Historiaa ja tulevaisuutta

Esitys aiheesta: "Historiaa ja tulevaisuutta"— Esityksen transkriptio:

1 Historiaa ja tulevaisuutta
Käyttöliittymien ja käytettävyyden Historiaa ja tulevaisuutta Marko Nieminen Käyttöliittymät ja käytettävyys

2 Käyttöliittymä-tutkimuksen historia näkyy nykyajan välineissä
Brad A. Myers. "A Brief History of Human Computer Interaction Technology." ACM interactions. Vol. 5, no. 2, March, pp

3 Historiaa

4 Jo muinaiset kreikkalaiset...
... tunsivat tarpeen helpottaa ihmisen toimintaa kehittämällä tehokkaampia työvälineitä Titaanien jälkeläinen Prometheus valikoi ja kehitteli kivityökaluja ja teki kauhoja antilooppien luista Prometheus myös anasti Zeukselta tulen ja toi sen ihmisten keskuuteen helpottaen näin monia ihmisten askareita Titaanit olivat kreikkalaisessa mytologiassa vanhempi jumalsuku. Titaanit olivat Uranoksen ja Gaian lapsia ja kuuluisin heistä lienee Kronos, Zeuksen isä. Zeus kuitenkin myöhemmin voitti titaanit ja syöksi heidät Tartarokseen. Prometeus kuului titaanien jälkeläisiin. Myöhemmin (Roe & Meijer 1990) tätä aihetta on käsitelty esim. ”toimintojen helpottamisen” käsitteen avulla (”action facilitation”)

5 Ergonomia Käytettävyyden ja käyttöliittymäsuunnittelun taustalla on fyysisten työvälineiden ”ihmis-sopivuuteen” liittyvä historia Vuonna Bernardino Ramazinni ( ) täydensi v julkaisemaansa kirjoitusta "De Morbis Artificum” (työntekijöiden sairaudet) työperäisistä vaivoista ja ongelmista Ergonomia-käsite määriteltiin 1850-luvulla (Wojciech Jastrzebowski 1857) 1900-luvun alussa oli edelleen tärkeää ihmisvoiman käyttö tieteellinen liikkeenjohto (F. W. Taylor; ”one best way”) liikkeiden optimointi (Frank and Lillian Gilbreth) The association between occupations and musculoskeletal injuries was documented centuries ago. Bernardino Ramazinni ( ) wrote about work-related complaints (that he saw in his medical practice) in the 1713 supplement to his 1700 publication, "De Morbis Artificum (Diseases of Workers)." Wojciech Jastrzebowski created the word ergonomics in 1857 in a philosophical narrative, "based upon the truths drawn from the Science of Nature" (Jastrzebowski, 1857). In the early 1900's, the production of industry was still largely dependent on human power/motion and ergonomic concepts were developing to improve worker productivity. Scientific Management, a method that improved worker efficiency by improving the job process, became popular. Frederick W. Taylor was a pioneer of this approach and evaluated jobs to determine the "One Best Way" they could be performed. At Bethlehem Steel, Taylor dramatically increased worker production and wages in a shoveling task by matching the shovel with the type of material that was being moved (ashes, coal or ore). Frank and Lillian Gilbreth made jobs more efficient and less fatiguing through time motion analysis and standardizing tools, materials and the job process. By applying this approach, the number of motions in bricklaying was reduced from 18 to 4.5 allowing bricklayers to increase their pace of laying bricks from 120 to 350 bricks per hour.

