Взаимодействие человека с компьютером

Академическая дисциплина, изучающая взаимоотношения между компьютерными системами и их пользователями.

Компьютерный монитор обеспечивает визуальный интерфейс между машиной и пользователем.

Взаимодействие человека с компьютером ( HCI ) — это исследование в области проектирования и использования компьютерных технологий , которое фокусируется на интерфейсах между людьми ( пользователями ) и компьютерами . Исследователи HCI наблюдают за тем, как люди взаимодействуют с компьютерами, и разрабатывают технологии, которые позволяют людям взаимодействовать с компьютерами новыми способами. Устройство, которое позволяет взаимодействовать между человеком и компьютером, известно как « Человеко-компьютерный интерфейс (HCI) ».

Как область исследований, взаимодействие человека и компьютера находится на стыке компьютерных наук , поведенческих наук , дизайна , медиа-исследований и ряда других областей изучения . Термин был популяризирован Стюартом К. Кардом , Алленом Ньюэллом и Томасом П. Мораном в их книге 1983 года «Психология взаимодействия человека и компьютера». Первое известное использование было в 1975 году Карлайлом. ^[1] Термин предназначен для того, чтобы передать, что, в отличие от других инструментов с конкретным и ограниченным использованием, компьютеры имеют много применений, которые часто включают открытый диалог между пользователем и компьютером. Понятие диалога уподобляет взаимодействие человека и компьютера взаимодействию человека с человеком: аналогия, которая имеет решающее значение для теоретических соображений в этой области. ^{[2] [3]}

Введение

Люди взаимодействуют с компьютерами многими способами, и интерфейс между ними имеет решающее значение для облегчения этого взаимодействия. HCI также иногда называют взаимодействием человек-машина (HMI), взаимодействием человек-машина (MMI) или взаимодействием компьютер-человек (CHI). Настольные приложения, интернет-браузеры, карманные компьютеры и компьютерные киоски используют распространенные сегодня графические пользовательские интерфейсы (GUI). ^[4] Голосовые пользовательские интерфейсы (VUI) используются для распознавания речи и синтеза систем, а появляющиеся многомодальные и графические пользовательские интерфейсы (GUI) позволяют людям взаимодействовать с воплощенными персонажами-агентами таким образом, который не может быть достигнут с помощью других парадигм интерфейса. Рост в области взаимодействия человек-компьютер привел к повышению качества взаимодействия и вызвал появление многих новых областей исследований за его пределами. Вместо разработки обычных интерфейсов различные направления исследований фокусируются на концепциях мультимодальности ^{[ требуется ссылка ]} по сравнению с унимодальностью, интеллектуальных адаптивных интерфейсов по сравнению с интерфейсами, основанными на командах/действиях, и активных интерфейсов по сравнению с пассивными интерфейсами. ^[5]

Ассоциация вычислительной техники (ACM) определяет взаимодействие человека и компьютера как «дисциплину, которая занимается проектированием, оценкой и внедрением интерактивных вычислительных систем для использования человеком и изучением основных явлений, их окружающих». ^[4] Ключевым аспектом HCI является удовлетворенность пользователя, также называемая удовлетворенностью конечного пользователя вычислений. Далее говорится:

«Поскольку взаимодействие человека и компьютера изучает человека и машину в общении, оно опирается на поддерживающие знания как с машинной, так и с человеческой стороны. С машинной стороны важны методы компьютерной графики , операционные системы , языки программирования и среды разработки. С человеческой стороны важны теория коммуникации , графические и промышленные дисциплины дизайна , лингвистика , социальные науки , когнитивная психология , социальная психология и человеческие факторы , такие как удовлетворенность пользователя компьютера . И, конечно, важны методы проектирования и дизайна». ^[4]

Благодаря междисциплинарному характеру HCI, в ее успех вносят свой вклад люди с разным опытом.

Плохо спроектированные интерфейсы человек-машина могут привести ко многим неожиданным проблемам. Классический пример — авария на Три-Майл-Айленде , ядерная катастрофа, где расследования пришли к выводу, что конструкция интерфейса человек-машина была, по крайней мере, частично ответственна за катастрофу. ^{[6] [7] [8]} Аналогичным образом, аварии в авиации были результатом решений производителей использовать нестандартные пилотажные приборы или схемы расположения квадрантов дроссельной заслонки: даже несмотря на то, что новые конструкции были предложены как превосходящие в базовом взаимодействии человек-машина, пилоты уже укоренились в «стандартной» схеме. Таким образом, концептуально хорошая идея имела непреднамеренные результаты.

Интерфейс человек-компьютер

Интерфейс человек-компьютер можно описать как точку общения между человеком-пользователем и компьютером. Поток информации между человеком и компьютером определяется как цикл взаимодействия . Цикл взаимодействия имеет несколько аспектов, включая:

