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マンマシンインタフェース論

マンマシンインタフェース論. 竹村治雄. 大阪大学サイバーメディアセンター 情報メディア教育研究部門. 自己紹介. Http://www.ime.cmc.osaka-u.ac.jp/~takemura 大阪大学・基礎工・情報　出身 平成６年３月まで 国際電気通信基礎技術研究（ＡＴＲ） 通信システム研究所　　主任研究員 平成６年４月から 奈良先端科学技術大学院大学 　　情報科学研究科 平成 13 年 4 月から 大阪大学サイバーメディアセンター 　　情報メディア教育研究部門. 自己紹介（２）. 臨場感通信会議システムの研究に従事

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マンマシンインタフェース論

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Presentation Transcript

  1. マンマシンインタフェース論 竹村治雄 大阪大学サイバーメディアセンター 情報メディア教育研究部門

  2. 自己紹介 • Http://www.ime.cmc.osaka-u.ac.jp/~takemura • 大阪大学・基礎工・情報　出身 • 平成６年３月まで 国際電気通信基礎技術研究（ＡＴＲ）通信システム研究所　　主任研究員 • 平成６年４月から奈良先端科学技術大学院大学　　情報科学研究科 • 平成13年4月から大阪大学サイバーメディアセンター　　情報メディア教育研究部門

  3. 自己紹介（２） • 臨場感通信会議システムの研究に従事 • 両眼立体視を用いた３次元ユーザインタフェースの研究 • 視点追従大型立体視表示を用いた仮想物体操作システムに関する研究 • 仮想環境共有型の協調作業に関する研究

  4. 講義の進め方 • マンマシンインタフェースに関するトピックのうち，特に計算機と人間のかかわりについて講義する． • 最新の研究事例の紹介を盛り込む • 評価方法 • 試験とレポートによる

  5. 講義予定 • 金曜日　2限　AV演習室

  6. 本講義の内容（１） • 計算機システムと利用者の関係についての人間的側面と技術的側面の両面からの基礎的考え方および利用者インタフェースの設計方法，評価方法について講述する。 • 先進的なインタフェースの例として，いくつかの研究的事例も紹介する。

  7. 参考ＷＷＷサイト • http://www.acm.org/sigchiAssociation for Computing Machinery (ACM - 計算機学会）Special Interest Group on Computer-Human Interaction （SIGCHI) • .

  8. 参考ＷＷＷサイト（２） • http://www.his.gr.jp/ ヒューマンインタフェース学会 • http://sighi.csrs.is.uec.ac.jp:8080/ • 情報処理学会ヒューマンインタフェース研究会

  9. 講義のWWWサイト • http://www.Ime.cmc.osaka-u.ac.jp/~takemura/class/hi/ ユーザ名　：　　icsb4student 講義で説明します パスワード：　　hi20021cs 講義で説明します

  10. 参考書 • Human Computer InteractionJenny Preece 他著 • ISBN0-201-62769-8 • Addison-WesleyPublishing Company

  11. 参考書(2) • Designing the User Interface -Strategies for Effective Human-Computer Interaction Third Edition • Ben Shneiderman　著 • ISBN 0-201-69497-2 • Addison-Wesley 1997

  12. インタフェースとは • マンマシンインタフェース • ユーザインタフェース • ヒューマンインタフェース • ヒューマン・コンピュータ・インタラクション

  13. Human-Computer Interaction • 計算機システムの利用者インタフェースのデザインと開発に関する学問 • 様々の分野からなる学際領域的学問 • 人間の内的情報処理モデル • インタフェース機器 • インタフェースの設計手法 • インタフェースの評価手法

  14. 人間と計算機 • コンピュータゲームのような特殊な例を除いては，人は計算機を使いたいから使うのではない．人は，論文を書くため，他の人と通信をするため，橋を設計するためなどの目的で計算機を使用する．何にせよ，計算機は人のなす作業を助ける enabling device である． • 常に二つの見方を持つ必要がある． • 技術により何ができるか？ • 人は何をしており，その技術がどう適用できるか？人はその技術で何をするか？　 (Terry Winograd)

