interazione uomo-macchina

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Interazione Uomo-Macchina

L’interazione

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Sommario

• Modelli dell’interazione– modello di Norman– modello di Abowd e Beale

• Stili di interazione• Modelli concettuali• Paradigmi

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Modelli per l’interazione

TerminologiaModello di Normal

Modello di Abowd & Beale

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Interazione

• Ingredienti base:– L’utente– La macchina

• Interazione: ogni comunicazionetra utente e computer, diretta o indiretta.

• La comunicazione avviene attraverso l’interfaccia.

• Poichè la comunicazione possa avere successo, l’interfaccia deve tradurre i concetti dell’utente in quelli della sistema (macchina).

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Terminologia dell’interazione

• L’utente usa il sistema interattivo per raggiungere i suoi obiettivi, nell’ambito di un certo dominio applicativo.

• Obiettivo: quello che l’utente vuole raggiungere

• Dominio: area applicativa oggetto dello studio – descrive concetti, competenze e conoscenze

• Intenzione: sequenza di azioni generiche che portano al raggiungimento dell’obiettivo

• Compito o azione: traduzione dell’intenzione in azioni specifiche

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Modello di Norman

• In questo modello l’attenzione è incentrata maggiormente sulla visione che l’utente ha della interazione.

• È basato su di un ciclo di esecuzione/valutazione

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sistema

esecuzione

valutazione

obiettivo

Ciclo di valutazione/esecuzione

• Esecuzione: l'utente ha un obiettivo, formula un piano d'azione e lo esegue mediante l'interfaccia.

• Valutazione: l'utente osserva l'interfaccia per valutare, rispetto alll’obiettivo, il risultato del’esecuzione e determina le azioni successive.

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Ciclo di valutazione/esecuzione

• L’utente stabilisce l’obiettivo

• Formula l’intenzione• Specifica la sequenza

di azioni• Esegue le azioni • Percepisce lo stato

del sistema • Interpreta lo stato

del sistema • Valuta lo stato del

sisterma in relazione all’obiettivo

sistema

valutazione

esecuzione

obiettivo

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Ciclo di valutazione/esecuzione

• L’utente stabilisce l’obiettivo

• Formula l’intenzione• Specifica la sequenza

di azioni• Esegue le azioni • Percepisce lo stato

del sistema • Interpreta lo stato

del sistema • Valuta lo stato del

sisterma in relazione all’obiettivo

sistema

valutazione

esecuzione

obiettivo

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Ciclo di valutazione/esecuzione

• L’utente stabilisce l’obiettivo

• Formula l’intenzione• Specifica la sequenza

di azioni• Esegue le azioni • Percepisce lo stato

del sistema • Interpreta lo stato

del sistema • Valuta lo stato del

sisterma in relazione all’obiettivo

sistema

valutazione

esecuzione

obiettivo

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sistema

Interfaccia come traduttore

• L’interfaccia esegue “traduzioni” tra due linguaggi: – Linguaggio dei compiti (task): usato per descrivere l’utente, i suoi obiettivi, le sue azioni, etc…

– Linguaggio di base (core): usato per descrivere il sistema, il suo stato, le sue capacità etc…

Linguaggio dei compiti

Linguaggio di base

utente

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• Golfo dell'esecuzione:– differenza tra le azioni formulate dall' utente per raggiungere l'obiettivo e le azioni permesse dal sistema

• Golfo della valutazione– differenza tra la presentazione dello stato del sistema e le aspettative dell'utente.

• L’interfaccia è un ponte gettato sul golfo

Golfo di esecuzione

Golfo divalutazione

Golfi

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voglio salvare questo lucido

Devo premere l’icona di salvataggio

Devo spostare il puntatore del mouse sopra l’icona e poi premere il tasto sinistro.

??? Ho salvato? Ho

raggiunto il mio

obiettivo?