• Визуальное взаимодействие : Визуальное взаимодействие человека и компьютера, вероятно, является наиболее распространенной областью исследований взаимодействия человека и компьютера (HCI).
• На основе аудио : аудиовзаимодействие между компьютером и человеком является еще одной важной областью систем HCI. Эта область имеет дело с информацией, полученной с помощью различных аудиосигналов.
• Среда выполнения задачи : условия и цели, поставленные перед пользователем.
• Машинная среда : компьютерная среда подключена, например, к ноутбуку в комнате общежития студента колледжа.
• Области интерфейса : непересекающиеся области охватывают процессы, связанные с самими людьми и компьютерами, тогда как перекрывающиеся области охватывают только процессы, связанные с их взаимодействием.
• Поток ввода : Поток информации начинается в среде задач, когда у пользователя возникают задачи, требующие использования компьютера.
• Выход : поток информации, возникающий в машинной среде.
• Обратная связь : циклы через интерфейс, которые оценивают, модерируют и подтверждают процессы по мере их прохождения от человека через интерфейс к компьютеру и обратно.
• Соответствие : соответствие конструкции компьютера, пользователя и задачи для оптимизации человеческих ресурсов, необходимых для выполнения задачи.
  • Визуально-ориентированный человеко-машинный интерфейс ----
    1. Анализ выражения лица: эта область фокусируется на визуальном распознавании и анализе эмоций по выражениям лица.
    2. Отслеживание движений тела (крупномасштабное): исследователи в этой области концентрируются на отслеживании и анализе крупномасштабных движений тела.
    3. Распознавание жестов: Распознавание жестов включает в себя идентификацию и интерпретацию жестов, выполняемых пользователями, часто используемых для прямого взаимодействия с компьютерами в сценариях команд и действий.
    4. Обнаружение взгляда (отслеживание движения глаз): Обнаружение взгляда включает отслеживание движения глаз пользователя и в первую очередь используется для лучшего понимания внимания, намерений или фокуса пользователя в контекстно-зависимых ситуациях.
       Хотя конкретные цели каждой области различаются в зависимости от приложений, они в совокупности способствуют улучшению взаимодействия человека с компьютером. В частности, визуальные подходы были исследованы в качестве альтернатив или вспомогательных средств для других типов взаимодействий, таких как аудио- и сенсорные методы. Например, чтение по губам или отслеживание движения губ оказались влиятельными в исправлении ошибок распознавания речи.
  • Аудио-ориентированное HCI ----Аудиоориентированное взаимодействие в человеко-компьютерном взаимодействии (HCI) является важнейшей областью, ориентированной на обработку информации, полученной с помощью различных аудиосигналов. Хотя природа аудиосигналов может быть менее разнообразной по сравнению с визуальными сигналами, информация, которую они предоставляют, может быть высоконадежной, ценной и иногда уникально информативной. Области исследований в этой области включают:
    1. Распознавание речи: эта область сосредоточена на распознавании и интерпретации устной речи.
    2. Распознавание говорящих: исследователи в этой области сосредоточены на идентификации и различении разных говорящих.
    3. Анализ слуховых эмоций: были предприняты попытки включить человеческие эмоции в интеллектуальное взаимодействие человека и компьютера путем анализа эмоциональных сигналов в звуковых сигналах.
    4. Распознавание шумов/знаков, производимых человеком: это включает в себя распознавание типичных человеческих слуховых знаков, таких как вздохи, ахи, смех, крики и т. д., которые способствуют анализу эмоций и разработке более интеллектуальных систем человеко-машинного взаимодействия.
    5. Музыкальное взаимодействие: Относительно новая область в HCI, она включает в себя создание и взаимодействие с музыкой, с приложениями в индустрии искусства. Эта область изучается как в аудио-, так и в визуальных системах HCI.
  • HCI на основе датчиков ----Этот раздел охватывает широкий спектр областей с широкими приложениями, все из которых включают использование физических датчиков для облегчения взаимодействия между пользователями и машинами. Эти датчики могут варьироваться от базовых до очень сложных. Конкретные области включают:
    1. Взаимодействие с помощью пера: особенно актуально для мобильных устройств, уделяя особое внимание жестам пера и распознаванию рукописного ввода.
    2. Мышь и клавиатура: общепризнанные устройства ввода, рассмотренные в разделе 3.1, широко используемые в вычислительной технике.
    3. Джойстики: еще одно распространенное устройство ввода для интерактивного управления, широко используемое в играх и симуляторах.
    4. Датчики и дигитайзеры отслеживания движения: передовая технология, которая произвела революцию в таких отраслях, как кино, анимация, искусство и игры. Эти датчики в форме носимых тканей или суставных датчиков обеспечивают более захватывающее взаимодействие между компьютерами и реальностью.
    5. Тактильные датчики: особенно важны в приложениях, связанных с робототехникой и виртуальной реальностью, обеспечивая обратную связь на основе прикосновения. Они играют решающую роль в повышении чувствительности и осведомленности в гуманоидных роботах, а также в приложениях медицинской хирургии.
    6. Датчики давления: также важны в робототехнике, виртуальной реальности и медицине, поскольку предоставляют информацию на основе давления, оказываемого на поверхность.
    7. Датчики вкуса/обоняния: Хотя они и менее популярны по сравнению с другими областями, исследования проводились в области датчиков вкуса и обоняния. Эти датчики различаются по уровню зрелости, некоторые из них хорошо зарекомендовали себя, а другие представляют собой передовые технологии.

Цели для компьютеров

Взаимодействие человека с компьютером изучает способы, которыми люди используют — или не используют — вычислительные артефакты, системы и инфраструктуры. Большая часть исследований в этой области направлена ​​на улучшение взаимодействия человека с компьютером путем улучшения удобства использования компьютерных интерфейсов. ^[9] Как именно следует понимать удобство использования, как оно соотносится с другими социальными и культурными ценностями, и когда оно является, а когда не является желательным свойством компьютерных интерфейсов, все чаще обсуждаются. ^{[10] [11]}

Большая часть исследований в области взаимодействия человека и компьютера посвящена:

• Методы проектирования новых компьютерных интерфейсов, позволяющие оптимизировать дизайн для достижения желаемых свойств, таких как обучаемость, находимость, эффективность использования.
• Методы реализации интерфейсов, например, с помощью программных библиотек .
• Методы оценки и сравнения интерфейсов с точки зрения их удобства использования и других желаемых свойств.
• Методы изучения взаимодействия человека и компьютера и его социокультурных последствий в более широком смысле.
• Методы определения того, является ли пользователь человеком или компьютером.
• Модели и теории взаимодействия человека и компьютера, а также концептуальные основы для проектирования компьютерных интерфейсов, такие как когнитивистские модели пользователя, теория деятельности или этнометодологические описания взаимодействия человека и компьютера. ^[12]
• Перспективы, критически осмысливающие ценности, лежащие в основе вычислительного проектирования, использования компьютеров и практики исследований HCI. ^[13]

Видения того, чего исследователи в этой области стремятся достичь, могут различаться. Придерживаясь когнитивистской точки зрения, исследователи HCI могут стремиться согласовать компьютерные интерфейсы с ментальной моделью, которую люди имеют относительно своей деятельности. Придерживаясь посткогнитивистской точки зрения, исследователи HCI могут стремиться согласовать компьютерные интерфейсы с существующими социальными практиками или существующими социокультурными ценностями.

