Человеко-ориентированные вычисления
Человеко-ориентированные вычисления ( HCC ) изучают проектирование, разработку и развертывание человеко-компьютерных систем со смешанной инициативой. Он возник в результате слияния множества дисциплин, которые занимаются как пониманием человека, так и проектированием вычислительных артефактов. [1] Человеко-ориентированные вычисления тесно связаны с взаимодействием человека и компьютера и информатикой . Человеко-ориентированные вычисления обычно связаны с системами и практиками использования технологий, в то время как взаимодействие человека с компьютером больше ориентировано на эргономику и удобство использования компьютерных артефактов, а информатика сосредоточена на практиках, связанных со сбором, манипулированием и использованием информации .
Исследователи и практики, ориентированные на человека, обычно представляют одну или несколько дисциплин, таких как информатика , человеческий фактор , социология , психология , когнитивная наука , антропология , коммуникативные исследования , графический дизайн и промышленный дизайн . Некоторые исследователи сосредотачиваются на понимании людей, как отдельных лиц, так и социальных групп, уделяя особое внимание тому, как люди принимают и организуют свою жизнь вокруг вычислительных технологий. Другие сосредоточены на проектировании и разработке новых вычислительных артефактов.
Обзор
[ редактировать ]Объем
[ редактировать ]HCC стремится устранить существующие разрывы между различными дисциплинами, связанными с проектированием и внедрением вычислительных систем, поддерживающих деятельность человека. [1] Между тем, это набор методологий, применимых к любой области, в которой используются компьютеры в приложениях, в которых люди напрямую взаимодействуют с устройствами или системами, использующими компьютерные технологии.
HCC способствует разработке 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 с человеком, а также отношения между компьютерными технологиями и искусством. социальные и культурные проблемы. [1]
Темы HCC
[ редактировать ]Национальный научный фонд (NSF) определяет трехмерные исследования как «трехмерное пространство, включающее человека, компьютер и окружающую среду». [2] По данным NSF, человеческое измерение варьируется от исследований, которые поддерживают индивидуальные потребности, через команды как целенаправленные группы, до общества как неструктурированной совокупности связанных людей. Компьютерные измерения варьируются от стационарных вычислительных устройств и мобильных устройств до вычислительных систем визуальных/аудиоустройств, встроенных в окружающую физическую среду. Измерение среды варьируется от дискретных физических вычислительных устройств до систем смешанной реальности и иммерсивных виртуальных сред. [2] Некоторые примеры тем в этой области перечислены ниже.
Список тем в сфере HCC
[ редактировать ]- Решение проблем в распределенных средах, включая информационные системы Интернета, сети, информационные сети на основе датчиков, а также мобильные и носимые информационные устройства.
- Мультимедийные и мультимодальные интерфейсы, в которых комбинации речи, текста, графики, жестов, движений, прикосновений, звуков и т. д. используются людьми и машинами для общения друг с другом.
- Интеллектуальные интерфейсы и моделирование пользователей, визуализация информации и адаптация контента для различных возможностей отображения, модальностей, пропускной способности и задержки.
- Мультиагентные 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 эффективного компьютерного взаимодействия человека с человеком при различных ограничениях (например, видеоконференции, сотрудничество в сетях с высокой и 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.
- Системы сотрудничества, которые обеспечивают наукоемкое и динамичное взаимодействие для инноваций и генерации знаний, невзирая на организационные границы, национальные границы и профессиональные области.
- Новые методы поддержки и улучшения социального взаимодействия, включая инновационные идеи, такие как социальная ортопедия, аффективные вычисления и захват опыта.