Eseguo

Esempio negativo

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voglio salvare questo lucido

Devo premere l’icona di salvataggio

Devo spostare il puntatore del mouse sopra l’icona e poi premere il tasto sinistro.

L’icona è

cambiata

Ho salvato!

Ho raggiunto il mio

obiettivo!

Eseguo

Esempio positivo

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• Svista (slip)– Corretta formulazione dell’obiettivo– Corretta forulazione dell’intenzione– Azione sbagliata

• Sbaglio (mistake)– Obiettivo o intenzione sbagliato

• Come rimediare?– Svista: migliorare interfaccia – Errore: bisogna fornire all’utente una migliore comprensione del sistema; riprogettazione radicale dell’interfaccia.

Errori: sviste e sbagli

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• Il modello di Norman serve a mettere in evidenza difficoltà di comunicazione tra utente e sistema+interfaccia.

• Non analizza la comunicazione tra sistema e interfaccia.

• Estensione di Abowd e Beale.

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Score

Utask

Ooutput

Iinput

Modello di Abowd e Beale

• Interaction Framework • 4 componenti:

– Utente (U)– Sistema (S)– Input (I)– Output (O)

• Ogni componente ha il suo linguaggio– Interazione: traduzione tra linguaggi– Problemi di interazione = problemi di traduzione

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O

Input

Compiti

Base

Interaction framework

• Ogni componente ha il suo linguaggio:– Utente: linguaggio del compito (task)– Sistema: linguaggio di base (core)– Input: linguaggio di input– Output: linguaggio di output

Output

I

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Compiti

Base

Interaction framework

• L’utente ha un obiettivo – tradotto in azioni attraverso l’input dell’interfaccia (articolazione)

– tradotto in operazioni sul sistema, che cambia stato (prestazione)

– tradotto nell’output dell’interfaccia (presentazione)

– interpretato dall’utente (osservazione)

Articolazione

Osservazione

Presentazione

Prestazione

O

Input

Output

I

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Articolazione

Osservazione

Presentazione

Prestazione

O

I

Voglio cercare mappe di Los Angeles

http://www.google.com/search?client=safari&rls=it-it&q=mappe+di+Los+Angeles&ie=UTF-8&oe=UTF-8

Maps of Los AngelesFlybird.com ….

Esempio

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• Il modello di Abowd & Beal fornisce una cornice generale per per la comprensione dell’interazione – non è ristretto ai sistemi computerizzati– identifica i maggiori componenti coinvolti nell’interazione

– permette valutazioni comparative dei sistemi– È un’astrazione

• Pregi:– considera il punto di vista del progettista

• Difetti:– la divisione tra input ed output risulta artificiosa

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Interazione

• Paradigmi– Particolare filosofia o modo di pensare l’interazione

• Modelli concettuali– Descrizione del sistema in termini di idee e concetti integrati sul suo funzionamento, comportamento e modo di presentarsi (es. metafora)

• Stili– Modalità concreta attraverso la quali l'utente può comunicare o interagire con il sistema

Astrazione

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Modelli concettuali di interazione

Basati sull’attivitàBasati sull’oggetto

Metafore

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• Modello concettuale– Descrizione del sistema in termini di idee e concetti integrati sul suo funzionamento, comportamento e modo di presentarsi

– L’elenco dei modelli non è esaustivo, nè i modelli sono tra loro mutuamente esclusivi

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Modello dell’utente

Modello del progettista

Modello di operazione del sistema

• Tre modelli concettuali:– quello del progettista

– quello implementato dal sistema

– quello che si forma l’utente

• … devono coincidere!

• Altrimenti vi sono problemi nell’interazione.

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Modelli basati sull’attività

• Fornire istruzioni (comandi)– Utente fornisce istruzioni al sistema su cosa fare

– Es. Videoregistratore, HiFi, computer Unix o DOS

• Conversare– Il sistema si comporta come un interlocutore di una conversazione

– Es. Sistemi di prenotazione telefonica.