6 Toinen maailmansota Tarve optimoida ihmisen toimintaa kriittisissä olosuhteissa havaittiin, että ihmisen toiminta voi heikentää teknisesti edistyneiden välineiden toimintaa ja hyötyä Aiheita sopiva lihasvoiman käyttö laitteiden käytössä sydämen toiminta rasitustilanteissa ihmisen kokemus maksimitaakasta, jota voidaan nostaa, työntää tai vetää Lähtölaukaus teolliselle ihminen-kone rajapinnan/vuorovaikutuksen tutkimiselle

7 Spitfire, ohjaamo

8 Human Factors and Ergonomics
”Industrial ergonomics” Physical aspects of the workplace Force required to lift Vibration Reaches Human Factors / Cognitive Ergonomics human behavior and attributes decision making process organization design human perception relative to design

9 Käyttöliittymien ideoijia ja tutkijoita

10 Vannevar Bush - Hyperteksti v 1945
Artikkeli ”As We May Think” (Lehdessä Atlantic Monthly) vuonna 1945 ( MEMEX-järjestelmä, johon käyttäjä voi tallettaa kaiken tietonsa: kirjat, kirjeet jne. dokumenttien välille oli mahdollista muodostaa linkkejä ja niitä oli mahdollisuus kommentoida perustui mikrofilmeihin, ei toteutunut Like Emerson's famous address of 1837 on "The American Scholar," this paper by Dr. Bush calls for a new relationship between thinking man and the sum of our knowledge. --THE EDITOR

11 MEMEX (Life 1945)

12 J.C.R. Licklider 1960 ”Man-computer symbiosis”
”The hope is that, in not too many years, human brains and computing machines will be coupled together very tightly and that the resulting partnership will think as no human brain has ever thought and process data in a way not approached by the information-handling machines we know today”

13 J. C. R. Licklider (http://www. cs. umd
Produced goals that are pre-requisite to “man-computer symbiosis” Immediate goals: time sharing of computers among many users electronic i/o for the display and communication of symbolic and pictorial information interactive real time system for information processing and programming large scale information storage and retrieval Intermediate goals: facilitation of human cooperation in the design & programming of large systems combined speech recognition, hand-printed character recognition & light-pen editing Long term visions: natural language understanding (syntax, semantics, pragmatics) speech recognition of arbitrary computer users heuristic programming

14 Ivan Sutherland Väitöskirja MITsta 1963:
"Sketchpad: A Man-machine Graphical Communications System.” Ensimmäinen graafinen käyttöliittymä

15 Sketchpad (Ivan Sutherland)
Sketchpad was a unique program developed for the TX-2 computer, a unique computer in itself.  In early 1960s, computers would run "batches" of jobs and were not interactive.  The TX-2 was an "on-line" computer used to investigate the use of Surface Barrier transistors for digital circuits.  It included a nine inch CRT and a lightpen which first gave Sutherland his idea. Sutherland imagined that one should be able to draw on the computer.  Sketchpad was able to do just this, creating highly precise drawings.  It also introduced important innovations such as memory structures to store objects and the ability to zoom in and out.

16 Douglas Engelbart: NLS http://www. eecs. mit
pioneered a hypermedia-groupware NLS (oNLine System) 1968 Fall Joint Computer Conference: world debut of the mouse, hypermedia, and on-screen video teleconferencing Augmentation Research Center: ”augmenting the knowledge worker” mouse (patented), document management, CSCW

17 Alan Kay: Dynabook Dynabook 1969: first graphical object-oriented personal portable computer; cardboard mock-up The idea of personal computing and the intimate laptop computer One of the founders of the Xerox Palo Alto Research Center Invention of the now ubiquitous overlapping-window interface and modern object-oriented programming After Xerox Chief Scientist of Atari From 1984 a Fellow at Apple Computer

18 Käyttöliittymien keskeistä tekniikkaa
Työasemat ja henkilökohtaiset tietokoneet 1970-luku: Xerox Alto, Altair, Apple, TV-pelit 1980-luku: Xerox Star, IBM, Macintosh 1990-luku: Windows, tehokkaat pelikonsolit Elektroniikka ”Nappulat”: taskulaskimet ja digitaalikellot (70-luku) Vuorovaikutteiset laitteet: videot, radiot, televisiot Kommunikaatiotekniikka: kännykät, PDA-laitteet Konvergenssi l. tekniikoiden yhdistyminen Missä menee tietokoneen ja kulutuselektroniikan raja enää?

