Человеко-ориентированные вычисления - Human-centered computing

Для использования в других целях см. Человеко-ориентированные вычисления (значения).

Человеко-ориентированные вычисления (HCC) изучает проектирование, разработку и развертывание человеко-компьютерных систем со смешанной инициативой. Он возник в результате конвергенции множества дисциплин, которые связаны как с пониманием людей, так и с проектированием вычислительных артефактов.[1] Человеко-ориентированные вычисления тесно связаны с взаимодействие человека с компьютером и информационная наука. Человеко-центрированные вычисления обычно связаны с системами и практиками использования технологий, в то время как взаимодействие человека и компьютера больше сосредоточено на эргономика и удобство использования вычислительных артефактов, а информатика сосредоточена на практиках, связанных со сбором, обработкой и использованием Информация.

Исследователи и практикующие специалисты по вычислениям, ориентированным на человека, обычно приходят из одной или нескольких дисциплин, таких как Информатика, человеческие факторы, социология, психология, наука о мышлении, антропология, коммуникационные исследования, графический дизайн и промышленный дизайн. Некоторые исследователи сосредотачиваются на понимании людей как отдельных лиц, так и в социальных группах, уделяя особое внимание способам, которые люди принимают и организуют свою жизнь с помощью вычислительных технологий. Другие сосредоточены на проектировании и разработке новых вычислительных артефактов.

Обзор

Объем

HCC направлена ​​на устранение существующих пробелов между различными дисциплинами, связанными с проектированием и внедрением компьютерных систем, поддерживающих деятельность человека.[1] Между тем, это набор методологий, применимых к любой области, где компьютеры используются в приложениях, в которых люди напрямую взаимодействуют с устройствами или системами, использующими компьютерные технологии.

HCC способствует проектированию эффективных компьютерных систем, которые учитывают личные, социальные и культурные аспекты и решают такие вопросы, как информационный дизайн, взаимодействие человека с информацией, взаимодействие человека с компьютером, взаимодействие человека и человека, а также отношения между компьютерными технологиями и искусством, социальные и культурные вопросы.[1]

Темы HCC

В Национальный фонд науки (NSF) определяет направления исследований HCC как «трехмерное пространство, включающее человека, компьютер и окружающую среду».[2] Согласно NSF, человеческое измерение варьируется от исследований, которые поддерживают индивидуальные потребности, с помощью команд как целевых групп, до общества как неструктурированного набора связанных людей. Размер компьютера варьируется от стационарных вычислительных устройств через мобильные устройства до вычислительных систем визуальных / звуковых устройств, встроенных в окружающую физическую среду. Измерение среды варьируется от дискретных физических вычислительных устройств и систем смешанной реальности до иммерсивных виртуальных сред.[2] Некоторые примеры тем в этой области перечислены ниже.

Список тем в поле HCC

  • Решение проблем в распределенных средах, охватывающих информационные системы на базе Интернета, гриды, информационные сети на основе датчиков, а также мобильные и носимые информационные устройства.
  • Мультимедиа и мультимодальный интерфейсы, в которых люди и машины используют комбинации речи, текста, графики, жестов, движения, прикосновения, звука и т. д. для связи друг с другом.
  • Интеллектуальные интерфейсы и пользовательское моделирование, визуализация информации и адаптация контента для соответствия различным возможностям отображения, модальностям, полосе пропускания и задержкам.
  • Многоагентные системы, которые контролируют и координируют действия и решают сложные проблемы в распределенных средах в самых разных областях, таких как группы реагирования на стихийные бедствия, электронная коммерция, образование и успешное старение.
  • Модели для эффективного компьютерно-опосредованного взаимодействия человека и человека при различных ограничениях (например, видеоконференцсвязь, совместная работа в сетях с высокой или низкой пропускной способностью и т. Д.).
  • Определение семантических структур мультимедийной информации для поддержки кросс-модального ввода и вывода.
  • Конкретные решения для удовлетворения особых потребностей конкретных сообществ.
  • Совместные системы, которые обеспечивают наукоемкое и динамичное взаимодействие для инноваций и генерации знаний вне границ организаций, национальных границ и профессиональных областей.
  • Новые методы поддержки и улучшения социального взаимодействия, в том числе инновационные идеи, такие как социальные ортопедии, аффективные вычисления и захват опыта.
  • Исследования того, как общественные организации, такие как правительственные учреждения или корпорации, реагируют на внедрение новых информационных технологий и формируют их, особенно с целью улучшения научного понимания и технического проектирования.
  • Взаимодействие человека и компьютера, основанное на знаниях, которое использует онтологии для устранения семантических неоднозначностей между человеческим и компьютерным представлениями о взаимном поведении.[3]
  • Человекоцентричная мера семантической взаимосвязи, которая использует человеческие возможности для измерения семантической взаимосвязи между двумя концепциями.[4]

