλαμβάνεται τα συναισθήματά του και των άλλων και να αντιδρά κατάλληλα. Ένα περιβάλλον AmI που είναι emotion-aware πρέπει να επιδεικνύει παρόμοιες ικανότητες και να παρέχει υπηρεσίες που ανταποκρίνονται σε συναισθήματα Διάφορα μέσα χρησιμοποιούνται για να παράγουν ή να ελέγχουν συναισθήματα σε AmI περιβάλλοντα, από Avatar και ρομπότ ικανά να έχουν συναισθηματικές εκφράσεις μέχρι τέχνη και μουσική, φωτισμός και άλλα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά Slide 23

24 Σε περιπτώσεις όπου η τεχνολογία μπορεί να δράσει στο φυσικό περιβάλλον και να αντιμετωπίσει κρίσιμες καταστάσεις χωρίς την άμεση εμπλοκή ανθρώπων, είναι πιθανό ότι θα εμφανιστούν νέοι κίνδυνοι για την υγεία και ασφάλεια των ανθρώπων Πιθανές βλάβες ή λάθος ερμηνείες των εποπτευομένων δεδομένων μπορούν να οδηγήσουν σε απρόβλεπτες συνέπειες, ειδικά για χρήστες με αναπηρίες που θα εξαρτώνται από την τεχνολογία περισσότερο από άλλους Επομένως πρέπει να γίνει επεξεργασία και να επικυρωθούν κατάλληλες στρατηγικές για να αποφευχθούν τα ρίσκα, δίνοντας έμφαση στην ενημέρωση των χρηστών για τα σχετικά θέματα Μια σχετική πρόκληση είναι το θέμα της διαλειτουργικότητας (interoperability) των διαφόρων τεχνολογιών και συσκευών, καθώς πρέπει να εξασφαλιστεί η σωστή λειτουργία του περιβάλλοντος συνολικά Slide 24

25 Τα θέματα privacy αφορούν την αποτελεσματική προστασία προσωπικών δεδομένων που συλλέγονται μέσω της συνεχούς εποπτείας των ανθρώπων στα περιβάλλοντα AmI Η ασφάλεια και η αποφυγή των ανθρωπίνων λαθών που μπορούν να υπονομεύσουν το privacy των δεδομένων αναδεικνύονται ως θεμελιώδεις απαιτήσεις των περιβαλλόντων Ami Νέες προκλήσεις εμφανίζονται σχετικά με το πώς ένα άτομο μπορεί να γνωρίζει ποιες πληροφορίες καταγράφονται, πότε, από ποιον και για ποια χρήση Τα επίπεδα αποδοχής (acceptability levels) της διαθεσιμότητας των δεδομένων στο περιβάλλον μπορεί να ποικίλουν ανάλογα με πολλούς παράγοντες και μπορεί τελικά να είναι ένα θέμα tradeoff μεταξύ της ανάγκης για privacy και των επιλογών που προσφέρονται από τις διαθέσιμες πληροφορίες για τους χρήστες Slide 25

26 Σε αυτό το πλαίσιο, η αποδοχή των χρηστών της συνεχούς εποπτείας γίνεται ένα σχετικό θέμα Τέτοια αποδοχή είναι πιθανό να εξαρτάται από το αντιληπτό λειτουργικό πλεονέκτημα των περιβαλλόντων AmI και στη διαθεσιμότητα των μηχανισμών που επιτρέπουν στους συμμετέχοντες να κάνουν τις δικές τους επιλογές με τρόπο κατανοητό, διαφανή και ανεξάρτητο από το επίπεδο κατανόησής τους Αυτό οδηγεί τους χρήστες να αποκτούν εμπιστοσύνη προς το ευφυές περιβάλλον Slide 26

27 Στο (Wright et al., 2010), παρέχεται μια συζήτηση σε βάθος για τα θέματα privacy σε περιβάλλοντα AmI, προτείνοντας μια σειρά αντιμέτρων για να εξασφαλιστεί ότι οι τεχνολογίες AmI αναπτύσσονται με τέτοιο τρόπο ώστε να αποφεύγονται οι privacy παγίδες και να δημιουργείται εμπιστοσύνη Οι τεχνολογικές λύσεις περιλαμβάνουν την ελάχιστη συλλογή, μετάδοση και αποθήκευση δεδομένων, ασφάλεια δεδομένων και λογισμικού, προστασία privacy στα δίκτυα καθώς και πρωτόκολλα ταυτοποίησης και πρόσβασης Σχετικά με το τελευταίο, συστήματα βιομετρικής αναγνώρισης φαίνονται να είναι ιδιαίτερα υποσχόμενα ως προς την ομαλή ενίσχυση της ασφάλειας των χρηστών σε περιβάλλοντα AmI Τα μη-τεχνολογικά μέτρα για τα θέματα privacy περιλαμβάνουν οδηγίες, στάνταρ, κώδικες πρακτικής, νομοθεσία και την ενημέρωση του κοινού Το privacy και η ασφάλεια είναι τεράστια θέματα συζήτησης σχετικά με το AmI Slide 27

