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Interacção Homem-Máquina

1- Introdução

Pedro Campos

dme.uma.pt/pcampos pcampos@uma.pt

Definição de IHM

• A Interface com o Utilizador compreende

apenas os aspectos do sistema com os quais

• utilizador está em contacto.
• Os objectivos são:
• Desenvolver e melhorar a segurança, utilidade,

eficiência, eficácia e usabilidade dos sistemas (incluindo os computacionais);

• Usabilidade - tem como objectivo tornar os

sistemas fáceis de utilizar e aprender.

Human-computer interaction is a discipline concerned with the design, evaluation and implementation of interactive computing systems for human use and with the study of major phenomena surrounding them.

“ ”

[ACM SIGCHI]

Disciplinas que influenciam IHM

• Informática
• O estudo sistemático dos processos algoritmicos que descrevem e transformam a informação: a

teoria, análise, desenho, eficiência, implementação e aplicação.

• Psicologia cognitiva
• O conhecimento do comportamento humano e os processos mentais subjacentes
• Psicologia Social e Organizacional
• A influência de um indivíduo ou de um grupo nas atitudes e comportamento de outros

indivíduos e grupos

• Ergonomia e Factores Humanos
• Definir e desenhar ferramentas e artefactos para diferentes ambientes que se enquadrem nas

suas capacidades e competências

• Linguística
• O estudo científico da língua
• Inteligência Artificial
• Desenvolvimento de software que simula aspectos do comportamento humano inteligente
• Filosofia, Sociologia e Antropologia…

Motivação para IHM

• 50% dos esforços de design e programação é dedicado à IU
• A interface com o utilizador é crítica para a aceitação do sistema!
• Para os utilizadores comuns, a Interface é o sistema!
• Poupa-se dinheiro com engenharia da usabilidade!
• Companhia de telefones: $2 milhões USD/ano em custos operacionais [Gray93]
• Nielsen estima: $39,000 num pequeno projecto de SW, $8,2 milhões num grande
• Muitas catástrofes já aconteceram devido a não se ter dado a devida

importância à IU:

• IU de um sistema de tracking causou erro humano e queda de avião

[Neumann91]

• IU de aplicação de radiação a doentes provocou erro fatal [Leveson93]

A evolução das Interfaces

• 50s
• Interface ao nível do Hardware apenas para utilizadores técnicos
• 60-70s
• Interface ao nível da programação - COBOL, FORTRAN
• 80s
• Interface ao nível do diálogo da interacção - GUIs, Multimédia
• 90s
• Interface ao nível do ambiente de trabalho - sistemas baseados em redes,

groupware, CSCW

• 2000s
• Interface ubíqua (pervasive) - tecnologia sem fios, electróníca de consumo,

écrans interactivos, tecnologia embebida

Microprocessador MPF-1 (1981) Z80 / 8bit / 1,7 MHz 2 KB RAM Assembler Hex-keypad 150 EUR Sinclair ZX81 (1981) Z80A / 3,5 MHz 1 KB RAM + 16 KB expansão BASIC Teclado QWERTY Saída TV: 32x24 caracteres Gráficos em bloco 64x44 200 EUR Sinclair ZX Spectrum (1982) Z80A / 3,5 MHz 16/48 KB RAM 8 cores / Gráficos em pixéis 256x192 365 EUR Spectravideo SV 328 (1983) Z80A / 3,6 MHz 64 KB RAM + 16 KB VRAM Teclado completo c/ keypad numérico Microsoft Extended BASIC 16 cores / 256x192 pixéis 3 canais de som 650 EUR ATARI 1040 STFM (1985) 68000 / 16/32bit / 8 MHz 1 MB RAM Graphical User Interface (GUI) Rato Floppy Drive 720 KB Monitor Preto&Branco 640x480 16 cores (de 512) @ 320x240 1750 EUR

Jef Raskin

Pai do Macintosh

We are oppressed by our electronic servants

“ ”

O Computador

Como Ferramenta Como “Assistente” aumentar automatizar

“fácil de utilizar” “fácil de aprender” “intuitivo” “produtivo”

CUIDADO

O Computador e a Inteligência Alan Turing

Teste Turing (1950)

A Revolução Cognitiva na Psicologia

Anos 50

Defining psychology as the science of behavior was like defining physics as the science of meter reading.