Системы, ориентированные на человека

Системы, ориентированные на человека (HCS) системы, предназначенные для вычислений, ориентированных на человека. Этот подход был разработан Майк Кули в его книге Архитектор или пчела? [5] опираясь на свой опыт работы с Лукас План. HCS специализируется на разработке интерактивных систем, связанных с деятельностью человека.[6] Согласно Kling et al., Комитет по вычислениям, информации и коммуникациям Национальный совет по науке и технологиям, определила системы, ориентированные на человека, или HCS, как один из пяти компонентов программы высокопроизводительных вычислений.[7] Системы, ориентированные на человека, можно рассматривать как автоматизацию, ориентированную на человека. Согласно Kling et al., HCS относится к «системам, которые:

  1. на основе анализа человеческих задач система помогает
  2. мониторинг производительности с точки зрения пользы для человека
  3. построен с учетом человеческих навыков и
  4. легко адаптируется к меняющимся потребностям человека ".[7]

Кроме того, Kling et al. определяет четыре аспекта ориентированности на человека, которые следует учитывать при классификации системы: системы, ориентированные на человека, должны анализировать сложность целевой социальной организации и различные социальные единицы, которые структурируют работу и информацию; ориентированность на человека - это не атрибут систем, а процесс, в котором группа заинтересованных сторон конкретной системы помогает оценить выгоду системы; базовая архитектура системы должна отражать реалистичные отношения между людьми и машинами; цель и аудитория, для которой предназначена система, должны быть явной частью дизайна, оценки и использования системы.[7]

Человекоцентрическая деятельность в мультимедиа

Wikimania - ориентированная на человека визуализация дизайна, созданная Myriapoda.

В человеко-ориентированная деятельность в мультимедиа, или же HCM, можно считать следующим образом:[8] производство мультимедиа, аннотации, организация, архивирование, поиск, совместное использование, анализ и коммуникация, которые можно объединить в три области: производство, анализ и взаимодействие.

Мультимедийная продукция

Мультимедийное производство - это задача человека по созданию медиа.[9] Например, фотографирование, запись звука, микширование и т. Д. Важно, чтобы все аспекты медиа-производства напрямую вовлекали людей в HCM. Есть две основные характеристики мультимедийной продукции. Первый - это культура и социальные факторы. Производственные системы HCM должны учитывать культурные различия и разрабатываться в соответствии с культурой, в которой они будут применяться. Второй - это учитывать человеческие способности. Участники, вовлеченные в производство HCM, должны иметь возможность выполнять действия во время производственного процесса.

Мультимедийный анализ

Мультимедийный анализ можно рассматривать как тип приложений HCM, который представляет собой автоматический анализ человеческой деятельности и социального поведения в целом. Существует широкая область потенциальных соответствующих применений, от облегчения и улучшения человеческого общения до обеспечения улучшенного доступа к информации и поиска в профессиональной, развлекательной и личной областях.

Мультимедийное взаимодействие

Мультимедийное взаимодействие можно рассматривать как область взаимодействия HCM. Крайне важно понимать, как люди взаимодействуют друг с другом и почему, чтобы мы могли создавать системы, облегчающие такое общение, и чтобы люди могли взаимодействовать с компьютерами естественным образом. Для достижения естественного взаимодействия необходимо учитывать культурные различия и социальный контекст в первую очередь из-за потенциально различных культурных особенностей. Например, пара примеров включает: личное общение, при котором взаимодействие происходит физически и в реальном времени; связь через компьютер в реальном времени, когда взаимодействие физически удалено, но остается в реальном времени; и компьютерные коммуникации не в реальном времени, такие как мгновенные SMS, электронная почта и т. д.

Процесс проектирования, ориентированный на человека

В Человеко-ориентированный дизайн Процесс - это метод решения проблем, используемый в дизайне. Процесс включает, во-первых, сопереживание пользователю, чтобы узнать о целевой аудитории продукта и понять ее потребности. Затем сопереживание приведет к исследованию и задаче конкретного вопроса целевой аудитории, чтобы лучше понять ее цели в отношении продукта. Этот этап исследования может также включать анализ конкурентов найти больше дизайнерских возможностей на рынке продукта. Как только дизайнер соберет данные о пользователе и рынке своего продукта, он перейдет к идея этап, на котором они будут проводить мозговой штурм проектных решений с помощью эскизов и каркасов. Каркасная структура - это цифровая или физическая иллюстрация пользовательского интерфейса, ориентированная на информационную архитектуру, распределение пространства и функциональность контента. Следовательно, каркас обычно не имеет цветов или графики и фокусируется только на предполагаемых функциях интерфейса.[10]