28 Στα περιβάλλοντα AmI η πληροφορική αναμένεται να εξαρτάται πολύ περισσότερο σε κοινωνικούς παράγοντες από ότι στο παρελθόν Η πρόσβαση στην πληροφορία και τις επικοινωνίες δεν θα είναι πλέον μια διεργασία του ατόμου αλλά θα επεκταθεί σε κοινότητες χρηστών που έχουν στην διάθεσή τους κοινούς (μερικές φορές εικονικούς) χώρους όπου θα αλληλεπιδρούν Η δυναμική αναδιαμόρφωση του πλαισίου θα εξαρτάται ιδιαιτέρως από κοινωνικά φαινόμενα (χρήστες που κινούνται στο περιβάλλον, συναντήσεις, επικοινωνία μεταξύ τους, συνεργασία, κλπ) Η προσαρμογή στο χρήστη μπορεί να γίνει πιο δύσκολη όταν πολλαπλοί χρήστες αλληλεπιδρούν στο ίδιο περιβάλλον Επομένως, οι χρήστες των περιβαλλόντων AmI δεν μπορούν πλέον να μελετηθούν σε ατομικό επίπεδο, και οι μελέτες της κοινωνικής συμπεριφοράς γίνονται εξίσου σημαντικές Slide 28

29 Η κοινωνική συνδεσιμότητα (connectedness) είναι ένα άλλο απαραίτητο στοιχείο της εμπειρίας χρήσης σε AmI περιβάλλοντα και αφορά το βαθμό στον οποίο το περιβάλλον συμπεριφέρεται «κοινωνικά» προς τους κατοίκους του Τρεις βασικοί παράγοντες μπορούν να αναγνωριστούν: 1. Η υιοθεσία κοινωνικών πρωτοκόλλων που συμμορφώνονται με τις κοινωνικές συμβάσεις και ακολουθούν κοινωνικούς κανόνες (κοινωνικοποίηση) 2. Η επίγνωση των συναισθημάτων των χρηστών και η προσαρμογή της συμπεριφοράς ανάλογα (ενσυναίσθηση, συναισθηματική προσαρμογή) 3. Συνεπής και διαφανής συμπεριφορά στην αλληλεπίδραση με τους ανθρώπους, που αναγνωρίζεται από τους χρήστες ως συνειδητή (συνείδηση) Slide 29

30 Καθώς το AmI αναπτύσσεται σε παγκόσμιο επίπεδο, αναμένεται ότι πολιτιστικοί παράγοντες θα γίνουν ιδιαιτέρως σχετικοί ως προς την αναγνώριση και συλλογιστική των στόχων και διεργασιών του χρήστη, που μπορεί να επηρεάζονται ιδιαίτερα από τα διαφορετικά πολιτιστικά υπόβαθρα Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του AmI είναι η φυσική αλληλεπίδραση αλλά αυτό που θεωρείται φυσιολογική συμπεριφορά και πώς συγκεκριμένες μορφές συμπεριφοράς δείχνουν υποβόσκουσες επιθυμίες εξαρτώνται σε ένα βαθμό από το πολιτιστικό μας υπόβαθρο Δείκτες συμπεριφοράς όπως το εύρος και η σημασία των χειρονομιών, των εκφράσεων του προσώπου και η γλώσσα του σώματος μπορεί να διαφέρουν ριζικά σε διαφορετικές κουλτούρες Υπό αυτή την έννοια τα πολιτιστικά θέματα παίζουν ένα πολύ σημαντικό ρόλο στο πλαίσιο του περιβάλλοντος και η σχεδίαση των περιβαλλόντων πρέπει να διακατέχεται από μια βαθιά κατανόηση των διαφορετικών πολιτισμών στους οποίους απευθύνεται Slide 30