  15. 認知 心理学 社会 心理学 計算機 科学 人間 工学 人工 知能 HCI 工学 言語 学 デザ イン 人類 学 哲学 社会 学 HCIの構成要素

  16. Human-Computer Interaction • HCI とは何か？ • HCI の重要性は？ • HCI の目的は？ • HCI の歩みは？ • HCI の効用は？ • HCI の役割は？

  17. Human-Computer Interactionとは　 • 生産性良くかつ安全に利用できる計算機システムのデザインに関する学問分野 • あらゆる種類のシステムのデザインと開発に関係している • 航空管制システム　　安全性 • オフィスシステム　　生産性と満足感 • コンピュータゲーム　興奮度と魅力度

  18. HCIの重要性は？ • 今日，誰もが何らかの形でコンピュータと接している． • このため，直感的で明快なインタラクションが求められている． • しかし，そういったデザインをすることはむずかしい．

  19. 1950年代　最初の商用計算機

  20. 1950年代　最初の商用計算機 • 使いにくい，煩わしい，しばしば予想外の動作 • コストの問題 • 専門家のみが使用 • 使い易さに関する方法論の欠如

  21. 1950年代　最初の商用計算機 • 使いにくい，煩わしい，しばしば予想外の動作 • コストの問題 • 計算機と人間を比較すると．．計算機→高価　人間→高価でない資源 • 専門家のみが使用 • 使い易さに関する方法論の欠如

  22. 1950年代　最初の商用計算機 • 使いにくい，煩わしい，しばしば予想外の動作 • コストの問題 • 専門家のみが使用 • 科学者・技術者が主に利用 • パンチカードによるオフラインプログラミング • 方法論の欠如

  23. 1950年代　最初の商用計算機 • 使いにくい，煩わしい，しばしば予想外の動作 • コストの問題 • 専門家のみが使用 • 方法論の欠如 • 使いやすくする方法が知られていなかった．

  24. 1950年代　最初の商用計算機 • 使いにくい，煩わしい，しばしば予想外の動作 • コストの問題 • 専門家のみが使用 • 方法論の欠如 これらの条件は今日どれも該当しない．

  25. 1970年代: パソコンの出現 • 誰もが対話的な計算環境を低コストで使える． • 半導体技術の進歩 • 各種分野で利用される • 商業，農業，教育，小売業，防衛，製造，娯楽など．．． • 家庭での利用も進む • ワープロ・表計算･年賀状･住所録管理

  26. インタフェースデザインへの要求 • 計算機が広く受け入れられ，効果的に利用されるためには．．．． 設計が重要 • すべてのシステムがあらゆる利用者に適合するようデザインする必要はない． • ただし，最近ではユニバーサルデザインという考え方もある． • 想定される利用者の要求と能力に適合させる．

  27. インタフェースデザインへの要求 • 計算機の動作原理→普通の利用者には必要のない知識 • 自動車の運転には何が必要か ×ハンドルの回転が前輪に伝わる機構 ○旋回時のハンドルの角度と車体の旋回量 • 計算機の利用には？ ×計算機の内部機構 ○入力の形式とフィードバックのスタイル

  28. デザインへの要求 • D.A.Norman による良いインタフェースの条件 • Visibility　視認性Controls need to be visible, with good mapping with their effects.ある操作に対して、どのような効果がもたらされるかが、わかること。 • Affordance物の持つ属性（機能や操作）を表す専門用語

  29. Visibility の例 自動車の運転席制御と機能は，普通一対一の関係 ↑ ↓ ＶＴＲの録画予約制御と機能の関係が複雑

  30. アフォーダンス • 英語のaffordから派生して作られた造語 • 1[Ⅲto do]《can [be able to] ～》《通例否定文・疑問文》〈…〉できる,〈…する〉余裕がある,〈…〉しても大丈夫だI can't～to waste even one yen.1円たりともむだ使いはできない • Progressive English-Japanese Dictionary, Third edition ｩ Shogakukan 1980,1987,1998/プログレッシブ英和中辞典 第3版 小学館 1980,1987,1998 • 物体がもつ，その物体の特性をしめす固有の情報．例えば，椅子はその形から座ることをアフォードする． • ジェームス・ギブソンという知覚心理学者が1960年代にアフォーダンス理論を発表 • 認知心理学者D．A。ノーマンが，インタフェースの点からアフォーダンスの重要性を指摘

