ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΝΘΡΩΠΟΥ - Υπολογιστή

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

«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

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

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 4

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

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 6

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 Slide 7

Σε αυτό το πλαίσιο, καθώς το σύνορο μεταξύ της πραγματικά χρήσιμης υποστηρικτικής τεχνολογίας και του λεγόμενου «τεχνολογικού εφιάλτη» γίνεται πολύ λεπτότερο, υποστηρίζεται ότι είναι κρίσιμης σημασίας τα περιβάλλοντα Διάχυτης Νοημοσύνης να αναπτύσσονται και να εξελίσσονται από την αρχή με ανθρωποκεντρικό προσανατολισμό, επιβεβαιώνοντας ότι το αναδυόμενο δυναμικό έχει πλήρως επιτευχθεί και πιθανά λάθη έχουν αποφευχθεί «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) ΗΥ-464: Αλληλεπίδραση Ανθρώπου - Υπολογιστή Slide 8

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 9

Το πλαίσιο χρήσης (CoU) στο σχεδιασμό διεπαφής χρήστη συνήθως θεωρείται ότι περιλαμβάνει τα χαρακτηριστικά και τους ρόλους των χρηστών, τους στόχους και τα καθήκοντά τους, καθώς και τα χαρακτηριστικά του φυσικού, κοινωνικού και τεχνολογικού περιβάλλοντος όπου χρησιμοποιείται ένα σύστημα Στο AmI, το πλαίσιο της χρήσης γίνεται πολύ πιο πολύπλοκο και αρθρωτό, όπως ο αριθμός και των πιθανών επιπτώσεων των σχετικών παραγόντων αυξάνουν δραματικά σε σχέση με τις συμβατικές συσκευές πληροφορικής, ιδίως όσον αφορά την παρουσία (συν) των ανθρώπων, υπολογιστικών συσκευών και άλλων στοιχείων για την περιβάλλοντα χώρο ΗΥ-464: Αλληλεπίδραση Ανθρώπου - Υπολογιστή Slide 10

Με άλλα λόγια, η αλληλεπίδραση δεν είναι πλέον μια ένα-προς-ένα σχέση μεταξύ ενός ανθρώπου, μιας συγκεκριμένης εργασίας και μιας συγκεκριμένης συσκευής σε ένα στατικό πλαίσιο Αντίθετα, γίνεται μια πολλά-προς-πολλά σχέση μεταξύ διαφορετικών χρηστών και μια πληθώρα συσκευών σε ένα δυναμικά μεταβαλλόμενο περιβάλλον, όπου κανένας από τους τυπικούς παράγοντες χρήσης δεν μπορεί να θεωρηθεί ως σταθερός κατά την αλληλεπίδραση Πιστεύεται ότι το κλειδί για τον εντοπισμό κατάλληλων προσεγγίσεων σχεδιασμού στο πλαίσιο του AmI στηρίζεται ακριβώς στην αλληλεπίδραση μεταξύ του χρήστη, το φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον, τις διαθέσιμες τεχνολογίες και τα καθήκοντα των χρηστών Όλοι αυτοί οι παράγοντες είναι ιδιαίτερα δυναμικοί και αλληλένδετοι και μεταβάλλονται με την πάροδο του χρόνου ΗΥ-464: Αλληλεπίδραση Ανθρώπου - Υπολογιστή Slide 11