Исследователи в области HCI занимаются разработкой методологий проектирования, экспериментированием с устройствами, созданием прототипов программного обеспечения и аппаратных систем, изучением парадигм взаимодействия, а также разработкой моделей и теорий взаимодействия.

Дизайн

Принципы

Пользователь напрямую взаимодействует с оборудованием для ввода и вывода человеком, например, с дисплеями , например, через графический пользовательский интерфейс . Пользователь взаимодействует с компьютером через этот программный интерфейс, используя заданное оборудование ввода и вывода ( I/O ).
Программное обеспечение и оборудование согласованы таким образом, чтобы обработка пользовательского ввода была достаточно быстрой, а задержка компьютерного вывода не нарушала рабочий процесс .

При оценке текущего пользовательского интерфейса или разработке нового пользовательского интерфейса учитываются следующие принципы экспериментального проектирования :

• На раннем этапе основное внимание уделяется пользователю(ям) и задаче(ам): устанавливается, сколько пользователей необходимо для выполнения задачи(й), и определяются соответствующие пользователи (тот, кто никогда не пользовался интерфейсом и не будет пользоваться им в будущем, скорее всего, не является допустимым пользователем). Кроме того, определяются задачи, которые будут выполнять пользователи, и как часто их необходимо выполнять.
• Эмпирическое измерение: интерфейс тестируется с реальными пользователями, которые ежедневно контактируют с интерфейсом. Результаты могут меняться в зависимости от уровня производительности пользователя, а типичное взаимодействие человека с компьютером не всегда может быть представлено. Определяются количественные характеристики удобства использования , такие как количество пользователей, выполняющих задачу(и), время выполнения задачи(й) и количество ошибок, сделанных во время задачи(й).
• Итеративное проектирование : после определения того, какие пользователи, задачи и эмпирические измерения следует включить, выполняются следующие этапы итеративного проектирования:
  1. Разработать пользовательский интерфейс
  2. Тест
  3. Анализ результатов
  4. Повторить

Итеративный процесс проектирования повторяется до тех пор, пока не будет создан разумный, удобный для пользователя интерфейс. ^[14]

Методологии

Различные стратегии, описывающие методы проектирования взаимодействия человека и ПК, развивались с момента зарождения этой области в 1980-х годах. Большинство философий планирования исходят из модели того, как взаимодействуют клиенты, создатели и специализированные фреймворки. Ранние методы рассматривали психологические процедуры клиентов как неудивительные и поддающиеся количественной оценке и побуждали специалистов по планированию обращаться к субъективной науке для установления зон (например, памяти и рассмотрения) при структурировании пользовательских интерфейсов. Современные модели, в целом, сосредоточены на постоянном вводе и обсуждении между клиентами, создателями и специалистами и подталкивают к тому, чтобы специализированные фреймворки были сложены с типами встреч, которые нужны клиентам, в отличие от обертывания пользовательского опыта вокруг готового фреймворка.

• Теория деятельности : используется в HCI для характеристики и рассмотрения обстановки, в которой происходит человеческое сотрудничество с ПК. Гипотеза действия дает структуру для рассуждений о деятельности в этих конкретных обстоятельствах и освещает дизайн взаимодействий с точки зрения действия. ^[15]
• Проектирование, ориентированное на пользователя (UCD): передовая, широко отрепетированная теория плана, основанная на возможности того, что клиенты должны стать основным фокусом в плане любой структуры ПК. Клиенты, архитекторы и специализированные эксперты сотрудничают, чтобы определить требования и ограничения клиента и создать структуру для поддержки этих компонентов. Часто планы, ориентированные на клиента, основываются на этнографических исследованиях ситуаций, в которых клиенты будут ассоциироваться с структурой. Это обучение похоже на проектирование с участием , которое подчеркивает вероятность того, что конечные клиенты будут эффективно вносить свой вклад посредством общих сеансов планирования и семинаров.
• Принципы проектирования пользовательского интерфейса : эти стандарты могут учитываться при проектировании клиентского интерфейса : сопротивление, простота, проницаемость, доступность, последовательность, структура и обратная связь. ^[16]
• Ценностно-чувствительный дизайн (VSD): метод создания инноваций, который учитывает людей, которые используют дизайн напрямую, а также тех, на кого дизайн влияет, как напрямую, так и косвенно. VSD использует итеративный процесс планирования, который включает три вида экзаменов: теоретический, точный и специализированный. Прикладные экзамены нацелены на понимание и артикуляцию различных частей дизайна, а также его качеств или любых конфликтов, которые могут возникнуть у пользователей дизайна. Точные экзамены представляют собой субъективные или количественные планы для изучения вещей, используемых для консультирования понимания создателями относительно качеств, потребностей и практик клиентов. Специализированные экзамены могут включать либо исследование того, как люди используют соответствующие достижения, либо рамочные планы. ^[17]

Дизайн дисплея

Дисплеи — это созданные человеком артефакты, предназначенные для поддержки восприятия соответствующих системных переменных и облегчения дальнейшей обработки этой информации. Перед проектированием дисплея необходимо определить задачу, которую должен поддерживать дисплей (например, навигация, управление, принятие решений, обучение, развлечение и т. д.). Пользователь или оператор должен иметь возможность обрабатывать любую информацию, которую генерирует и отображает система; следовательно, информация должна отображаться в соответствии с принципами поддержки восприятия, осведомленности о ситуации и понимания.