  31. アフォーダンスの例 • 押して開けるドア • 引いて開けるドア

  32. アフォーダンス • ロンドンの地下鉄でホームの待合所のパーティションを強化ガラスとベニヤ板の２種類の材質で作った． • 強化ガラスでつくったパーティション　割られてしまう． • 合板　強度的には強化ガラスより弱いのに誰も割らない．が．

  33. フィードバックの重要性

  34. HCIの歴史は？　背景：1970年代 • ユーザインタフェースマン・マシンインタフェース • 利用者にとっての入力言語 • 計算機にとっての出力言語 • 対話のプロトコル

  35. 背景：1970年代 • システムの外観を良く見せることが市場での成功につながると考えられた． • 「ユーザ・フレンドリ」 • 画面表示を審美的に魅力的な物とする． • 営業政策的に用いられた． • 本質的な改善には至らなかった．

  36. 1970年代 • 研究分野では • 計算機が人々の仕事や生活をどう改善するか研究されていた． • 人間の能力とその限界についての研究．インタラクションの人間サイド • これは，インタラクションの人間の心理的プロセスの理解を意味する． 計算機に利用が組織規模で行われるようになる． ↓ 訓練，マネジメント，組織的問題の解明の必要が増大

  37. 1980年中ごろ • Human-Computer Interaction • より広い視点から利用者と計算機のかかわりを捉えたもの • 計算機を使用する際の操作・対話・行動 • 人間が利用する対話型計算機システムのデザイン・評価・実装に関係する学問で計算機システムと人間の相互作用に関する様々の現象についての研究を伴う • GUIに関する研究　Xerox

  38. HCIは何を目指しているのか？ • 有効なHCIデザインを作ること？ • HCIデザインは以下の点で難しい • 技術の急速な変化（進歩） • 日々新しいインタフェース機器や手法が開発される • プロセッサの処理速度や記憶装置の容量が向上する • デザインゴールの矛盾やトレードオフ • 初心者の使いやすさと熟練者の作業効率のトレードオフ • GUI vs CLI • 手書き文字入力方式 vs ローマ字漢字変換 vs 直接入力 • 被雇用者の利益 vs 雇用者の利益

  39. HCIの目的 • コンピュータの関係するシステムのSafety（安全性）Utility（利便性）Effectiveness（有効性）Efficiency（効率）Usability（使い勝手）を改善したり，これらの良いシステムを開発すること

  40. Usability • 簡単に使える • 簡単に学べる • 多くの機能の提供がUsabilityの改善の直接はつながらない • 利用者について理解し，目的にあったシステムを開発し，個人的にも組織的にも，高効率，効果的かつ安全なシステムを達成する必要がある

  41. 機能対利用率

  42. UNIX の /usr/bin • 250以上のコマンド 日常的に使用するのはごくわずか • ２文字コマンドar at cb cd co ct dc df ed fc id ln ls mt mx nm pg ps sh tr vi as bc cc ci cp cu dd du ex ic ld lp m4 mv nl od pr rm su ul wc • ３文字コマンドRsh awk cal cmp csh dis ftp lex ltfmxr ppu rcp rev sed tbl tip uld who zsh asa bfs cat col cut env get lpq man ntp prs rcs rsh sum tee tty uux yes atq c89 cdc cpp dbx fmt ksh lpr mig pax pwd red rup tar tic uac val zic

  43. HCIの効用 • 生産性の向上 • ソフトウェアの売り上げの増加 • コストの削減 • 組織的な生産性の向上←難しい

  44. ACMによるHCIの構成

  45. ビデオ－EDSAC のプログラミング • 50年以上前の計算機のユーザインタフェースについて知る．

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