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Interaccion natural

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Transparencias introductorias a las tecnologías de interacción natural

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Interaccion natural

  1. 1. Interacción natural Interacción Persona-Ordenador Programa de Master en Ingeniería Informática y Telecomunicación de la EPS-UAM Pablo A. Haya Coll
  2. 2. Interacción Natural 2 ● Introducción ● Superficiesmulti-contacto ● Interfacestangibles ● Conclusiones
  3. 3. INTRODUCCIÓN
  4. 4. Interacción natural Ubicuidad Transparencia  Centrarse en la tarea en vez del ordenador.  Ubicuidad  Interacción todos sitios, y en todo momento (anywhere, anytime)  Transparencia  Interacción "calmada" [WEIS96]  Computación ubicua + aplicaciones sensibles al contexto
  5. 5. Esto no es ubicuidad Campus party en Valencia
  6. 6. Computación Ubicua (1989) Manifesto “Las tecnologías más profundas son aquellas que desaparecen. Se imbrican en el tejido de la vida diaria hasta que son indistinguibles de ella. [WEIS91] Carácterísticas  Procesadores baratos y de bajo costo.  Conectados entre si a través de la red  Aplicaciones ubicuas Se desarrolla el primer sistema experimental de "ubi-comp" [WEIS99] Parctab system
  7. 7. Computación Ubicua (Historia) 1988 - 1995 ParcTab [WANT95] ParcPad [KANT93] LiveBoard [ELRO92] wearable carryable fixed
  8. 8. SUPERFICIES MULTICONTACTO
  9. 9. Manipulación directa [Shneiderman, 1983] Objetos digitales se diseñan de manera que la interacción sea análoga a como se manipulan los objetos físicos. Usuario siente que controla directamente el objeto digital Principios: Representación continua de los objectos y acciones de interés. Acciones físicas (ej. pulsar botón, seleccionar, arrastar…) en vez de comandos Acciones reversibles con retroalimentación inmediata de los objetos de interes Ejemplos: Herramientas de diseño gráfico WYSIWYG
  10. 10. To Win Over Users, Gadgets Have to Be Touchable (New York Times, sept 1, 2010) 10 http://www.nytimes.com/2010/09/01/technology/01touch.html?_r=2
  11. 11. Ejemplos superficies multi-contacto 12
  12. 12. Hw: Superficies multicontacto Pantalla/PanelPantalla/Panel Manipulación Directa Manipulación Directa Interacción intuitiva Interacción intuitiva Dedos tocans los objetos visuales Dedos tocans los objetos visuales Arrastar, tocar, pellizcar Arrastar, tocar, pellizcar Doble Funcionalidad Doble Funcionalidad
  13. 13. Hw: Tecnologías multi-contacto ● Existen dos configuraciones principales ● Diffused Illumination (DI) ● Funciona por detección de sombras ● Permite el uso de objetos tangibles ● Frustrated Total Internal Reflection (FTIR) ● Funcióna por presión ● Excelente detección de dedos
  14. 14. Sw: Detección dedos/manos
  15. 15. Sesiones dedos Sesiones dedos Sw: Uno solo dedo Seguimiento trayectoria Seguimiento trayectoria Posición y acelareación Posición y acelareación Historia movimiento Historia movimiento Física mejoradaFísica mejorada Persistente mientras aprieta Persistente mientras aprieta TUIO Protocol - Semantic types of set messages s sessionID, temporary object ID, int32 i classID (e.g. marker ID), int32 x, y, z position, float32, range 0...1 a, b, c angle, float32, range 0..2PI X, Y ,Z movement vector (motion speed & direction), float32 A, B, C rotation vector (rotation speed & direction), float32 m motion acceleration, float32 r rotation acceleration, float32 P free parameter, type defined by OSC packet header Extracted from: http://www.tuio.org/?specification
  16. 16. Sw: Multiples dedos Reconocimento gestos Reconocimento gestos Reconocimiento mano Reconocimiento mano Correspondencia Acciones Correspondencia Acciones Asociación dedos por proximidad Asociación dedos por proximidad Gestos específicos Gestos específicos Tocar, Rotar, Pellizcar… Tocar, Rotar, Pellizcar…
  17. 17. Func: Múltiples Usuarios CollaboraciónCollaboración Interacción concurrente Interacción concurrente Reconocimiento de Personas Reconocimiento de Personas Fragmentación de tareas Fragmentación de tareas Sensores extrasSensores extras Varios usuarios en la misma tarea Varios usuarios en la misma tarea