Тринадцать принципов дизайна дисплеев

Кристофер Уикенс и др. определили 13 принципов проектирования дисплеев в своей книге «Введение в инженерию человеческого фактора» . ^[18]

Эти принципы человеческого восприятия и обработки информации могут быть использованы для создания эффективного дизайна дисплея. Сокращение ошибок, сокращение требуемого времени обучения, повышение эффективности и повышение удовлетворенности пользователей — вот лишь некоторые из многочисленных потенциальных преимуществ, которые можно получить, используя эти принципы.

Некоторые принципы могут не применяться к различным дисплеям или ситуациям. Некоторые принципы также могут казаться противоречивыми, и нет простого решения, чтобы сказать, что один принцип важнее другого. Принципы могут быть адаптированы к определенному дизайну или ситуации. Достижение функционального баланса между принципами имеет решающее значение для эффективного дизайна. ^[19]

Принципы восприятия

1. Сделайте дисплеи разборчивыми (или слышимыми) . Разборчивость дисплея имеет решающее значение и необходима для проектирования удобного дисплея. Если отображаемые символы или объекты неразличимы, оператор не может эффективно их использовать.

2. Избегайте абсолютных пределов суждения . Не просите пользователя определить уровень переменной на основе одной сенсорной переменной (например, цвет, размер, громкость). Эти сенсорные переменные могут содержать множество возможных уровней.

3. Обработка сверху вниз . Сигналы, скорее всего, воспринимаются и интерпретируются тем, что ожидается на основе опыта пользователя. Если сигнал представлен вопреки ожиданиям пользователя, может потребоваться предоставить больше физических доказательств этого сигнала, чтобы убедиться, что он понят правильно.

4. Увеличение избыточности . Если сигнал представлен более одного раза, он, скорее всего, будет понят правильно. Это можно сделать, представив сигнал в альтернативных физических формах (например, цвет и форма, голос и печать и т. д.), поскольку избыточность не подразумевает повторения. Светофор является хорошим примером избыточности, поскольку цвет и положение избыточны.

5. Сходство приводит к путанице: используйте различимые элементы . Сигналы, которые кажутся похожими, скорее всего, будут спутаны. Соотношение похожих черт и разных черт приводит к тому, что сигналы становятся похожими. Например, A423B9 больше похож на A423B8, чем 92 на 93. Излишне похожие черты следует удалить, а несхожие черты следует выделить.

Принципы ментальной модели

6. Принцип реалистического изображения . Дисплей должен выглядеть как переменная, которую он представляет (например, высокая температура на термометре, показанная как более высокий вертикальный уровень). Если есть несколько элементов, их можно настроить таким образом, чтобы они выглядели так, как они выглядели бы в представленной среде.

7. Принцип работы подвижной части . Движущиеся элементы должны двигаться по схеме и направлению, совместимым с ментальной моделью пользователя о том, как они фактически движутся в системе. Например, подвижный элемент на высотомере должен двигаться вверх с увеличением высоты.

Принципы, основанные на внимании

8. Минимизация стоимости доступа к информации или стоимости взаимодействия . Когда внимание пользователя переключается с одного места на другое для доступа к необходимой информации, это влечет за собой затраты времени или усилий. Дизайн дисплея должен минимизировать эти затраты, позволяя часто используемым источникам располагаться в ближайшей возможной позиции. Однако не следует жертвовать адекватной читаемостью ради снижения этих затрат.

9. Принцип совместимости близости . Разделенное внимание между двумя источниками информации может быть необходимо для выполнения одной задачи. Эти источники должны быть мысленно интегрированы и определены как имеющие тесную ментальную близость. Стоимость доступа к информации должна быть низкой, что может быть достигнуто многими способами (например, близость, связь по общим цветам, узорам, формам и т. д.). Однако близкая близость отображения может быть вредной, вызывая слишком много беспорядка.

10. Принцип множественных ресурсов . Пользователь может легче обрабатывать информацию из разных ресурсов. Например, визуальная и слуховая информация могут быть представлены одновременно, а не только визуальная или только слуховая информация.

Принципы памяти

11. Замените память визуальной информацией: знание в мире . Пользователь не должен хранить важную информацию исключительно в рабочей памяти или извлекать ее из долговременной памяти. Меню, контрольный список или другой дисплей могут помочь пользователю, упростив использование его памяти. Однако использование памяти иногда может принести пользу пользователю, устраняя необходимость ссылаться на некоторые знания в глобальном масштабе (например, опытный оператор компьютера предпочтет использовать прямые команды из памяти, чем обращаться к руководству). Использование знаний в голове пользователя и знаний в мире должно быть сбалансировано для эффективного дизайна.

12. Принцип предиктивной помощи . Проактивные действия обычно более эффективны, чем реактивные. Дисплей должен исключать ресурсоемкие когнитивные задачи и заменять их более простыми перцептивными задачами, чтобы сократить умственные ресурсы пользователя. Это позволит пользователю сосредоточиться на текущих условиях и рассмотреть возможные будущие условия. Примером предиктивной помощи является дорожный знак, отображающий расстояние до определенного пункта назначения.

13. Принцип согласованности . Старые привычки из других дисплеев будут легко переноситься для поддержки обработки новых дисплеев, если они спроектированы согласованно. Долговременная память пользователя будет вызывать действия, которые, как ожидается, будут уместными. Дизайн должен принимать этот факт и использовать согласованность между различными дисплеями.