Μπορούμε να έχουμε διαφορετικά επίπεδα επίγνωσης και συμμετοχής στις διαδικασίες της επικοινωνίας και της πληροφορικής στο περιβάλλον Διάχυτης Νοημοσύνης, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά και τις απαιτήσεις των διαφορετικών ατόμων, αλλά και ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του χωρικού / χρονικού / τεχνολογικού πλαισίου της ανθρώπινης δραστηριότητας Οι άνθρωποι δεν είναι πλέον απλά «χειριστές» ή «χρήστες», αλλά μπορούν να παίξουν διαφορετικούς ρόλους στην συνολική διαδικασία Οι ικανότητες ενός χρήστη μπορούν να αλλάξουν ανα σύντομα χρονικά διαστήματα, σύμφωνα με τις διάφορες συνθήκες οι οποίες καθορίζονται εν μέρει από τις εξωτερικές συνθήκες (π.χ., άλλα στοιχεία του περιβάλλοντος) Καθώς οι χρήστες κινούνται στο περιβάλλον, το τρέχον πλαίσιο χρήσης, καθώς και οι τρέχουσες τεχνολογίες αλληλεπίδρασης μπορεί δυναμικά να αλλάξουν (π.χ., ένα διαφορετικό δωμάτιο με διαφορετικά χαρακτηριστικά και τεχνολογίες) CS464: Human Computer Interaction Slide 12

Πολλοί χρήστες με διαφορετικές ανάγκες και απαιτήσεις μπορεί να υπάρχουν ταυτόχρονα σε ένα περιβάλλον, και να αλληλεπιδρούν ταυτόχρονα, γεγονός το οποίο μπορεί να εισάγει πιθανές συγκρούσεις Για παράδειγμα, στα έξυπνα σπίτια, όλοι οι κάτοικοι που είναι παρόντες την ίδια στιγμή είναι χρήστες, αλλά ενδεχομένως ο καθένας να διεξάγει διάφορες δραστηριότητες που μπορούν να επηρεάσουν τις δραστηριότητες κάποιου άλλου Ως αποτέλεσμα, η επίγνωση του ρόλου, εκτός από την επίγνωση του χρήστη, γίνεται εξέχουσα για την προσαρμογή στα συστήματα Διάχυτης Νοημοσύνης Το πλαίσιο χρήσης μπορεί να αλλάξει προσαρμοστικά λόγω αποφάσεων που λαμβάνονται από τις εφαρμογές Διάχυτης Νοημοσύνης, και όχι μόνο ανάλογα με τη θέση του τρέχοντα χρήστη (π.χ., σύμφωνα με διαφορετικές ώρες της ημέρας διαφορετικών ημερών) Οι συσκευές μπορούν να συνδεθούν ή να απομακρυνθούν από το περιβάλλον, ανά πάσα στιγμή. Η δυναμική διαθεσιμότητα των υπηρεσιών είναι επίσης πιθανό να οδηγήσει σε εργασίες χρήστη που αλλάζουν on the fly Κατά συνέπεια, το πλαίσιο χρήσης Διάχυτης Νοημοσύνης πρέπει να συλλαμβάνεται με δυναμικό και όχι στατικό τρόπο, θέτοντας διάφορες προκλήσεις για τις μεθόδους που πρέπει να χρησιμοποιηθούν, τα είδη των πληροφοριών που πρέπει να συγκεντρωθούν και των αναπαραστάσεων που πρέπει να ληφθούν CS464: Human Computer Interaction Slide 13

Ομάδες Χρηστών Ανθρώπινες Δραστηριότητες Τεχνολογικά περιβάλλοντα Φυσικά περιβάλλοντα Κοινωνικά περιβάλλοντα Άτομο vs. ομάδα Γλωσσικές δεξιότητες Ηλικία και φύλο Σωματικές και γνωστικές ικανότητες, στάσεις και κίνητρα Πολιτιστικό υπόβαθρο Γνώση των εφαρμογών του περιβάλλοντος, των υπηρεσιών και των διαδραστικών λειτουργιών Πεδίο γνώσης Προτιμήσεις αλληλεπίδρασης Συναισθήματα και ψυχολογικές συνθήκες Στόχοι Δραστηριότητες Αποτέλεσμα Τυπική τοποθεσία Εργασίες και βήματα Συχνότητα Σπουδαιότητα Διάρκεια Εξαρτήσεις και αλληλοσύνδεση με άλλες δραστηριότητες Απαιτούμενη βοήθεια Αντιπροσωπεία Συνεργασία Διαθέσιμες συσκευές υλικού, συμπεριλαμβανομένης της εισόδου / εξόδου Δίκτυο Πλατφόρμες λογισμικού Middleware Ήδη υπάρχουσες εφαρμογές και υπηρεσίες Αισθητήρες και άλλος εξοπλισμός Διαθέσιμα δεδομένα από τους αισθητήρες Διαθέσιμοι πόροι λογισμού Παράμετροι χρόνου (ημέρα, ώρα, κλπ) Ακουστικό περιβάλλον Θερμικό περιβάλλον Οπτικό περιβάλλον Δόνηση Χώρος, έπιπλα Θέση και στάση σώματος του χρήστη Κίνδυνοι υγείας Πρακτικές δραστηριοτήτων Ρόλοι Διακοπές Δομή επικοινωνίας Συν-παρουσία ανθρώπων Κίνδυνοι ιδιωτικότητας CS464: Human Computer Interaction Slide 14