31 Οι πολιτιστικές αξίες και πρακτικές μπορούν να επηρεάσουν την αποδοχή των τεχνολογιών AmI και του περιβάλλοντος γενικά Μια έρευνα εξέτασε την επίδραση της αυτοπεποίθησης, του προσανατολισμού στο μέλλον, της ισοτιμίας των φύλων, της αποφυγής αβεβαιότητας, του χάσματος ισχύος, του θεσμικού κολεκτιβισμού, του κολεκτιβισμού εντός ομάδων, του προσανατολισμού στην επίδοση και του ανθρωπιστικού προσανατολισμού στην αποδοχή των τεχνολογιών AmI σε νοσοκομειακό περιβάλλον Τα αποτελέσματα οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι οι παράγοντες εθνικής πολιτιστικής επιρροής έχουν σημαντική επίδραση στην αντιληπτή χρησιμότητα της διάχυτης νοημοσύνης Οι διαστάσεις Ανθρωπιστικός προσανατολισμός, αποφυγή αβεβαιότητας, Χάσμα ισχύος, institutional collectivism, in-group collectivism παίζουν τόσο σημαντικό ρόλο ετσι ώστε όσο υψηλότερη η βαθμολογία σε αυτές τις διαστάσεις, τόσο μεγαλύτερη η αποδοχή των διάχυτων τεχνολογιών Slide 31

32 Η σχεδίαση των τεχνολογιών AmI πρέπει να συνδυάζει το interaction design με άλλες σχεδιαστικές πρακτικές που αφορούν τη σχεδίαση καθημερινών αντικειμένων, ώστε να έρθουν στο προσκήνιο ένα πολύ διαφορετικό σύνολο οπτικών, αξιών και προσεγγίσεων Η αισθητική αφορά τη φόρμα και την εμφάνιση των αντικειμένων, απαντώντας σε θέματα που αφορούν τη δομή και τη σύνθεση, τη χρήση υλικών, τη συνολική συνέπεια, κλπ. Παρόλο που ο τομέας της αισθητικής στη σχεδίαση απέχει πολύ ακόμα από το να παρουσιάσει ένα πλαίσιο εργασίας με συνοχή, υπάρχουν απόπειρες να αναπτυχθούν σχετικές θεωρίες, πατώντας στην πρακτική της βιομηχανικής σχεδίασης Slide 32

33 Συνολικά, η έρευνα των αισθητικών πλευρών των αλληλεπιδραστικών περιβαλλόντων φαίνεται να υπερβαίνει τις τυπικές human factors μελέτες που βασίζονται σε στατιστικές χρηστών και περιλαμβάνει θέματα όπως: Προσήλωση (engagement) Χρονικές δομές (π.χ., interaction patterns και εκφράσεις χρήσης που εξελίσσονται με το χρόνο) Εναλλακτικές μορφές που προκαλούν προσδοκίες στη χρήση και στον χρήστη Σχέσεις με το πλαίσιο Για παράδειγμα, πολιτιστικές αναφορές, ταυτότητα χρήστη, παραδόσεις, άλλα πεδία σχεδίασης Εναλλακτικές διεπαφές και συνδυασμοί υλικών Slide 33

34 Το τρέχον state of the art απέχει ακόμα από το να παρέχει εδραιωμένες πρακτικές Πώς να σχεδιάζονται περιβάλλοντα AmI με ανθρωποκεντρικό τρόπο Πώς να αντιμετωπιστεί η εμπειρία χρήστη με πιο μεθοδικό και επιστημονικά σωστό τρόπο Σε αυτό το πλαίσιο, αναδύεται ένας αριθμός νέων ερευνητικών προκλήσεων, συμπεριλαμβανομένων: Μελέτη των ανθρώπινων χαρακτηριστικών, ικανοτήτων και απαιτήσεων στο πλαίσιο του AmI Κατάλληλες περιγραφές και μοντέλα του πλαισίου χρήσης Αυτό υπονοεί την έρευνα στο πώς θα γίνει η μοντελοποίηση, ενσωμάτωση και συλλογιστική περί των χαρακτηριστικών της εμπειρίας χρήσης ώστε τα περιβάλλοντα AmI να επιδεικνύουν έξυπνη συμπεριφορά Ορισμό ενός πλαισίου για τα περιβάλλοντα AmI Που να λαμβάνει υπόψη την φυσικότητα στην αλληλεπίδραση, την προσβασιμότητα, τις νοητικές απαιτήσεις, συναισθήματα, θέματα, υγείας, ασφαλείας και privacy, κοινωνικά και πολιτιστικά θέματα, αισθητική και την ανάπτυξη σχετικών κριτηρίων και συστημάτων μέτρησης Slide 34

