Людино-комп'ютерна взаємодія () досліджує проєктування та використання комп'ютерних технологій на межі взаємодії між людьми (користувачами) і комп'ютерами. Дослідники в області HCI вивчають способи, якими люди взаємодіють з комп'ютерами, та технології, що забезпечують нові форми взаємодії між людьми і комп'ютерами.

Історія Галузь досліджень взаємодії людини з комп'ютером лежить на перетині інформатики, поведінкових наук, дизайну, медіадосліджень і . Цей термін було введено , Алленом Ньюелом і в їхній основоположній праці 1983 року «Психологія людино-машинної взаємодії», хоча автори вперше використали це визначення ще 1980 року, а перше відоме його застосування відбулося 1975 року. Цей термін означає, що комп'ютер, на відміну від інших інструментів із обмеженим використанням (наприклад, молотка, який насамперед корисний для забивання цвяхів), має безліч застосувань, які втілюються через відкриту співдію між користувачем і комп'ютером. Сутність взаємодії людини з комп'ютером уподібнюється до взаємин людини з людиною; ця відповідність має вирішальне значення для теоретичних міркувань у цій галузі.

Вступ У промислових умовах, людино-машинний інтерфейс найчастіше здійснюється з використанням звичних апаратних і програмних засобів: операторських панелей, комп'ютерів і типового програмного забезпечення. Отож, головним завданням людино-машинного інтерфейсу в SCADA-системах, є полегшення роботи оператора, шляхом відбиття на екрані комп'ютера інтуїтивно зрозумілих відомостей, про роботу устаткування.

Люди співпрацюють з комп'ютерами багатьма способами; інтерфейс між людьми й комп'ютерами, які вони використовують, має вирішальне значення для полегшення цієї взаємодії. На початку 2000-х років настільні програми — зокрема веб-браузери, кишенькові комп'ютери та термінали — широко використовували графічні інтерфейси користувача (GUI), що стали зразком взаємодії. Одночасно розвивалися голосові інтерфейси (VUI), які забезпечували розпізнавання мови та інтеграцію різних систем. Утім, технічний поступ не зупинився на цьому: з’явилися мультимодальні та жестові інтерфейси, які дали змогу користувачам взаємодіяти з втіленими агентами — такими, що мають символьне чи аватарне представлення — у способах, раніше недосяжних для звичних інтерфейсних моделей.

Замість розробки звичних інтерфейсів численні науково-дослідні наукові школи мали різну спрямованість: на поняттях мультимодальних, а не унімодальних, інтелектуальних пристосованих інтерфейсах, не на основі командних / дієвих, і на активних, а не на пасивних інтерфейсах.

Асоціація обчислювальної техніки (ACM) визначає взаємодію людини з комп'ютером як дисципліну, яка стосується проєктування, оцінки та впровадження інтерактивних обчислювальних систем задля використання людиною, а також вивчення основних явищ, що оточують їх. Важливим чинником HCI є забезпечення задоволеності користувача (або, точніше, кінцевого користувача — Computing Satisfaction). «Оскільки взаємодія людини з комп'ютером () вивчає людину та машину у співпраці, вона спирається на підтримку можливостей як машинних, так і людських. З боку машини важливі технології в галузі комп'ютерної графіки, операційних систем, мов програмування та середовищ розробки; стосовно людини насущні теорії комунікації, графічний та промисловий дизайн, дисципліни мовознавства, соціальних наук, когнітивної психології, соціальної психології, і людські чинники, як от задоволеність користувачів комп'ютерів і, звичайно ж, інженерні та проєктні методи». Завдяки міждисциплінарному характеру HCI, люди з різноманітним досвідом роблять власний внесок у її успіх. HCI також, іноді називають взаємодією людина-машина (human–machine interaction, HMI), людино-машинною взаємодією (man–machine interaction, MMI), або взаємодією людини з комп'ютером (computer–human interaction, CHI).