  18. 18. Ejemplos de gestos
  19. 19. Correspondencia gesto-acción 20
  20. 20. Más sobre gestos GESTO ACCIÓN Doble toque Menú circular Tick Correcto Dedo fijo y otro se mueve en esquina Hojear Encerrar con el dedo Seleccionar Cinco dedos que se cierran Borrar ¿? ¿? ● Mismo gestos distintas acciones. Ej. Separar para agrandar y copiar ● Anclas especiales para realizar gestos. Ej. Hojear ● Usar los bordes de la superficie ● El reverso de las ventanas se puede emplear
  21. 21. Consideraciones diseño • Se emplean las manos y los dedos • Diseñar controles tamaños adecuado (1cm diámetro ó 1x1cm2) • PPI (Pixels per Inch): medida de densidad. PPI=pixels/inch (se suele utilizar la diagonal) • 1 cm (0.4 inch) • Nokia N800 4.1'', 800x480, PPI 225, 1cm => 90p • Touchscreen 15'', 1024x768, PPI 85, 1cm => 34p • Icerberg tips y adaptive targets • Las manos pueden cubrir la pantalla • Diestros vs. Zurdos
  22. 22. http://amilab.ii.uam.es/fling Main Developer MTUI Researcher MTUI Researcher MTUI Researcher Head of Lab Graphic Designer Pablo.Llinas@uam.es German.Montoro@uam.es Manuel.GarciaHerranz@uam.es Pablo.Haya@uam.es Xavier.Alaman@uam.es Gemma.DeCastro@uam.es Descargars manuales, videos, fotos…
  23. 23. Resumen de FLING Video FeedVideo Feed Atomic EventsAtomic Events Visual ApplicationVisual Application Gesture Interpretation Gesture Interpretation
  24. 24. FLING en detalle Virtual Working Area Virtual Working Area Multiple Input Devices with Different Protocols Multiple Input Devices with Different Protocols Events Captured by Workspace Listeners Events Captured by Workspace Listeners Tree Structured Objects Tree Structured Objects Event Target Search Event Target Search FLING Object Detail FLING Object Detail Raw Event Unification Raw Event Unification Advanced Gesture Interpretation Advanced Gesture Interpretation Functions Triggered by Gestures Functions Triggered by Gestures
  25. 25. Ejemplos VIDEO http://www.youtube.com/pebs74
  26. 26. Piano
  27. 27. Multiples Usuarios
  28. 28. Colaboración
  29. 29. Superficies verticales
  30. 30. Comunicación entre superficies ●Puertos virtuales específicos en ambas mesas ●Puertos físicos (ej. rfid) ●Bordes conectados ●Orientación del objeto al aparecer
  31. 31. Gesture Hero – Juego experimental 35
  32. 32. Gesture Hero – Juego experimental ● Descripción ● Aplicación para estudiar la manipulación en una mesa multi- contacto usando gestos con las manos ● Se compone de 6 objetos dispuestos aleatoriamente que se activan con un gesto asociado a cada uno ● El juego solicita en cada ronda la activación de uno de los objetos al azar y el usuasio deberá usar el gesto correcto sobre el objeto indicado ● El objetivo es activar el mayor número de objetos durante un tiempo cronometrado (45 segundos) ● Los objetos visuales así como sus gestos asociados son una colección típica de actuadores en aplicaciones multi-contacto 36
  33. 33. Gesture Hero – Juego experimental ● Usuarios destino ● El juego es apto para cualquier tipo de usuario y no requiere ninguna experiencia previa tanto informática como con superficies multi-contacto ● Objetivos ● Analizar la dificultad que supone el juego a distintos tipos de usuarios ● Determinar los gestos más rápidos y sencillos de realizar, y los que presentan más complicaciones 37
  34. 34. Gesture Hero – Juego experimental ● 17 sujetos (13 varones, 4 mujeres) entre 24 y 35 años, alto porcentaje con estudios superiores, elevado uso de PC. ● Alta correlación entre experiencia de uso con tecnologías multi-contacto y los gestos efectuados correctamente ● r(14) = 0,82; p < 0,001 ● Buena media de gestos por minuto de los usuarios sin experiencia, rondando los 30 gestos / minuto; gran diferencia entre ambos grupos. ● t(14) = 4,57; p < 0,00 ● Mejora positiva en usuarios sin experiencia ● t(14) = 2,26; p < 0,05 38 Experiencia Número de Sujetos Gestos / Minuto Desviación típica Fallos / Minuto Mejora (gestos) media / alta 4 40,00 4,00 0,33 -0,50 nula 12 30,22 6,42 1,11 4,17