Текущие исследования

Темы взаимодействия человека и компьютера включают следующее :

Социальные вычисления

Социальные вычисления — это интерактивное и совместное поведение, рассматриваемое между технологиями и людьми. В последние годы наблюдается взрыв исследований в области социальных наук, сосредоточенных на взаимодействиях как единице анализа, поскольку существует множество технологий социальных вычислений, включая блоги, электронную почту, социальные сети, быстрые сообщения и различные другие. Большая часть этих исследований опирается на психологию, социальную психологию и социологию. Например, одно исследование показало, что люди ожидали, что компьютер с мужским именем будет стоить дороже, чем машина с женским именем. ^[20] Другие исследования показывают, что люди воспринимают свое взаимодействие с компьютерами более негативно, чем с людьми, несмотря на то, что ведут себя по отношению к этим машинам одинаково. ^[21]

Взаимодействие человека и компьютера, основанное на знаниях

В человеческих и компьютерных взаимодействиях обычно существует семантический разрыв между пониманием человеком и компьютером взаимного поведения. Онтология , как формальное представление предметно-специфических знаний, может быть использована для решения этой проблемы путем разрешения семантических неоднозначностей между двумя сторонами. ^[22]

Эмоции и взаимодействие человека с компьютером

В области взаимодействия людей и компьютеров исследования изучали, как компьютеры могут обнаруживать, обрабатывать и реагировать на человеческие эмоции для разработки эмоционально интеллектуальных информационных систем. Исследователи предложили несколько «каналов обнаружения аффектов». Потенциал выражения человеческих эмоций в автоматизированном и цифровом виде заключается в улучшении эффективности взаимодействия человека и компьютера. Влияние эмоций на взаимодействие человека и компьютера изучалось в таких областях, как принятие финансовых решений с использованием ЭКГ и организационный обмен знаниями с использованием отслеживания взгляда и считывателей лиц в качестве каналов обнаружения аффектов. В этих областях было показано, что каналы обнаружения аффектов имеют потенциал для обнаружения человеческих эмоций , и эти информационные системы могут включать данные, полученные из каналов обнаружения аффектов, для улучшения моделей принятия решений.

Интерфейсы мозг-компьютер

Интерфейс мозг -компьютер (BCI) — это прямой путь связи между усовершенствованным или проводным мозгом и внешним устройством. BCI отличается от нейромодуляции тем, что допускает двунаправленный поток информации. BCI часто направлены на исследование, картирование, помощь, расширение или восстановление когнитивных или сенсомоторных функций человека. ^[23]

Взаимодействие по вопросам безопасности

Взаимодействие безопасности — это изучение взаимодействия между людьми и компьютерами, в частности, в части информационной безопасности . Его цель, говоря простыми словами, — улучшить удобство использования функций безопасности в приложениях конечного пользователя .

В отличие от HCI, корни которого уходят в ранние дни Xerox PARC в 1970-х годах, HCISec является относительно молодой областью исследований. Интерес к этой теме совпадает с интересом к интернет-безопасности , которая стала областью широкой общественной озабоченности только в самые последние годы.

Ниже перечислены наиболее распространенные причины, по которым функции безопасности неудобны в использовании:

• они были добавлены случайно, задним числом
• они были спешно исправлены для устранения недавно обнаруженных ошибок безопасности
• они решают очень сложные задачи без использования мастера программного обеспечения
• их проектировщики интерфейсов не понимали соответствующих концепций безопасности
• их дизайнеры интерфейсов не были экспертами по удобству использования (часто это означает, что они сами были разработчиками приложений)

Факторы изменения

Традиционно использование компьютера моделировалось как диада человек-компьютер, в которой они были связаны узким явным каналом связи, таким как текстовые терминалы. Была проделана большая работа, чтобы сделать взаимодействие между вычислительной системой и человеком более отражающим многомерную природу повседневного общения. Из-за потенциальных проблем взаимодействие человека с компьютером сместило фокус за пределы интерфейса, чтобы отреагировать на наблюдения, сформулированные Д. Энгельбартом: «Если бы простота использования была единственным допустимым критерием, люди бы придерживались трехколесных велосипедов и никогда не пробовали бы велосипеды». ^[24]

Взаимодействие людей с компьютерами продолжает стремительно развиваться. Взаимодействие человека с компьютером зависит от развития вычислительной техники. Эти силы включают:

• Снижение затрат на оборудование, что приводит к увеличению объема памяти и повышению скорости работы систем.
• Миниатюризация оборудования, приводящая к портативности
• Снижение энергопотребления, что обеспечивает портативность
• Новые технологии отображения информации, ведущие к упаковке вычислительных устройств в новые формы
• Специализированное оборудование, обеспечивающее новые функции
• Более интенсивное развитие сетевых коммуникаций и распределенных вычислений
• Все более широкое использование компьютеров, особенно людьми, не имеющими отношения к вычислительной технике
• Рост инноваций в методах ввода данных (например, голос, жесты , ручка) в сочетании со снижением затрат приводит к быстрой компьютеризации людей, ранее остававшихся в стороне от компьютерной революции .
• Более широкие социальные проблемы, ведущие к улучшению доступа к компьютерам для ныне неблагополучных групп населения

Ожидается , что к 2010 году ^[update]будущее HCI ^[25] будет включать следующие характеристики:

• Повсеместные вычисления и связь . Ожидается, что компьютеры будут общаться через высокоскоростные локальные сети, на национальном уровне через глобальные сети и портативно через инфракрасные, ультразвуковые, сотовые и другие технологии. Данные и вычислительные услуги будут портативно доступны из многих, если не из большинства мест, куда путешествует пользователь.
• Системы с высокой функциональностью . Системы могут иметь большое количество функций, связанных с ними. Существует так много систем, что у большинства пользователей, технических или нетехнических, нет времени изучать их традиционным способом (например, через толстые руководства пользователя).
• Массовая доступность компьютерной графики . Возможности компьютерной графики, такие как обработка изображений, графические преобразования, рендеринг и интерактивная анимация, получают широкое распространение по мере того, как недорогие чипы становятся доступными для включения в общие рабочие станции и мобильные устройства.
• Смешанные медиа . Коммерческие системы могут обрабатывать изображения, голос, звуки, видео, текст, форматированные данные. Они могут обмениваться по каналам связи между пользователями. Отдельные области потребительской электроники (например, стереосистемы, DVD-плееры, телевизоры) и компьютеры начинают объединяться. Ожидается, что области компьютеров и печати будут взаимно ассимилироваться.
• Высокополосное взаимодействие . Ожидается , что скорость взаимодействия людей и машин существенно возрастет из-за изменений в скорости, компьютерной графике, новых медиа и новых устройствах ввода/вывода. Это может привести к качественно иным интерфейсам, таким как виртуальная реальность или вычислительное видео.
• Большие и тонкие дисплеи . Новые технологии дисплеев развиваются, позволяя делать огромные дисплеи и дисплеи тонкими, легкими и с низким энергопотреблением. Это оказывает большое влияние на портативность и, вероятно, позволит разрабатывать похожие на бумагу, основанные на перьевом интерактивном компьютере системы, которые сильно отличаются по ощущениям от современных настольных рабочих станций.
• Информационные утилиты . Ожидается, что публичные информационные утилиты (например, домашний банкинг и шопинг) и специализированные отраслевые услуги (например, погода для пилотов) будут распространяться. Скорость распространения может ускориться с внедрением высокоскоростного взаимодействия и улучшением качества интерфейсов.

Научные конференции

Одной из главных конференций для новых исследований в области взаимодействия человека и компьютера является ежегодно проводимая Ассоциацией вычислительной техники (ACM) Конференция по человеческому фактору в вычислительных системах , обычно называемая ее сокращенным названием CHI (произносится как кай или кхай ). CHI организована ACM Special Interest Group on Computer-Human Interaction ( SIGCHI ). CHI — это крупная конференция с тысячами участников, и ее охват довольно широк. В ней принимают участие ученые, практики и представители промышленности, а спонсорами являются такие компании, как Google, Microsoft и PayPal.

Ежегодно по всему миру проводятся десятки других небольших, региональных или специализированных конференций, связанных с HCI, в том числе: ^[26]

• ACEICFAASRS: ACE – Международная конференция по будущему применению ИИ, датчиков и робототехники в обществе
• АКТИВЫ: Международная конференция ACM по компьютерам и доступности
• CSCW: конференция ACM по компьютерной поддержке совместной работы

• CUI: конференция ACM по диалоговым пользовательским интерфейсам
• DIS: Конференция ACM по проектированию интерактивных систем
• ECSCW: Европейская конференция по компьютерной поддержке кооперативной работы
• ГРУППА: Конференция ACM по поддержке групповой работы
• HRI: Международная конференция ACM/IEEE по взаимодействию человека и робота
• HCII: Международное взаимодействие человека и компьютера
• ICMI: Международная конференция по мультимодальным интерфейсам
• ITS: конференция ACM по интерактивным столам и поверхностям
• MobileHCI : Международная конференция по взаимодействию человека и компьютера с мобильными устройствами и сервисами
• NIME: Международная конференция по новым интерфейсам для музыкального выражения
• OzCHI: Австралийская конференция по взаимодействию человека и компьютера
• TEI: Международная конференция по материальному , встроенному и воплощенному взаимодействию
• Ubicomp: Международная конференция по повсеместным вычислениям
• UIST: Симпозиум ACM по программному обеспечению и технологиям пользовательского интерфейса
• i-USEr: Международная конференция по пользовательской науке и технике
• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ: Конференция IFIP TC13 по взаимодействию человека и компьютера
• IHCI: Международная конференция по интеллектуальному взаимодействию человека и компьютера

Смотрите также

• КАПЧА
• Цифровое живое искусство
• Феминистский HCI
• Библиография HCI , веб-проект по предоставлению библиографии литературы по взаимодействию человека с компьютером
• Информационная архитектура
• Информационный дизайн
• Осознанность и технологии
• Схема взаимодействия человека и компьютера
• тест Тьюринга
• Проектирование пользовательского опыта
• Портал взаимодействия человека и компьютера
• Взаимодействие человека и города