• Manipolare e navigare– Manipolazione di oggetti virtuali e navigazione in spazi virtuali --> manipolazione diretta

• Esplorare e sfogliare– L’utente può esplorare e sfogliare l’informazione come una rivista o un libro (--> ipertesto)

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Manipolazione diretta

• Gli oggetti di interesse sono rappresentati nella UI (es. i file) e l’utente li manipola (compie azioni su di essi) in modo diretto (trascino con il mouse)

• Principi (Schneiderman 1982)– Visibilità dell’oggetto di interesse – Azioni incremental, reversibili, con feedback immediato– Sostituzione di comandi dalla sintassi complicata con azioni

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Manipolazione diretta

• Vantaggi:– Facile da apprendere

– Evita errori– Incoraggia esplorazione

– Punta sul riconoscimento (invece che ricordo)

• Svantaggi– Gli utenti esperti possono preferire metodi più snelli

– Non tutte le operazione si possono rendere in termini di manipolaione di oggetti

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• Ufficio – manipolazione diretta– L’utente interagisce con un mondo artificiale

• Industria – manipolazione indiretta– L’Utente interagisce con il mondo realeattraverso l’interfaccia

– Problemi:• Feedback, ritardi

system

interface plant

immediate

feedback

instruments

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Ipertesto

• A metà degli anni ‘60 Ted Nelsonconia il termine ipertesto

• Lettura lineare vs lettura non lineare (collegamenti associativi)

• L'ipertesto è un insieme di testi o pagine leggibili con l'ausilio di un'interfaccia elettronica, in maniera non sequenziale, per tramite di particolari parole chiamate collegamenti ipertestuali (hyperlink o rimandi), che costituiscono un rete raggiata o variamente incrociata di informazioni, organizzate secondo diversi criteri, ad esempio paritetici o gerarchici, in modo da costituire vari percorsi di lettura alternativi. [Wikipedia]

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Modelli basati su oggetti

• Modulo da riempire: – L’interfaccia èun modulo che l’utente deve compilare

• Agente:– L’interfaccia è un agente che esegue compiti stabiliti dall’utente

– Esempi:• Filtro anti-spam• Assistente di Office• Wizards• ….

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Interfaccie basate su agenti

• Caratteristiche dei compiti adatti per agenti:– Adattamento: il compito richiede adattabilità, come apprendere ad evitare errori ed adattarsi alle preferenze dell’utente.

– Ricerca: il compito non è ben definito e dunque il software deve tentare varie opzioni

– Dimostrazione: il compito comporta l’insegnamento su come fare qualcosa

– Guida: il compito richiede co-operazione tra umano e agente.

– Autonomia: il task richiede di essere seguito, ma non richiede input dall’utente, per cui ha senso delegare.

– Asincronia: il compito presenta un ritardo significativo tra il suo inizio e la fine.

Beale & Wood 1994

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Metafore

• L’essenza della metafora è comprendere ed avere esperienza di una cosa in termini di un’altra.

• Le metafore producono modelli concettuali (basati sull’attività o sull’oggetto o altro)

• Alcuni dei precedenti derivano da metafore (p. es. scrivania, modulo cartaceo)

• Le metafore forniscono all’utente analogie (aiutano il problem solving)

• Le metafore rendono l’interfaccia familiare e facilitano l’apprendimento

• La metafora può essere fuorviante: gli utenti potrebbero prendere la metafora alla lettera e farsi un modello concettuale sbagliato del sistema

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La metafora della scrivania

• il video “è” la scrivania dell’utente

• documenti, cartelle• disordine

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Critiche all’uso di metafore

• Comporta sempre delle forzature (il cestino non è sopra la scrivania)

• Limitano le funzioni che potrebbero, in principio, essere utili nell’interfaccia

• La metafore può entrare in conflitto con principi di progetto (v. più avanti)

• Incapcità di comprendere il funzionamento del sistema oltre alla metafora

• Rischio di ispirarsi ad oggetti fisici progettati male, ovvero poco usabili (es. calcolatrice)