  35. 35. Desafíos ● Desafío: Más modos de interacción con aplicaciones ● El programador se enfrenta a más decisiones ● ¿Para qué usar cada gesto? ● ¿Qué gestos usar? ● Desafío: Herramienta colaborativa que requiere soporte colaborativo ● Compartir estado entre aplicaciones, sincronización ● Desafío: Proveer de herramientas de autor para dominios específicos 39
  36. 36. INTERFACES TANGIBLES
  37. 37. Interfaces Tangibles Definición y Características http://www.youtube.com/watch?v=U6qMzb3kFnc Interfaz Tangible de Usuario (TUI) Es aquella en la que se interacciona con la información digital a través del entorno físico. Trata de aprovechar las capacidades de los seres humanos para percibir y manipular su entorno. La interacción resulta más natural porque las interfaces tratan de imitar objetos o movimientos existentes. Da forma física a la información digital: representación y control. Ej. Bloques en planificación de edificios vs. ratón del ordenador
  38. 38. Interfaces Tangibles Hiro Ishii Aumentan el mundo físico integrando información digital en objetos de la vida cotidiana "bridge the gap between bits and atoms" [Ishii, 97] 1. Superficies interactivas 2. Acoplar información digital en objetos físicos: paredes, papel, utensilios, perchas…
  39. 39. Tangible histórico “Live Wire” o "Dangling String" de Jeremijenko’
  40. 40. Interfaces Tangibles Características Emparejamiento físico entre: objetos físicos en vez de con entidades abstractas especificos y especializados Explotan el parecido físico sugieren y guían la interacción Interacción distribuida Interacción a través de varios objetos Interacción diseminada en el espacio
  41. 41. Clasificación Hiroshi Ishii (MIT), fue quien estableció el nombre de Interfaces Tangible (1997) y ofreció una clasificación (2008): Telepresencia Tangible. Tangibles con memoria Cinética. Montaje Constructivo. Fichas y Restricciones Superficies de Interacción. TUI plásticas continuas. Objetos aumentados cotidianos. Medios Ambientales.
  42. 42. Su objetivo es actuar como dispositivos de comunicación interpersonal a través de una interacción háptica Clasificación Telepresencia LumiTouch [2001] TouchCom [2002]
  43. 43. Clasificación Tangibles con Memoria Cinética Son interfaces en las que la entrada y la salida son coincidentes y utilizan el movimiento y la cinética. Usos educativos. CurlyBot [2000] Topobo [2004]
  44. 44. Clasificación Montaje Constructivo Se inspiran en los juegos de construcción. La relación entre las piezas o su cinética sirven para manipular la información digital. AlgoBlock [1993] Sifttables [2007] http://sifteo.com/
  45. 45. Clasificación Fichas y Restricciones Las fichas representan información digital u operaciones mientras que son las restricciones quienes limitan como se puede manejar dicha información. MediaBlocks (1998) DataTiles (2001)
  46. 46. Clasificación Superficies de Interacción Superficies en las que se puede interactuar mediante elementos tangibles. Adecuada para trabajo colaborativo. Urp (1999) metaDesk (1997) ActuatedWorkbench (2002)
  47. 47. Superficies interacción: Fiduciales
  48. 48. Clasificación TUI plásticas continuas Interfaces que al contrario que la mayoría de las TUI pueden cambiar su forma. Illuminate Clay (2002) SandScape (2004)
  49. 49. Clasificación Objetos Aumentados Cotidianos Principal línea de diseño. Incorporan nuevas funciones digitales a objetos ya existentes. Music Bottles (2001) I/O Brush (2004)
  50. 50. Clasificación Medios Ambientales Consiste en aprovechar las actividades que se producen en el entorno del usuario. Ambient Room (1998)
  51. 51. Diseño de una interfaz tangible Diseñar una interfaz tangible capaz de gestionar un contestador automático: • Ver número de mensajes • Llamar automáticamente a la persona que dejo el mensaje • Reproducir un mensaje • Borrar un mensaje • Categorizar mensajes
  52. 52. MVC
  53. 53. MCRpd Model-Control-Representation (physical and digital) View = REP-P y REP-D
  54. 54. MCRpd