Сноски

1. Карлайл, Джеймс Х. (июнь 1976 г.). «Оценка влияния автоматизации офиса на коммуникацию высшего руководства». Труды Национальной компьютерной конференции и выставки 7–10 июня 1976 г. — AFIPS '76 . Труды Национальной компьютерной конференции и выставки 7–10 июня 1976 г. С. 611–616. doi :10.1145/1499799.1499885. S2CID  18471644. Использование термина «взаимодействие человека и компьютера» встречается в ссылках
2. Сачман, Люси (1987). Планы и ситуативное действие. Проблема человеко-машинной коммуникации. Нью-Йорк, Кембридж: Cambridge University Press. ISBN 9780521337397. Получено 7 марта 2015 г.
3. Дуриш, Пол (2001). Где действие: основы воплощенного взаимодействия. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 9780262541787.
4. Hewett; Baecker; Card; Carey; Gasen; Mantei; Perlman; Strong; Verplank. "ACM SIGCHI Curricula for Human–Computer Interaction". ACM SIGCHI. ​​Архивировано из оригинала 17 августа 2014 г. Получено 15 июля 2014 г.
5. Гуркан, Фатих; Кагилтай, Нергиз Эрчил; Кагилтай, Курсат (2021-02-07). «Картографирование тем и тенденций исследований взаимодействия человека и компьютера с момента его существования до сегодняшнего дня: обзор последних 60 лет на основе тематического моделирования». Международный журнал взаимодействия человека и компьютера . 37 (3): 267–280. doi : 10.1080/10447318.2020.1819668. ISSN  1044-7318. S2CID  224998668.
6. Ergoweb. "Что такое когнитивная эргономика?". Ergoweb.com. Архивировано из оригинала 28 сентября 2011 г. Получено 29 августа 2011 г.
7. "NRC: Backgrounder on the Three Mile Island Accident". Nrc.gov. Архивировано из оригинала 24 августа 2019 г. Получено 29 августа 2011 г.
8. "Отчет президентской комиссии по аварии на острове Три-Майлз" (PDF) . 2019-03-14. Архивировано из оригинала 2011-04-09 . Получено 2011-08-17 .{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
9. Грудин, Джонатан (1992). «Полезность и удобство использования: проблемы исследования и контексты разработки». Взаимодействие с компьютерами . 4 (2): 209–217. doi :10.1016/0953-5438(92)90005-z.
10. Чалмерс, Мэтью; Галани, Арети (2004). «Seamful interweaving». Труды 5-й конференции по проектированию интерактивных систем: процессы, практики, методы и приемы (PDF) . стр. 243–252. doi :10.1145/1013115.1013149. ISBN 978-1581137873. S2CID  12500442. Архивировано (PDF) из оригинала 2020-08-01 . Получено 2019-10-04 .
11. Баркхуус, Луиза; Поличар, Валери Э. (2011). «Расширение прав и возможностей через многослойность: смартфоны в повседневной жизни». Персональные и повсеместные вычисления . 15 (6): 629–639. doi : 10.1007/s00779-010-0342-4 .
12. Роджерс, Ивонн (2012). «Теория HCI: классическая, современная и современная». Синтезирующие лекции по человеко-ориентированной информатике . 5 (2): 1–129. doi :10.2200/S00418ED1V01Y201205HCI014.
13. Сенгерс, Фиби ; Бёнер, Кирстен; Дэвид, Шей; Джозеф, Кей (2005). «Рефлексивный дизайн». Труды 4-й десятилетней конференции по критическим вычислениям: между чувством и чувствительностью . Том 5. С. 49–58. doi :10.1145/1094562.1094569. ISBN 978-1595932037. S2CID  9029682.
14. Грин, Пол (2008). Итеративное проектирование. Лекция, представленная в Industrial and Operations Engineering 436 (Human Factors in Computer Systems, University of Michigan, Ann Arbor, MI, 4 февраля 2008 г.
15. Каптелинин, Виктор (2012): Теория деятельности . В: Соегаард, Мадс и Дам, Рикке Фриис (ред.). "Энциклопедия взаимодействия человека и компьютера". Фонд Interaction-Design.org. Доступно онлайн по адресу http://www.interaction-design.org/encyclopedia/activity_theory.html Архивировано 23.03.2012 на Wayback Machine
16. "The Case for HCI Design Patterns". Архивировано из оригинала 2019-09-28 . Получено 2019-08-26 .
17. Фридман, Б., Кан-младший, PH, Борнинг, А. и Кан, PH (2006). Проектирование с учетом ценностей и информационные системы. Взаимодействие человека с компьютером и системы управления информацией: основы. ME Sharpe, Нью-Йорк, 348–372.
18. Викенс, Кристофер Д., Джон Д. Ли, Или Лю и Салли Э. Гордон Беккер. Введение в инженерию человеческого фактора. Второе издание. Аппер Сэдл Ривер, Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall, 2004. 185–193.
19. Браун, К. Марлин. Руководство по проектированию человеко-машинного интерфейса. Intellect Books, 1998. 2–3.
20. Посард, Марек (2014). «Процессы статуса во взаимодействиях человека и компьютера: имеет ли значение пол?». Компьютеры в поведении человека . 37 (37): 189–195. doi :10.1016/j.chb.2014.04.025.
21. Posard, Marek; Rinderknecht, R. Gordon (2015). «Нравится ли людям работать с компьютерами больше, чем с людьми?». Computers in Human Behavior . 51 : 232–238. doi : 10.1016/j.chb.2015.04.057 .
22. Донг, Хай; Хуссейн, Фарух; Элизабет, Чанг (2010). «Семантическая сервисная платформа, ориентированная на человека, для среды цифровых экосистем». World Wide Web . 13 (1–2): 75–103. doi :10.1007/s11280-009-0081-5. hdl : 20.500.11937/29660 . S2CID  10746264.
23. Крукофф, Макс О.; Рахимпур, Шервин; Слуцки, Марк В.; Эджертон, В. Реджи; Тернер, Деннис А. (2016-01-01). «Улучшение восстановления нервной системы с помощью нейробиологии, обучения нейронному интерфейсу и нейрореабилитации». Frontiers in Neuroscience . 10 : 584. doi : 10.3389/fnins.2016.00584 . PMC 5186786. PMID  28082858 . 
24. Фишер, Герхард (1 мая 2000 г.). «Моделирование пользователя во взаимодействии человека и компьютера». Моделирование пользователя и взаимодействие, адаптированное к пользователю . 11 (1–2): 65–86. doi : 10.1023/A:1011145532042 .
25. SINHA, Gaurav; SHAHI, Rahul; SHANKAR, Mani. Взаимодействие человека и компьютера. В: Emerging Trends in Engineering and Technology (ICETET), 2010 3-я Международная конференция по. IEEE, 2010. стр. 1–4.
26. "Поиск конференции: hci". www.confsearch.org . Архивировано из оригинала 2009-08-20 . Получено 15-05-2009 .