35 Διεπιστημονικές (multidisciplinary) προσεγγίσεις για τον ορισμό αποδεκτών επιπέδων ρίσκων ασφαλείας και privacy σε περιβάλλοντα AmI και την καθιέρωση σχετικών στάνταρ, κανονισμών και τεχνικών λύσεων Ανάπτυξη σχεδιαστικών μεθόδων κατάλληλων για πολύ πολύπλοκα αλληλεπιδραστικά περιβάλλοντα Επαναξιολόγηση των μεθόδων της βιομηχανικής σχεδίασης για την ενσωμάτωση αλληλεπιδραστικών και άλλων λειτουργικών χαρακτηριστικών των αντικειμένων και των περιβαλλόντων Slide 35

36 Σημαντική πρόοδος στην αντιμετώπιση των άνωθεν θεμάτων θα γίνει καθώς αναπτύσσονται περεταίρω τα περιβάλλοντα AmI Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν ληφθεί υπόψη η μεγάλη ποσότητα δεδομένων χρήσης που θα γίνει διαθέσιμη από τα περιβάλλοντα AmI μέσω της εποπτείας, για περεταίρω ανάλυση και βελτίωση Αυτή η προσπάθεια θα είναι ιδιαιτέρως διεπιστημονική, περιλαμβάνοντας συνεργασίες μεταξύ πολλαπλών πεδίων και στηριζόμενη σε διάφορους κλάδους, συμπεριλαμβανομένων Αλληλεπίδραση Ανθρώπου-Μηχανής, Κοινωνικές επιστήμες, Μηχανική απαιτήσεων, Ποιότητα λογισμικού, Human Factors και μηχανική ευχρηστίας, και Μηχανική λογισμικού Slide 36

37 Γενικά, η διαδικασία της ανθρωποκεντρικής σχεδίασης (UCD)όπως εξασκείται σήμερα φαίνεται να είναι μια έγκυρη αφετηρία για τη μελέτη του πώς θα μπουν οι χρήστες στο κέντρο της ανάπτυξης AmI Διάφορες γνωστές μέθοδοι και τεχνικές έχουν δείξει την χρησιμότητά τους ως προς αυτό Ωστόσο, η UCD στο AmI πρέπει να αντιμετωπίσει τις προκλήσεις και να εκμεταλλευτεί τις ευκαιρίες που παρουσιάζει το πιο εκτεταμένο πλαίσιο χρήσης και την αναπόφευκτη συγχώνευσή του με το ίδιο το αλληλεπιδραστικό περιβάλλον Μια πολύ σημαντική πλευρά από αυτή την άποψη είναι η διαθεσιμότητα των δεδομένων εποπτείας σε βάθος χρόνου, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην άμεση προσαρμογή της αλληλεπίδρασης και της συμπεριφοράς του περιβάλλοντος, αλλά και στη συνεχή αναμορφοποίηση της σχεδίασης, καθώς και στην πρόταση νέων μεθόδων και τεχνικών για τις διάφορες ανθρωποκεντρικές σχεδιαστικές δραστηριότητες Slide 37

38 Ένα πρόσθετο στοιχείο προς υπόψη είναι η συγχώνευση της τεχνολογίας και του ανθρώπινου χώρου διαβίωσης που θέτει τις απαιτήσεις του συνδυασμού του interaction design με τη βιομηχανική και αρχιτεκτονική σχεδίαση Ξεκάθαρα, όπως συνέβη δεκαετίες πριν με την εμφάνιση του HCI, εμφανίζεται η ευκαιρία να μπουν τα θεμέλια για ένα νέο σχεδιαστικό κλάδο, βαθιά ριζωμένο στα Human Factors, αλλά που χαρακτηρίζεται από τις δικές του διαδικασίες, μεθόδους, κανόνες και πρακτικές Κάποιοι παράγοντες της εμπειρίας χρήσης που θεωρούνται κρίσιμοι στο AmI, συμπεριλαμβάνουν τη φυσική αλληλεπίδραση, πρόσβαση, υγεία, ασφάλεια και privacy, κοινωνικά θέματα, πολιτιστικά θέματα και την αισθητική Προφανώς η λίστα δεν είναι πλήρης και οι τρέχουσες προσεγγίσεις απέχουν πολύ από το να προσφέρουν ένα πλαίσιο με συνοχή Slide 38

39 [1] Stephanidis, C. (2012). Human Factors in Ambient Intelligence Environments. In G. Salvendy (Ed.), Handbook of Human Factors and Ergonomics (4th Edition), Chapter 49 (pp ). USA: John Wiley and Sons. [2] Cook, D. J., Augusto, J. C., & Jakkula, V. R. (2009). Ambient intelligence: Technologies, applications, and opportunities. Pervasive and Mobile Computing, 5(4), [3] Information Society Technologies Advisory Group of the European Commission (ISTAG, 2003) Slide 39