• Limita l’immaginazione del progettista nell’escogitare nuovi modelli concettuali

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Interazione

• Paradigmi– Particolare filosofia o modo di pensare l’interazione

• Modelli concettuali– Descrizione del sistema in termini di idee e concetti integrati sul suo funzionamento, comportamento e modo di presentarsi (es. metafora)

• Stili– Modalità concreta attraverso la quali l'utente può comunicare o interagire con il sistema

Astrazione

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Stili di interazione

ComandiSelezione menu

Riempimento moduliWIMP

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Stili di interazione

• Sono le modalità concrete attraverso le quali l'utente può comunicare o interagire con il sistema:

– Interfaccia a linea di comando (fornire istruzioni)

– Interrogazione (fornire istruzioni)– Selezione in un menu (fornire istruzioni)– Domanda/risposta (dialogare)– Compilazione di moduli (modulo)– Fogli elettronico (modulo)– Point & click (esplorare e sfogliare)– WIMP (manipolazione diretta)– Tridimensionali (manipolazione diretta)– Multimodale (metafore specifiche)

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• Gli stili di interazione si possono inquadrare in uno (o più) modelli concettuali visti in precedenza.

• Tutti questi stili non sono fra loro mutuamente esclusivi ma possono essere combinati a seconda delle applicazioni.

• Lo stile più adatto dipende anche dal profilo dell’utente e del compito

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Interfaccia a linea di comando

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Interfaccia a linea di comando

• Comunica istruzioni direttamente al computer.

• Parole chiave, combinazioni di tasti • Adatto per compiti ripetitivi e utenti esperti

• Accesso diretto alle funzionalità del sistema

• Si basa sul ricordo • Elevato sforzo cognitivo per l’utente

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Interfaccia a linea di comando

• Vantaggi– Flessibile– Iniziativa di dialogo all’utente

– Piace agli utenti esperti

– Supporta la creazione di script o macro

– Pemette l’interazione con computer remoti anche con rete lenta.

• Svantaggi– Difficile da ricordare

– Difficile da imparare

– Errori di battitura

– Cambiamento di stato non visibile

– Inadatto a non esperti

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Interfacce di interrogazione (query)

• L’utente deve specificare una interrogazione (query)– Sono usate principalmente nelle basi di dati e nei sistemi di recupero delle informazioni.

– La query viene espressa in un lingiaggio di interrogazioneI (e.g. SQL).

– Richiede la conoscenza della struttura del database e della sintassi del linguaggio di interrogazione

– Sono adatte per utenti esperti

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Menu

• L'interazione avviene mediante selezione, da parte dell'utente, di una o più opzioni tra l’elenco di quelle visualizzate.

• Le opzioni sono visibili: si basa più sul riconoscimento che sul ricordo (minor sforzo cognitivo)

• Può essere di solo testo oppure grafico.• La scelta può avvenire per mezzo di numeri, lettere, tasti cursore o del mouse.

• Per risparmiare spazio spesso sono organizzati per raggruppamenti gerarchici

• Adatto ad utenti con bassa conoscenza del sistema, ed a compiti strutturati.

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Menu

• Vantaggi– Ideale per i novizi o utenti occasionali

– Incoraggia l’esplorazione

– Mostra tutte le funzionalità

– Non richiede abilità di battitura

• Svantaggi– Occupa spazio video

– Troppi menu fanno confusione, sovraccarico informativo.

– Non adatto a compiti ripetitivi

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Domanda/Risposta

• L'interazione avviene attraverso risposte fornite dall'utente a domande formulate dal sistema.

• Adatto a sistemi con funzionalità ristrette.

• Adatto ad utenti con poca esperienza del compito e scarsa del sistema.