19 Graafiset käyttöliittymät Ks. http://toastytech. com/guis/indexlinks
Xerox Alto & Star Macintosh VisiOn OS/2 MS Windows Unix/Linux –X-käyttöliittymäympäristöt

20 Xerox Star

21 VisiOn for PC (VisiCalc) - 1982

22 Macintosh

23 Macintosh System 3.2 – 1986

24 GEM

25 AMIGA Workbench 1.0 – 1985

26 GEOS – 1986 GEOS, the Graphical Environment Operating System, was introduced by GeoWorks (then Berkeley Softworks) back in 1986 as an integrated GUI interface for Commodore 8-bit computers (among others). It features true point and click technology, with drag and drop access to file copying, printing, and deleting.

27 Microsoft Windows

28 IBM OS/2 2.1 – 1989

29 Tandy DeskMate 3.0 – 1990

30 Tulevaisuus ”The bottleneck in improving the usefulness of interactive systems increasingly lies not in performing the processing task itself but in communicating requests and results between the system and its user. Faster, more natural, and more convenient means for users and computers to exchange information are needed. ” Jacob & al. 1993

31 The Problem of HCI Two powerful information processors (human and computer) attempt to communicate with each other via a narrow-bandwidth, highly constrained interface (Tufte, 1989) Research in this area attempts to increase the useful bandwidth across that interface Faster, more natural--and particularly less sequential, more parallel--modes of user- computer communication will help remove this bottleneck

32 Future Trends in UI/HCI (1993/1998)
3D pointing and manipulation and general gesture input Simultaneous two-hand input Stereo display w/3D pointing Virtual input devices Speech Eye input technology Communication and manipulation of multidimensional data Passive monitoring of user attitude Physiological measurements Direct connect! Gesture Recognition Multi-Media 3D Virtual Reality and "Augmented Reality” Computer Supported Cooperative Work Natural language and speech Brad A. Myers. "A Brief History of Human Computer Interaction Technology." ACM interactions. Vol. 5, no. 2, March, pp R.J.K. Jacob, J.J. Leggett, B.A. Myers, and R. Pausch, "Interaction Styles and Input/Output Devices," Behaviour and Information Technology, vol. 12, no. 2, pp , 1993

33 Examples of Future User Interfaces
Doom as an Interface for Process Management The enormous interest that PSDoom generated naturally raises the question of why people find it so compelling. Perhaps even more interesting than the application itself is the set of issues that it raises. 3D Chalmers Medialab Microsoft Research Haptic User Interfaces Ambient User Interfaces

34 Eurofighter Direct Voice Input (DVI)
Voice Throttle And Stick (VTAS) controls (HOTAS + DVI) Integrated Helmet Mounted Display (HMD) system Wide angle Head Up Display (HUD) Colour Multi-Function Head Down Displays (MHDDs)

35 VNC Cube - Chalmers Medialab

36 Digital Haptic Interfaces http://www.medialab.chalmers.se/haptics/
Real CAD of 3D objects needs real 3D access. Open the window, reach in and use both hands to touch things: turn, squeeze, stretch, cut, reshape, draw on them, change them like clay, wire, bone or brain tissue; use the tools in a realistic, familiar way. The feeling of the "reach-in" interface

37 Toimintaympäristö Käyttäjän tila
Suunnittelun painottuminen varhaisiin vaiheisiin: Toimintatilan, käyttökontekstin, tunnistaminen Toimintaympäristö aktiivinen ympäristö pystyy ilmaisemaan tilan ja tilanteen, jossa ollaan vuorovaikutus voi tapahtua myös toimintatilassa olevien muiden välineiden kautta Käyttäjän tila fysiologinen emotionaalinen