Ο ορισμός του πλαισίου χρήσης Διάχυτης Νοημοσύνης είναι επίσης στενά συνδεδεμένο με τον τομέα της παρακολούθησης, καθώς είναι ζωτικής σημασίας ο εντοπισμός των στοιχείων που θα παρακολουθούνται, καθώς και οι όροι και οι παράμετροι σύμφωνα με τους οποίους πρέπει να πραγματοποιείται παρακολούθηση Με άλλα λόγια, το πλαίσιο των παραγόντων χρήσης δεν είναι μόνο ό, τι πρέπει να γνωρίζουν οι σχεδιαστές, αλλά και το σύστημα Η ανάγκη αυτή αναφέρεται συνήθως ως πλαίσιο επίγνωσης (context-awareness), που ορίζεται ως «το περιβάλλον μπορεί να καθορίσει το πλαίσιο στο οποίο ορισμένες δραστηριότητες λαμβάνουν χώρα, όπου το πλαίσιο αφορά ουσιαστικές πληροφορίες σχετικά με τα πρόσωπα και το περιβάλλον, όπως τοποθέτηση και αναγνώριση " (Aarts & de Ruyter, 2009) CS464: Human Computer Interaction Slide 15

Ως σημείο εκκίνησης, έχουν διεξαχθεί μελέτες με τη χρήση τεχνικών σεναρίου. Έχουν προταθεί τόσο θετικά όσο και σενάρια «χειρότερης περίπτωσης» Ενώ τα σενάρια παρέχουν ένα χρήσιμο σημείο εκκίνησης, δεν μπορούν να θεωρηθούν επαρκή στο να συλληφθούν πλήρως οι μελλοντικές ανθρώπινες ανάγκες και οι προσδοκίες σε περιβάλλοντα Διάχυτης Νοημοσύνης Από την άλλη πλευρά, οι χρήστες δεν είναι εύκολο να εκφράσουν τις ανάγκες και τις προτιμήσεις τους σχετικά με ένα τεχνολογικό περιβάλλον που είναι δύσκολο να φανταστούν CS464: Human Computer Interaction Slide 16

Προκειμένου να συμβάλουν στην ανάπτυξη, οι χρήστες θα πρέπει να γνωρίζουν τις τεχνολογικές δυνατότητες και τις πιθανές προσεγγίσεις για τη δημιουργία του νέου περιβάλλοντος Συνεπώς, είναι απαραίτητο να έρθουν σε άμεση επαφή με τις τεχνολογίες AmI και τις δυνατότητες που προσφέρουν Για το σκοπό αυτό, οι υποδομές έρευνας και τα περιβάλλοντα προσομοίωσης μπορούν να διαδραματίσουν θεμελιώδη ρόλο CS464: Human Computer Interaction Slide 17

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 19

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 20

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 21

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 22

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 23

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 24

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 25

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 26

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 27

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 28

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 29

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 30

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 31

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 32

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 33

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 34

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 35

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 36

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 37

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 38

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 39

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 40

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 41

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 42

[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. 1354-1373). 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), 277-298 [3] Information Society Technologies Advisory Group of the European Commission (ISTAG, 2003) Slide 43