  55. 55. Variables físicas Variable física Variable Configuración espacial Localización (relativa a otros objetos o dentro del espacio) Orientación (relativa a otros objetos o dentro del espacio) Atributos visuales Tamaño (alto, ancho, fondo, volumen) Forma (estructura, simetría, curvatura…) Color (brillo, contraste, saturación) Aumentado (anotaciones) Atributos táctiles Material (suavidad, temperatura) Textura (direccionalidad, densidad) Masa Deformabilidad (elasticidad, plasticidad, viscosidad) Configuración mecánica Resistencia (torsión, compresión, corte, dobleces, tensión)
  56. 56. Usabilidad Variable física Variable Enraizamiento (rootedness) Hasta que punto las actividades requieren baja resistencia a cambios en la localización de los objetos Permanencia (permanence) Hasta que punto las actividades requieren preservar la estructura física para una inspección posterior Inestabilidad (shakiness) Hasta que punto las actividades requieren protección contra la dificultad de revertir cambios en el estado físico Parecido (purposeful affordances) Hasta que punto las actividades requieren que las posibilidades visibles del objeto puedan ser computacionalmente interpretadas Voluminosidad (Bulkiness) Hasta que punto las actividades requieren una representación espacial que se extienda a las tres dimensiones
  57. 57. Usabilidad Variable física Variable Correspondencia estructural (structural correspondence) Hasta que punto las actividades requieren que las estructuras físicas y digitales se parezcan Juxtamodalidad (juxtamodality) Hasta que punto las actividades requieren desacoplar observación y manipulación Aumentación oculta (hidden augmentation) Hasta que punto las actividades requieren una aumentación digital que físicamente es obvia. Rigidez (rigidity) Hasta que punto las actividades requieren una baja resistencia a los cambios en la configuración física de los objetos. Dificultad de uso (Unwieldy operations) Hasta que punto las actividades requieren bajo niveles de dificultad en cuanto a manipulación
  58. 58. Correspondencia con acciones Correspondencia espacial: ¿Cómo se interpreta computacionalmente la configuración física de los objetos? Correspondencia acciones: ¿Cómo las acciones físicas producen efectos digitales en términos de localización, y similitud? Correspondencia atributos: ¿Cómo las propiedades físicas de los objetos se relación con atributos de la información digital, en términos de ajuste, multiplicidad, y persistencia de la asociación? Correspondencia temporal: ¿Cómo la especificaciones físicas del comportamiento en un momento dado conllevan un comportamiento digital en un momento después?
  59. 59. Visualizadores periféricos (PD) Aporta consciencia con la mínima atención Separados de la tarea principal Información periférica Permiten percibir varias fuentes de información manteniendo un entorno no intrusivo
  60. 60. Ejemplos Actividad remota Guitarra social Sensor de audio Sensor de movimiento "Conciencia remota" Información de Autobuses Bus Mobile Bus LED Estado del Messenger IM Picture FrameSocial Guitar Bus LED BusMobile Orb showing remote activity http://taramatthews.org/proj ects/ptk.html
  61. 61. Interacción sutil Tecnologías de comunicación La mayor parte de ellas fuerzan a los usuarios a gastar su concentración Llamadas telefónicas, IM, corree-e… En cambio SMS: Provee un canal de comunicación que redunda en una comunicación basada en el contexto. Interacción sutil Interacción empática basada en mensajes simples que disparan asociaciones basadas en el contexto. “more is less”. Balance entre información explícita e implícita
  62. 62. Codificación con colores
  63. 63. Tupperware enriquecido 73 • Sugerencias • Caducidad
  64. 64. Desafíos ● Desafío: estandarización / generalización ● Desafío: eficiencia y efectividad ● Desafío: colaboración ● Desafío: prototipado
  65. 65. Conclusiones Mark Weiser: “Las tecnologías más profundas son aquellas que desaparecen. Se tejen a ellas mismas en el tejido de la vida cotidiana hasta que no pueden distinguirse de ella.” “Las máquinas que se ajusten al entorno humano en lugar de forzar a entrar en el suyo harán que el usar una computadora sea tan agradable como un paseo por el bosque.

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