38 ”Ubi” ”Ubiquitous computing & interaction”
vuorovaikutusvälineet integroituvat ympäröivään maailmaan, vaatteisiin, välineisiin, toimilaitteisiin, tiloihin esim. ambientROOM

39 ambientROOM Ishii & al 1998 (http://spi. www. media. mit

40 3D-interaction: Gestures
magnetic tracker ultrasonic ranging video tracking HUT/DIVA: conductor following (gestures)

41 Ajatusten voimalla? ”Biofeedback systems”
Mittausmenetelmien kehittyessä voidaan päästä jopa pelkkien ajatusten voimalla tapahtuvaan vuorovaikutukseen Anturit, implantit? Star Trekin Borgit? (TNG: ”The Best of Both Worlds”; The Borg are a blend of the biological and the technological. Writer Maurice Hurley derived the name "Borg" from the term "Cyborg" (or cybernetic organism).) Controlling Your World With Brain Waves Biofeedback Systems Most of the other existing systems that read brain waves to control computers use biofeedback, a method of training the brain to think in a particular way. Users wear sensors that pick up the brain’ electrical activity. By watching on a computer screen just how their brain waves work as they think, they can train themselves to move them in particular ways — hence the “feedback” in biofeedback. Commonly used for some types of stress relief, biofeedback systems can be used to let people control a computer mouse or play simple computer games. But not everyone can get the system to work. And it always involves a long training process. “The thing about P300 is that it’s just this reaction to this stimulus,” Bayliss says. “With biofeedback, it can take a person up to a year to learn how to do it, if they can learn it at all.” But even the P300 may become more efficient if people are trained, Makeig says. In the Salk lab, he says, they’re training the computer to find signals in that EEG just as the person is also learning how particular brain signals cause things to happen. “So you’re training a [computer-based] neural network while you’re training the person’s neural network [the brain].” CuttingEdge/cuttingedge html A test subject at the University of Rochester computer science lab looks through 3-D goggles at a virtual world and turns on electrical appliancesn by thinking. Sensors attached to his head pick up the P300 brain signal and relay it to a computer. (

42 Lisätietoja Aiheesta on nykyään kirjoitettu jo suhteellisen paljon
Suomeksikin muutama: Kallio 1992: Käyttöliittymät, Metsämäki 1996: Graafinen käyttöliittymä, Kalimo 1996: Graafisen käyttöliittymän suunnittelu, Sinkkonen & al. 2001: Käyttöliittymäpsykologiaa Kurssikirjat Christine Faulkner: Usability Engineering Preece 1994: Human-Computer Interaction) kohtuullinen yleiskatsaus aiheeseen Carroll 2000: Making Use: Scenario-Based Design of Human-Computer Interactions Shneiderman 1992: Designing the User Interface, nyt jo 3. painos Donald A. Norman 1991: Miten avata mahdottomia ovia? Tuotesuunnittelun salakarit esittelee arkipäivän käyttöliittymiä helppolukuisessa muodossa 1993: Things that Make Us Smart 1998: The Invisible Computer Kansainvälinen aikakauslehti Interactions

43 Kurssitarjontamme Tik-121.100 Käyttäjäkeskeinen tuotekehitys 1 ov kl
Tik Käyttäjäkeskeisen tuotekehityksen projektityö 3 ov kl Tik Käyttöliittymäpsykologia 2 ov sl Tik Käyttöliittymäsuunnittelu 1 ov sl Tik Käyttöliittymän suunnitteluprojekti 2 ov sl L Tik Käytettävyyden arviointi 4 ov sl L Tik Käyttäjäkeskeinen konseptisuunnittelu 4 ov sl L Tik Käytettävyyden projektityö 4 – 8 ov sl+kl L Tik Käyttöliittymien ja käytettävyyden seminaari 2-6 ov sl/kl VL Tik Käytettävyyden lopputyöseminaari 2 ov sl/kl L