Чтобы завершить процесс проектирования, ориентированного на человека, нужно сделать два заключительных шага. После создания каркасов или набросков дизайнер обычно превращает свои бумажные эскизы или низкокачественные каркасы в высокоточные. прототипы. Создание прототипов позволяет дизайнеру глубже изучить свои дизайнерские идеи и сосредоточиться на общей концепции дизайна.[11] Высокая точность означает, что прототип является интерактивным или «кликабельным» и имитирует реальное приложение.[12] После создания этого прототипа своей конструкции с высокой точностью дизайнер может затем провести юзабилити-тестирование. Это включает в себя сбор участников, которые представляют целевую аудиторию продукта, и их прохождение через прототип, как если бы они использовали настоящий продукт. Цель юзабилити-тестирования - выявить любые проблемы с дизайном, которые необходимо улучшить, и проанализировать, как реальные пользователи будут взаимодействовать с продуктом.[13] Чтобы провести эффективный тест на удобство использования, необходимо делать заметки о поведении и решениях пользователей, а также заставлять пользователя думать вслух, пока он использует прототип.

Карьера

Академические программы

По мере того, как компьютеризация, ориентированная на человека, становится все более популярной, многие университеты создали специальные программы для исследований и обучения HCC как для аспирантов, так и для студентов.

Дизайнер пользовательского интерфейса

Основная статья: Дизайн пользовательского интерфейса

Дизайнер пользовательского интерфейса - это человек, который обычно имеет соответствующую степень или высокий уровень знаний, а не только технологии, наука о мышлении, взаимодействие человека с компьютером, изучение наук, но и на психология и социология. Дизайнер пользовательского интерфейса разрабатывает и применяет ориентированный на пользователя дизайн методологии и гибкое развитие процессы, которые включают рассмотрение общего удобства использования интерактивных программных приложений с упором на дизайн взаимодействия и разработку интерфейса.

Информационный архитектор (ИА)

Основная статья: Информационная архитектура

Информационные архитекторы в основном работают над пониманием потребностей пользователей и бизнеса, чтобы систематизировать информацию, чтобы наилучшим образом удовлетворить эти потребности. В частности, информационные архитекторы часто выступают в роли связующего звена между техническим и творческим развитием в команде проекта. Области интересов в IA включают схемы поиска, метаданные и таксономию.[14]

Проекты

НАСА / Эймс Отдел вычислительных наук

Марсианский проект НАСА

Группа человеко-ориентированных вычислений (HCC) в NASA / Ames Computational Sciences Division проводит исследования в Хотоне в качестве участников проекта Хотон-Марс (HMP), чтобы определить с помощью аналогового исследования, как мы будем жить и работать на Марсе.[15]

  1. Эксперименты в области полевой робототехники HMP / Университета Карнеги-Меллона (CMU)- HCC сотрудничает с исследователями в рамках исследовательской программы полевой робототехники HMP / CMU в Хотоне, чтобы определить возможности для роботов, помогающих ученым. Исследователи в этом проекте провели параллельное исследование, в котором документируется работа во время походов. Был построен модуль моделирования с использованием инструмента, который представляет людей, их инструменты и их рабочую среду, который будет служить частичным контроллером для робота, который помогает ученым в полевых работах на Марсе. Когда дело доходит до принятия во внимание человека, компьютеров и окружающей среды, руководящими принципами будут теория и методы из области HCC.
  2. Этнография освоения космоса человеком- Лаборатория HCC проводит этнографическое исследование научных полевых работ, охватывая все аспекты полевой жизни ученого. Это исследование включает в себя наблюдение в качестве участников в Haughton и описание опыта лаборатории HCC. Затем лаборатория HCC ищет закономерности в том, как люди организуют свое время, пространство и объекты и как они взаимодействуют друг с другом для достижения своих целей. В этом исследовании лаборатория HCC фокусируется на обучении и концептуальных изменениях.

Центр когнитивных повсеместных вычислений (CUbiC) при Университете штата Аризона

Устройство Note-Taker с изобретателем Дэвидом Хайденом

Основанный на принципах вычислений, ориентированных на человека, Центр когнитивных повсеместных вычислений (CUbiC)[16] в Университет штата Аризона разрабатывает вспомогательные, реабилитационные и медицинские приложения. Основан Сетураман Панчанатан В 2001 году исследования CUbiC охватывают три основные области мультимедийных вычислений: восприятие и обработка, распознавание и обучение, а также взаимодействие и доставка. CUbiC делает упор на трансдисциплинарные исследования и ставит людей в центр разработки и разработки технологий. Примеры таких технологий включают Note-Taker,[17] устройство, предназначенное для помощи ученикам со слабым зрением в выполнении инструкций и заметок в классе, а также VibroGlove,[18] который передает выражения лица людям с нарушениями зрения посредством тактильной обратной связи.