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Domanda/Risposta

• Vantaggi– Facile da imparare – Semplice da usare

• Svantaggi– Iniziativa di dialogo del sistema

– Poca flessibilità – Limitata potenza

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Compilazione di moduli

• L'interazione avviene mediante compilazione, da parte dell'utente, di moduli simili ai documenti cartacei.

• Adatte per compiti d’ufficio– inseririmento dati– per recupero dell’informazione (es. Biblioteca)

• Stile familiare anche ad utenti inesperti grazie alla metafora del modulo cartaceo.

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Compilazione di moduli

• Vantaggi– Facile da apprendere

– Poco carico cognitivo

– Facilita l’inserimento dati

– Aggiornamento visibile

• Svantaggi– Richiede abilità di battitura

– Poco flessibile

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Foglio elettronico (spreadsheet)

• L'interazione avviene tramite inserimento dati, da parte dell'utente, in una griglia di celle predefinita.

• Variante sofisticata della compilazione di moduli

• È programmabile• Le celle possono contenere valori o formule• Le formule fanno riferimento a valori contenuti in altre celle

• Quando un dato viene modificato dall’utente, automaticamente si modificano tutti quelli che dipendono da questo

• Ogni cella può essere un input o un output• Adatto ad utenti con sufficiente conoscenza sia del compito che del sistema.

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Point & click

• L’utente deve semplicemente “cliccare” su l’elemento di interesse:– Icona– Hyperlink– Locazione su una mappa

• Si usa in – Applicazioni multimediali e/o ipertestuali (eg. web browser)

– Biglietterie automatiche o punti di informazione

• La digitazione è ridotta al minimo

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Interfaccia WIMP

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Interfacce WIMP

• WIMP = Windows, Icons, Menus, Pointers• È lo stile della maggioranza degli attuali PC (MS Windows, Apple Mac OS).

• L' interazione avviene mediante operazioni (puntamenti, trascinamenti, etc...) effettuate dall'utente su oggetti virtuali (bottoni, icone,etc.).

• Adatto ad utenti con scarse conoscenze del sistema e una discreta conoscenza del compito.

• Incarna il modello della manipolazione diretta.

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• Vantaggi– Facile da imparare – Le operazioni sono spesso reversibli

– Flessibile – Feedback istantaneo

– Intuitivo

• Svantaggi– Può essere inefficiente

– Occupazione di spazio video

– Più costoso da programmmarte

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Elementi della WIMP

• Gli elementi di una GUI si chiamamo widget (window gadget)

QuickTime™ e undecompressore TIFF (Non compresso)sono necessari per visualizzare quest'immagine.

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Elementi della WIMP

• Finestre (Windows)• Aree dello schermo che si comportano come se fossero indipendenti – può contenere testo o oggetti grafici– può essere spostata o ridimensionata– possono affiancarsi o sovrapporsi ed oscurarsi a vicenda.

– Barra di scorrimento (scrollbar)• permette di muovere il contenuto della finestra sopra e sotto o da un lato all’altro

– barra del titolo (title bar) • descrive il nome della finestra

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• Icone (Icons)– Sono piccole immagini o figure usate per rappresentare alcuni oggetti dell’interfaccia o un’azione.

– Le finestre possono essere chiuse (iconificate), ovvero rappresentate da una icona

• Puntatori (Pointers)– Componente fondamentale – Identifica una corrispondenza spaziale fra lo schermo e la posizione fisica del mouse

– Tipicamente una piccola freccia, ma può cambiare (es. mano o clessidra)

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• Menu– Scelta (tramite il puntatore) di operazioni elencate sul display

– Alleggeriscono il compito della memoria a breve termine

– Non bisogna mettere troppe voci, meglio usare menu a cascata (cascading menu)• la selezione di un menu apre un altro menu adiacente.

– Menu principale visibile sempre come barra dei menu

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– menu a tendina (pull-down) – fall-down

• simili ai menu a tendina ma non serve fare click

– menu a comparsa (pop-up) • di solito per opzioni contestuali• Appaiono dove si clicca

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FINE!