Дальнейшее чтение

Академические обзоры в этой области

• Julie A. Jacko (ред.). (2012). Human–Computer Interaction Handbook (3-е издание). CRC Press. ISBN 1-4398-2943-8 
• Эндрю Сирс и Джули А. Джеко (редакторы). (2007). Справочник по взаимодействию человека и компьютера (2-е издание). CRC Press. ISBN 0-8058-5870-9 
• Джули А. Джеко и Эндрю Сирс (редакторы). (2003). Справочник по взаимодействию человека и компьютера. Mahwah: Lawrence Erlbaum & Associates. ISBN 0-8058-4468-6 
• Дикс, А. (2004). Взаимодействие человека с компьютером (3-е изд.). Pearson Education. ISBN 0-1304-6109-1 

Исторически важная классика ^{[ требуется ссылка ]}

• Стюарт К. Кард , Томас П. Моран , Аллен Ньюэлл (1983): Психология взаимодействия человека и компьютера . Эрлбаум, Хиллсдейл 1983 ISBN 0-89859-243-7 

Обзоры истории области

• Джонатан Грудин : Движущаяся цель: Эволюция взаимодействия человека и компьютера. В Andrew Sears и Julie A. Jacko (редакторы). (2007). Human–Computer Interaction Handbook (2-е издание). CRC Press. ISBN 0-8058-5870-9 
• Майерс, Брэд (1998). «Краткая история технологии взаимодействия человека с компьютером». Interactions . 5 (2): 44–54. CiteSeerX  10.1.1.23.2422 . doi :10.1145/274430.274436. S2CID  8278771.
• Джон М. Кэрролл : Взаимодействие человека и компьютера: история и статус. Энциклопедия на Interaction-Design.org
• Кэрролл, Джон М. (2010). «Концептуализация возможной дисциплины взаимодействия человека и компьютера». Interacting with Computers . 22 (1): 3–12. doi :10.1016/j.intcom.2009.11.008.
• Сара Кандейас, С. и А. Вейга Диалог между человеком и машиной: роль теории языка и технологии , Сандра М. Алуизио и Стелла Э.О. Тагнин, Новые языковые технологии и лингвистические исследования, Дорога с двусторонним движением: глава 11. Cambridge Scholars Publishing. ( ISBN 978-1-4438-5377-4 ) 

Социальные науки и HCI

• Насс, Клиффорд; Фогг, Б. Дж.; Мун, Янгми (1996). «Могут ли компьютеры быть товарищами по команде?». Международный журнал исследований взаимодействия человека и компьютера . 45 (6): 669–678. doi : 10.1006/ijhc.1996.0073 .
• Насс, Клиффорд; Мун, Янгми (2000). «Машины и бездумность: Социальные ответы на компьютеры». Журнал социальных проблем . 56 (1): 81–103. doi :10.1111/0022-4537.00153. S2CID  15851410.
• Посард, Марек Н. (2014). «Процессы статуса во взаимодействиях человека и компьютера: имеет ли значение пол?». Компьютеры в поведении человека . 37 : 189–195. doi :10.1016/j.chb.2014.04.025.
• Посард, Марек Н.; Риндеркнехт, Р. Гордон (2015). «Нравится ли людям работать с компьютерами больше, чем с людьми?». Компьютеры в поведении человека . 51 : 232–238. doi : 10.1016/j.chb.2015.04.057 .

Академические журналы

• Труды ACM по взаимодействию компьютера и человека
• Поведение и информационные технологии [1]
• Взаимодействие с компьютерами
• Международный журнал взаимодействия человека и компьютера
• Международный журнал исследований взаимодействия человека и компьютера
• Взаимодействие человека с компьютером [2] [3]

Сборник статей

• Рональд М. Беккер , Джонатан Грудин , Уильям А. С. Бакстон, Сол Гринберг (ред.) (1995): Чтения по взаимодействию человека и компьютера. К 2000 году . 2-е изд. Морган Кауфманн, Сан-Франциско, 1995 ISBN 1-55860-246-1 
• Митхун Ахамед, Разработка архитектуры интерфейса сообщений для операционных систем Android, (2015). [4]

Трактовки одного или нескольких авторов, часто рассчитанные на более широкую аудиторию.

• Якоб Нильсен : Проектирование удобства использования . Academic Press, Бостон, 1993 ISBN 0-12-518405-0 
• Дональд А. Норман : Психология повседневных вещей . Basic Books, Нью-Йорк, 1988 ISBN 0-465-06709-3 
• Джеф Раскин : Человеческий интерфейс . Новые направления проектирования интерактивных систем . Addison-Wesley, Бостон 2000 ISBN 0-201-37937-6 
• Брюс Тогнаццини : Tog on Interface . Addison-Wesley, Reading 1991 ISBN 0-201-60842-1 

Учебники

• Алан Дикс , Джанет Финлей, Грегори Эбоуд и Рассел Бил (2003): Взаимодействие человека и компьютера . 3-е издание. Prentice Hall, 2003. http://hcibook.com/e3/ ISBN 0-13-046109-1 
• Ивонн Роджерс, Хелен Шарп и Дженни Прис : Проектирование взаимодействия: за пределами взаимодействия человека и компьютера , 3-е изд. John Wiley & Sons Ltd., 2011 ISBN 0-470-66576-9 
• Хелен Шарп, Ивонн Роджерс и Дженни Прис : Проектирование взаимодействия: за пределами взаимодействия человека и компьютера , 2-е изд. John Wiley & Sons Ltd., 2007 ISBN 0-470-01866-6 
• Мэтт Джонс (дизайнер взаимодействия) и Гэри Марсден (2006). Проектирование мобильного взаимодействия , John Wiley and Sons Ltd.

Внешние ссылки

• Плохие конструкции с человеческим фактором
• Библиография HCI Wiki с более чем 100 000 публикаций.
• Библиография HCI Более 100 000 публикаций о HCI.
• Электронная библиотека по обучению в области компьютерных наук, ориентированных на человека
• Веблиография HCI