- Исследования того, как социальные организации, такие как государственные 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 семантической неоднозначности между пониманием человеком и компьютером взаимного поведения. [3]
- Человеко-ориентированная мера семантической связанности, которая использует человеческие возможности для измерения семантической связи между двумя понятиями. [4]
Человеко-ориентированные системы
[ редактировать ]Человеко-ориентированные системы ( HCS ) — это системы, предназначенные для вычислений, ориентированных на человека. Этот подход был развит Майком Кули в его книге «Архитектор или пчела?» [5] опираясь на свой опыт работы с планом Лукаса . HCS фокусируется на разработке интерактивных систем, связанных с деятельностью человека. [6] По словам Клинга и др., Комитет по вычислениям, информации и коммуникациям Национального совета по науке и технологиям определил человеко-ориентированные системы, или HCS, как один из пяти компонентов программы высокопроизводительных вычислений. [7] Человеко-ориентированные системы можно назвать автоматизацией, ориентированной на человека. Согласно Клингу и др., HCS относится к «системам, которые:
- на основе анализа человеческих задач, которым помогает система
- отслеживается эффективность с точки зрения пользы для человека
- построено с учетом человеческих навыков и
- легко адаптируется к меняющимся потребностям человека». [7]
Кроме того, Клинг и др. определяет четыре измерения человекоцентрированности, которые следует принимать во внимание 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 от системы; базовая архитектура системы должна отражать реалистичные отношения между людьми и машинами; цель и аудитория, для которой предназначена система, должны быть явной частью проектирования, оценки и использования системы. [7]
Взаимодействие человека и компьютера
[ редактировать ]В области взаимодействия человека с компьютером (HCI) обычно используется термин «ориентированный на пользователя». Основное внимание в этом подходе уделяется тщательному пониманию и удовлетворению потребностей пользователей в процессе проектирования. Однако человеко-ориентированные вычисления (HCC) выходят за рамки традиционных областей, таких как проектирование удобства использования , взаимодействие человека с компьютером и человеческий фактор, которые в первую очередь связаны с пользовательскими интерфейсами и взаимодействиями. Эксперты определяют HCC как дисциплину, которая более широко интегрирует такие дисциплины, как обучение, социальные науки , когнитивные науки и интеллектуальные системы, по сравнению с традиционными практиками HCI.
Концепция человеко-ориентированных вычислений (HCC) считается важным аспектом в области компьютерных исследований, выходящим за рамки просто подмножества дисциплины информатики. Точка зрения HCC признает, что «вычисления» включают в себя реальные технологии, которые позволяют решать разнообразные задачи, а также оказывают значительное социальное и экономическое влияние.
Кроме того, Дертузос подробно рассказывает о том, как HCC выходит за рамки понятия интерфейсов, в которых пользователям легко ориентироваться, путем стратегического включения пяти технологий: естественного взаимодействия, автоматизации, персонализированного поиска информации, возможностей совместной работы и настройки.
Хотя сфера применения HCC обширна, предлагается, чтобы в основу процессов проектирования систем и алгоритмов HCC были положены три фундаментальных фактора:
- Социальные и культурные соображения.
- Прямое увеличение и/или учет человеческих способностей.
- Адаптивность – ключевая особенность.
Ожидается, что соблюдение этих факторов при разработке систем и алгоритмов для приложений HCC приведет к таким качествам, как:
- Ответные действия соответствуют социальному и культурному контексту развертывания.
- Интеграция входных данных от различных датчиков с передачей данных через различные носители в качестве выходных данных.
- Доступность для широкого круга людей.
Человеко-ориентированная деятельность в мультимедиа
[ редактировать ]Человеко -ориентированная деятельность в сфере мультимедиа , или HCM , может рассматриваться следующим образом в соответствии с: [8] медиа-производство, аннотирование, организация, архивирование, поиск, совместное использование, анализ и коммуникация, которые можно разделить на три области: производство, анализ и взаимодействие.
Мультимедийная продукция
[ редактировать ]Производство мультимедиа — это человеческая задача по созданию медиа. [9] Например, фотографирование, запись звука, создание ремиксов и т. д. Все соответствующие аспекты медиапроизводства должны напрямую вовлекать людей в HCM. Есть две основные характеристики мультимедийного производства. Во-первых, это культура и социальные факторы. Производственные системы HCM должны учитывать культурные различия и разрабатываться в соответствии с культурой, в которой они будут развернуты. Во-вторых, следует учитывать человеческие способности. Участники, участвующие в производстве HCM, должны иметь возможность выполнять действия в ходе производственного процесса. Область мультимедиа в человеко-ориентированных мультимедиа (HCM) посвящена созданию и развитию различных форм медиа, включая фотографии, аудиозаписи и ремиксы. Что отличает HCM, так это акцент на активном участии человека на протяжении всего производственного процесса. Это означает, что культурные различия необходимо принимать во внимание, чтобы адаптировать системы МПЗ к конкретному культурному контексту. Кроме того, ключевым фактором достижения успеха в производстве МПКТ является признание и эффективное использование человеческих способностей; это обеспечивает активное участие и обеспечивает эффективное выполнение всей производственной деятельности.