В 2016 году исследователи из CUbiC представили «Человеко-ориентированные мультимедийные вычисления».[19] новая парадигма, смежная с HCC, которая направлена ​​на понимание потребностей, предпочтений и манер пользователя, включая когнитивные способности и навыки для разработки эгоцентрических технологий. Ориентированные на человека мультимедийные вычисления подчеркивают аспекты мультимедийного анализа и взаимодействия HCC для создания технологий, которые могут адаптироваться к новым пользователям, несмотря на то, что они разработаны для отдельных лиц.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Алехандро Хаймес; Даниэль Гатика-Перес; Нику Себе; Томас С. Хуанг (20 ноября 2007 г.). «Человекоцентрические вычисления: к человеческой революции». Компьютер. 40 (5): 30–34. Дои:10.1109 / MC.2007.169.
  2. ^ а б «US NSF - CISE - IIS». www.nsf.gov. Получено 2015-04-17.
  3. ^ Донг, Хай, Хуссейн, Фарух и Чанг, Элизабет (2010). «Ориентированная на человека платформа семантических услуг для среды цифровых экосистем». Всемирная паутина. 13 (1–2): 75–103. Дои:10.1007 / s11280-009-0081-5. HDL:20.500.11937/29660.
  4. ^ Донг, Хай, Хуссейн, Фарух, Чанг, Элизабет (2013). "UCOSAIS: платформа для ориентированного на пользователя поиска рекламной информации в Интернете". UCOSAIS: Основа для ориентированного на пользователя поиска рекламной информации в Интернете, Разработка информационных систем в Интернете - WISE 2013. Конспект лекций по информатике. 8180. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. С. 267–276. Дои:10.1007/978-3-642-41230-1_23. ISBN  978-3-642-41229-5.
  5. ^ http://www.spokesmanbooks.com/Spokesman/PDF/131OGrady.pdf | Архитектор или пчела? Человеческая цена технологий
  6. ^ Коммуникации, Техас. «Системы, ориентированные на человека | Области исследований | Исследования | Компьютерные науки и инженерия | Инженерный колледж». engineering.tamu.edu. Получено 2015-04-17.
  7. ^ а б c «Человекоцентрические системы в перспективе организационной и социальной информатики» (PDF). philfeldman.com. Получено 2015-04-17.
  8. ^ Хаймс, А. (2006). «Мультимедиа, ориентированная на человека: культура, развертывание и доступ». Мультимедиа IEEE. 13 (1): 12–19. Дои:10.1109 / MMUL.2006.8.
  9. ^ Хаймс, Алехандро; Себе, Нику; Гатика-Перес, Даниэль (2006). Человеко-ориентированные вычисления: мультимедийная перспектива. Хаймс, Алехандро, Нику Себе и Даниэль Гатика-Перес. «Человеко-ориентированные вычисления: мультимедийная перспектива». Материалы 14-й ежегодной международной конференции ACM по мультимедиа. ACM, 2006 г.. п. 855. Дои:10.1145/1180639.1180829. ISBN  978-1595934475.
  10. ^ По делам, помощник государственного секретаря (06.09.2013). «Каркас». www.usability.gov. Получено 2019-12-09.
  11. ^ По делам, помощник государственного секретаря (06.09.2013). «Каркас». www.usability.gov. Получено 2019-12-09.
  12. ^ "Высококачественный прототип | Usability.gov". www.usability.gov. 2013-06-10. Получено 2019-12-09.
  13. ^ По делам, помощник государственного секретаря (13.11.2013). «Юзабилити-тестирование». www.usability.gov. Получено 2019-12-11.
  14. ^ «Основы информационной архитектуры». www.usability.gov. 2013-10-08. Получено 2017-03-10.
  15. ^ «НАСА - Человеко-ориентированные вычисления». www.nasa.gov. Получено 2017-03-10.
  16. ^ "Главная | Центр когнитивных повсеместных вычислений". Получено 28 декабря 2018.
  17. ^ Куллман, Джо (23 августа 2011 г.). «Устройство Note-Taker обещает помочь студентам преодолеть нарушения зрения». АГУ сейчас. Получено 28 декабря 2018.
  18. ^ Панчанатан, Сетураман; Кришна, Шрикар; Бала, Шантану. "ВиброПерчатка". CUbiC.asu.edu. Получено 28 декабря 2018.
  19. ^ Panchanathan, S .; Чакраборти, С .; McDaniel, T .; Р. Тадайон (июль – сентябрь 2016 г.). «Человеко-ориентированные мультимедийные вычисления: новая парадигма, вдохновленная вспомогательными и реабилитационными приложениями». Мультимедиа IEEE. 23 (3): 12–19. Дои:10.1109 / MMUL.2016.51.

дальнейшее чтение