“ ”

Noam Chomsky

O meu problema é que ando a ser perseguido por um número inteiro

“ ”7

George Miller demonstrou que a capacidade da memória de curto prazo está limitada a cerca de sete itens

Sputnik 1 primeiro satélite artificial 4 Outubro 1957

Advanced Research Project Agency

1957 Choque do Sputnik 1958 Dep. Defesa EUA forma o ARPA criar computadores para suporte à decisão

Computação Interactiva

• J. C. R. Licklider

“Man-Computer Symbiosis” (1960) Líder do ARPA, 1962-64 Promoveu:

• educação na informática
• sistemas time-sharing
• computação interactiva
• redes de computadores

O Primeiro Sistema Gráfico

Ivan Sutherland, Sketchpad

1962

1967

• N-Line System (NLS)

Doug Engelbart

• o rato
• écran de edição 2 dimensões
• endereçamento/elos de objectos no

próprio ficheiro

• hipermédia
• janelas
• email
• controlo de versão de documentos
• teleconferência shared-screen
• ajuda sensível ao contexto

1984: Englebart mostra o rato original ao lado do modelo mais recente Primeiro modelo do NLS e o rato

A mãe de todas as Demos

Brooks Hall, San Francisco, a postos para a Joint Computer Conference de 1968. É aqui que Doug Engelbart recebe uma ovação memorável pela sua demonstração da computação interactiva. A consola estava ligada à linha telefónica dos seus colegas do laboratório ARC em Menlo Park. 1100 profissionais da informática assistiram à demonstração.

http://sloan.stanford.edu/MouseSite/1968Demo.html

Boom de Creatividade

1970 Xerox PARC

Palo Alto Research Center

PC / Ethernet / Impressão Laser / Desktop publishing / Prog. Orientada Objectos / Metáfora dos Ícones e do Desktop / IHM / ...

Alan Kay Smalltalk, Dynabook, Overlapping windows 3 laboratórios: General Science Lab Computer Science Lab (CSL) System Science Lab Bob Taylor recruta pessoal de topo para o CSL: Lampson, Thacker, Kay, ...

1973 Xerox Alto

Écran 808 x 606 CPU 6 MHz 64-256K, palavras de 16 bits 2.5 - 10 MB disco Ethernet 3 Mb

Smalltalk Development Environment / Overlapping Windows

O 1º Computador Pessoal O 1º Écran Bit-mapped

Paradigma WIMP: Windows Icons Menus Pointing Device Metáfora do Desktop

1981 Xerox 810 “Star”

Qualidades do “Star”

• Investigação sobre a sua usabilidade extensiva
• Aplicações não surgem ao utilizador (Document-centered)
• Teclas dedicadas para comandos genéricos
• Não existem teclas modais (CTRL, etc.)
• Uma Janela é uma forma de Ícone em grande
• Consultar “Designing the Star User Interface”, Byte, 4/1982, por

David Canfield Smith, Charles Irby, Ralph Kimball, Bill Verplank, Eric Harslem In later systems, such as the Macintosh and Windows, people did strange things with icons, such as using them to represent an application

• program. The user should never need to operate directly on programs.

[...] That was not what happened, because the later designers were retrofitting the Star's concepts over existing ideas. In the Macintosh, they just missed it; in Windows, they were retrofitting it over DOS

“ ”

David Liddle

Head of Xerox’s System Development Division Leader of the Star project

No ALT No CTRL

Comandos genéricos têm teclas dedicadas A tecla PROP’S abre um property sheet (propriedades do objecto)

1984

O 1º sistema GUI popular

Ferramentas

Software “Intuitivo”

Design e Inovação

• O Rato:
• construído por Douglas Engelbart em

Stanford, Califórnia, em 1964!

• 1º Apple Macintosh: 1984!

Design e Inovação

• LCD (Liquid Crystal Display, Écran de Cristais Líquidos)
• hoje presentes nos nossos relógios, telemóveis, computadores portáteis e cada

vez mais televisões

Toda a verdade sobre os LCDs

• s Cristais Líquidos foram descobertos em 1888, por Friedrich

Reinitzer, um botânico austríaco

• O primeiro protótipo surgiu em 1968, num centro de investigação

norte-americano

• a Optel foi a primeira fabricante de relógios baseados em LCD,

em 1970

• 82 anos desde a descoberta até à comercialização!

Design & Inovação: resumindo

• Relatório da Academia Nacional de Ciências dos E.U.A., 2003:
• Estudou a evolução das tecnologias de informação e

telecomunicações desde a invenção em laboratórios, até se tornarem indústrias de biliões de dólares

• Conclusão:
• em quase todos os casos, o desenvolvimento demorou 20 anos
• O mesmo se aplica à TV:
• a era dourada da TV só aconteceu 20 anos depois da sua invenção (1935)

Conclusão

• As tecnologias que irão afectar significativamente as nossas vidas nos

próximos 10 anos já cá andam há quase 1 década

• O truque, portanto, é aprender a descobri-las!
• Inovações emergentes:
• Plasmas
• Tinta electrónica
• Smartboards

Objectivos: ser Interaction Designer

• Que qualidades deve ter um bom designer de interacção?
• Identificar e resolver problemas de design
• Descrever e apresentar um dado design, sendo capaz de explicar de forma

convincente porque é que o design é bom

• Compreender as pessoas para as quais se está a desenhar
• Ser EXCELENTE, tanto design de alto nível (conceptual), como em design

detalhado

• Isto implica:

Empatia Improviso Capacidades de Visualização Capacidades de Comunicação Gosto pelo Design