Мультимедийный анализ
[ редактировать ]Мультимедийный анализ можно рассматривать как тип приложений HCM, который представляет собой автоматический анализ человеческой деятельности и социального поведения в целом. Существует широкая область потенциального применения — от облегчения и улучшения человеческого общения до улучшения доступа и поиска информации в профессиональной, развлекательной и личной сферах. Область мультимедийного анализа в человеко-ориентированных мультимедиа (HCM) включает автоматический анализ человеческой деятельности и социального поведения. Эта область применения охватывает широкий спектр областей, включая улучшение коммуникации между людьми и расширение доступа к информации в профессиональном, развлекательном и личном контексте. Возможности использования мультимедийного анализа обширны, поскольку он выходит за рамки простой категоризации и позволяет достичь детального понимания человеческого поведения. Таким образом, функциональные возможности системы могут быть улучшены, одновременно предоставляя пользователям улучшенный опыт.
Мультимедийное взаимодействие
[ редактировать ]Мультимедийное взаимодействие можно рассматривать как область интерактивной деятельности HCM. Крайне важно понять, как люди взаимодействуют друг с другом и почему, чтобы мы могли создавать системы, облегчающие такое общение, и чтобы люди могли взаимодействовать с компьютерами естественными способами. Для достижения естественного взаимодействия культурные различия и социальный контекст являются основными факторами, которые следует учитывать из-за потенциальных различий в культурном происхождении. Например, несколько примеров включают: личное общение, при котором взаимодействие происходит физически и в реальном времени; коммуникация, опосредованная живым компьютером, при которой взаимодействие физически удалено, но происходит в режиме реального времени; и компьютерные коммуникации не в реальном времени, такие как мгновенные SMS, электронная почта и т. д.
Человеко-ориентированный процесс проектирования
[ редактировать ]Человеко -ориентированный процесс проектирования — это метод решения проблем, используемый в дизайне. Этот процесс включает в себя, во-первых, сопереживание пользователю, чтобы узнать о целевой аудитории продукта и понять ее потребности. Сочувствие затем приведет к исследованию и заданию конкретного вопроса целевой аудитории, чтобы лучше понять ее цели в отношении данного продукта. Этот этап исследования может также включать анализ конкурентов , чтобы найти больше возможностей для дизайна на рынке продукта. После того как дизайнер соберет данные о пользователе и рынке дизайна своего продукта, он перейдет к этапу разработки идей , на котором он будет проводить мозговой штурм дизайнерских решений с помощью эскизов и каркасов. Каркас — это цифровая или физическая иллюстрация пользовательского интерфейса с упором 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 человеко-ориентированного проектирования, необходимо сделать два заключительных шага. После создания каркаса или эскиза дизайнер обычно превращает свои бумажные эскизы или каркасы с низкой точностью в прототипы с высокой точностью . Прототипирование позволяет дизайнеру глубже изучить свои дизайнерские идеи и сосредоточиться на общей концепции дизайна. [10] Высокая точность означает, что прототип является интерактивным или «кликабельным» и имитирует реальное приложение. [11] После создания высокоточного прототипа своего дизайна дизайнер может провести тестирование удобства использования . Это включает в себя сбор участников, представляющих целевую аудиторию продукта, и их прохождение через прототип, как если бы они использовали реальный продукт. Целью юзабилити-тестирования является выявление проблем с дизайном, которые необходимо улучшить, и анализ того, как реальные пользователи будут взаимодействовать с продуктом. [12] Чтобы провести эффективный юзабилити-тест, необходимо делать заметки о поведении и решениях пользователей, а также заставлять их думать вслух, пока они используют прототип.
Карьера
[ редактировать ]Академические программы
[ редактировать ]Поскольку человеко-ориентированные вычисления становятся все более популярными, многие университеты создали специальные программы исследований и обучения HCC как для аспирантов, так и для студентов.
Дизайнер пользовательского интерфейса
[ редактировать ]Дизайнер пользовательского интерфейса — это человек, который обычно обладает соответствующей степенью или высоким уровнем знаний не только в области технологий , когнитивных наук , взаимодействия человека с компьютером , наук об обучении , но также в области психологии и социологии . Дизайнер пользовательского интерфейса разрабатывает и применяет ориентированные на пользователя методологии проектирования и процессы гибкой разработки , которые включают в себя рассмотрение общего удобства использования интерактивных программных приложений, уделяя особое внимание проектированию взаимодействия и интерфейсной разработке.
Информационный архитектор (ИА)
[ редактировать ]Информационные архитекторы в основном работают над пониманием потребностей пользователей и бизнеса, чтобы организовать информацию для наилучшего удовлетворения этих потребностей. В частности, информационные архитекторы часто выступают в качестве ключевого моста между техническими и творческими разработками в проектной команде. Области интересов IA включают схемы поиска, метаданные и таксономию. [13]
Проекты
[ редактировать ]НАСА/Отдел вычислительных наук Эймса
[ редактировать ]Группа человеко-центрированных вычислений (HCC) в отделе вычислительных наук НАСА/Эймса проводит исследования в Хотоне в рамках проекта Хотон-Марс (HMP), чтобы с помощью аналогового исследования определить, как мы будем жить и работать на Марсе. [14]
- Эксперименты по полевой робототехнике HMP/Университета Карнеги-Меллона (CMU). HCC сотрудничает с исследователями в рамках программы полевых исследований робототехники HMP/CMU в Хотоне, чтобы определить возможности для роботов, помогающих ученым. Исследователи этого проекта провели параллельное исследование того, как документация работает во время походов. Был создан модуль моделирования с использованием инструмента, который представляет людей, их инструменты и рабочую среду, который будет служить частичным контроллером для робота, помогающего ученым в полевых работах на Марсе. Когда дело доходит до принятия во внимание человека, компьютеров и окружающей среды, теория и методы в области HCC будут руководить.
- Этнография освоения космоса человеком . Лаборатория HCC проводит этнографическое исследование полевых научных работ, охватывающее все аспекты жизни ученого в этой области. Это исследование включает в себя наблюдение за участниками 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 относятся друг к другу для достижения своих целей. В этом исследовании лаборатория HCC фокусируется на обучении и концептуальных изменениях.
Центр повсеместных когнитивных вычислений (CUbiC) при Университете штата Аризона
[ редактировать ]Основываясь на принципах человеко-ориентированных вычислений, Центр повсеместных когнитивных вычислений (CUbiC) [15] в Университете штата Аризона разрабатывает ассистивные, реабилитационные и медицинские приложения. Исследования CUbiC, основанные Сетураманом Панчанатаном в 2001 году, охватывают три основные области мультимедийных вычислений: восприятие и обработка, распознавание и обучение, взаимодействие и доставка. CUbiC уделяет особое внимание трансдисциплинарным исследованиям и ставит людей в центр технологического проектирования и разработки. Примеры таких технологий включают Note-Taker, [16] устройство, предназначенное для того, чтобы помочь учащимся со слабым зрением следовать инструкциям в классе и делать заметки, а также VibroGlove, [17] который передает выражения лица людям с нарушениями зрения посредством тактильной обратной связи.
В 2016 году исследователи из CUbiC представили «человеко-ориентированные мультимедийные вычисления». [18] новая парадигма, смежная с HCC, целью которой является понимание потребностей, предпочтений и манер пользователя, включая когнитивные способности и навыки, для разработки эгоцентричных технологий. Мультимедийные вычисления, ориентированные на человека, подчеркивают мультимедийный анализ и аспекты взаимодействия HCC для создания технологий, которые могут адаптироваться к новым пользователям, несмотря на то, что они предназначены для отдельных лиц.
См. также
[ редактировать ]- Когнитивная наука
- Компьютерное общение
- Осведомленность о контексте
- Краудсорсинг
- Информационные технологии здравоохранения
- Человеческие вычисления
- Взаимодействие человека и компьютера
- Информатика
- Социальные вычисления
- Социально значимые вычисления
- Повсеместные вычисления
- Ориентированный на пользователя дизайн
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Алехандро Хаймес; Даниэль Гатика-Перес; Нику Себе; Томас С. Хуанг (20 ноября 2007 г.). «Человекоориентированные вычисления: на пути к человеческой революции» . Компьютер . 40 (5): 30–34. дои : 10.1109/MC.2007.169 . S2CID 2180344 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «НФ США – CISE – IIS» . www.nsf.gov . Проверено 17 апреля 2015 г.
- ^ Донг, Хай, Хусейн, 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 . S2CID 10746264 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Донг, Хай, Хусейн, Фарух, Чанг, Элизабет (2013). «UCOSAIS: основа для ориентированного на пользователя поиска рекламной информации в Интернете» . UCOSAIS: основа для ориентированного на пользователя поиска рекламной информации в онлайн-сервисах, разработка веб-информационных систем – WISE 2013 . Конспекты лекций по информатике. Том. 8180. Шпрингер-Верлаг Берлин Гейдельберг. стр. 267–276. дои : 10.1007/978-3-642-41230-1_23 . ISBN 978-3-642-41229-5 .
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ http://www.spokesmanbooks.com/Spokesman/PDF/131OGrady.pdf | Архитектор или пчела? Человеческая цена технологий
- ^ Коммуникации, Техас. «Человеко-центрированные системы | Области исследований | Исследования | Компьютерные науки и инженерия | Инженерный колледж» . Engineering.tamu.edu . Проверено 17 апреля 2015 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Человекоцентрированные системы с точки зрения организационной и социальной информатики» (PDF) . philfeldman.com . Проверено 17 апреля 2015 г.
- ^ Джеймс, А. (2006). «Человекоориентированные мультимедиа: культура, развертывание и доступ». IEEE Мультимедиа . 13 (1): 12–19. дои : 10.1109/MMUL.2006.8 . S2CID 8169985 .
- ^ Хаймес, Алехандро; Себе, Нику; Гатика-Перес, Дэниел (2006). «Человекоориентированные вычисления». Материалы 14-й международной конференции ACM по мультимедиа . стр. 855–864. дои : 10.1145/1180639.1180829 . ISBN 978-1595934475 . S2CID 4412002 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б по вопросам, помощник секретаря по связям с общественностью (6 сентября 2013 г.). «Вайрфрейминг» . www.usability.gov . Проверено 9 декабря 2019 г.
- ^ «Высококачественный прототип | Usability.gov» . www.usability.gov . 10 июня 2013 года . Проверено 9 декабря 2019 г.
- ^ по вопросам, помощник секретаря по связям с общественностью (13 ноября 2013 г.). «Юзабилити-тестирование» . www.usability.gov . Проверено 11 декабря 2019 г.
- ^ «Основы информационной архитектуры» . www.usability.gov . 8 октября 2013 года . Проверено 10 марта 2017 г.
- ^ «НАСА – Человеко-центрированные вычисления» . www.nasa.gov . Проверено 10 марта 2017 г.
- ^ «Главная | Центр повсеместных когнитивных вычислений» . Проверено 28 декабря 2018 г.
- ^ Куллман, Джо (23 августа 2011 г.). «Устройство Note-Taker обещает помочь студентам преодолеть нарушения зрения» . АГУ сейчас . Проверено 28 декабря 2018 г.
- ^ Панчанатан, Сетураман; Кришна, Шрикар; Бала, Шантану. «Виброперчатка» . CUbiC.asu.edu . Проверено 28 декабря 2018 г.
- ^ Панчанатан, С.; Чакраборти, С.; МакДэниел, Т.; Тадайон, Р. (июль – сентябрь 2016 г.). «Человекоориентированные мультимедийные вычисления: новая парадигма, вдохновленная вспомогательными и реабилитационными приложениями». IEEE Мультимедиа . 23 (3): 12–19. дои : 10.1109/MMUL.2016.51 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хаймес, Алехандро; Нику Себе; Даниэль Гатика-Перес (2006). «Человеко-центрированные вычисления: мультимедийная перспектива» (PDF) . Материалы 14-й ежегодной международной конференции ACM по мультимедиа . Санта-Барбара, Калифорния, США: ACM Press. стр. 855–864. дои : 10.1145/1180639.1180829 . ISBN 1-59593-447-2 . Проверено 30 ноября 2006 г.
- «Описание программы» . Информационные и интеллектуальные системы: развитие человеко-ориентированных вычислений, информационной интеграции и информатики, а также надежного интеллекта . Национальный научный фонд . 31 мая 2006 года . Проверено 7 января 2007 г.
- Фоли, Джеймс ; Мишель Бодуэн-Лафон ; Джонатан Грудин ; Джеймс Холлан; Скотт Хадсон; Джуди Олсон; Билл Верпланк (2005). «Высшее образование в области взаимодействия человека и компьютера». CHI '05 Расширенные тезисы по человеческому фактору в вычислительных системах . Портленд, Орегон, США: ACM Press. стр. 2113–2114. дои : 10.1145/1056808.1057112 . ISBN 1-59593-002-7 .
- «Карьера в Центре технологических разработок UPMC» . Сочетание знаний в области здравоохранения и знаний в области компьютерных наук . УПМК . 2013.
- « Отчет о научной деятельности HMP-99 » Исследовательский центр Эймса НАСА