Погано розроблені інтерфейси людина-машина можуть призвести до багатьох несподіваних проблем. Класичним прикладом цього може бути аварія 28 березня 1979 року, на АЕС Three Mile Island — часткове розплавлення ядерного палива, де подальше дослідження дійшло висновку, що проєкт інтерфейсу людина-машина, принаймні частково відповідальний за катастрофу.

Мета Людино-комп'ютерна взаємодія вивчає способи, у які люди застосовують або не використовують обчислювальні артефакти, системи та інфраструктури. До того ж, велику частину досліджень цієї галузі спрямовано на поліпшення взаємодії людини з комп'ютером, завдяки підвищенню зручності використання комп'ютерних інтерфейсів. Усе частіше обговорюється — як зручність і простота співвідносяться з іншими соціальними і культурними цінностями, і те, як можна точно зрозуміти, коли вони потрібні, й у якому разі, вони не можуть бути бажаною властивістю комп'ютерних інтерфейсів.

Велика частина досліджень, щодо взаємодії людини з комп'ютером, стосується:

Методів розробки нових комп'ютерних інтерфейсів, що покращують конструкцію, для отримання бажаної властивості, як от, наприклад — здатність до навчання або ефективність використання. Способів впровадження інтерфейсів, наприклад — за допомогою програмних бібліотек. Засобів оцінки та порівняння інтерфейсів щодо їхньої придатності та інших бажаних властивостей. Способів вивчення використання комп'ютера людиною і їхніх соціально-культурних наслідків у більш широкому сенсі. Моделі та теорії використання комп'ютера людиною, а також концептуальних меж задля розробки комп'ютерних інтерфейсів, скажімо — когнітивні моделі користувачів, теорії діяльності або етно-методологічного пояснення використання комп'ютера людиною. Перспективи — як критично осмислювати цінності, котрі лежать в основі обчислювального проєктування, використання комп'ютера та науково-дослідну практику HCI.

Бачення того, що прагнуть досягти дослідники в галузі HCI, є різноманітними. Коли розробляють когнітивні плани на майбутнє, дослідники HCI можуть спробувати вирівняти комп'ютерні інтерфейси з ментальною моделлю, яку люди використовують у власній діяльності. У межах посткогнітивного підходу, дослідники HCI можуть спробувати вирівняти комп'ютерні інтерфейси з присутніми соціальними практиками або наявними соціально-культурними цінностями.

Дослідники з HCI зацікавлені в розробленні нових методик проєктування, експериментуванні з новими пристроями, прототипуванні нових програмних та апаратних систем, дослідженні свіжих парадигм взаємодії, та проєктуванні моделей і теорій взаємодії.

Проєктування

Принципи Під час оцінки поточного, призначеного для користувача інтерфейсу, або розробки нового, користувач взаємодіє безпосередньо з апаратним забезпеченням, пристроями введення-виведення, як от дисплеї; наприклад, за допомогою графічного інтерфейсу користувача. Користувач взаємодіє з комп'ютером цим програмним інтерфейсом, використовуючи ввід/вивід (I / O), апаратне забезпечення вводу-виводу. Програмне й апаратне забезпечення повинно бути узгоджено так, щоб обробка, призначеного для користувача введення, була швидкою, а затримка виводу комп'ютера не заважала б робочому процесу. Для розроблення інтерфейсу користувача важливо мати на увазі наступні дослідні принципи проєктування:

Попереднє зосередження на користувача(ів) і завдання; Установити — скільки користувачів треба для виконання завдання(ь) і визначити — хто повинен бути відповідним користувачем; той, хто ніколи не використовував інтерфейс, і не буде застосовувати його в майбутньому, швидше за все, не є допустимим користувачем. Окрім того, визначають завдання, які користувачі будуть виконувати і як часто це буде потрібно робити.

Емпіричні вимірювання

Перевірте інтерфейс на ранній стадії з дійсними користувачами, які вступають у контакт з інтерфейсом, на щоденній основі. Майте на увазі, що підсумки можуть змінюватися залежно від рівня продуктивності користувача і не можуть бути точним зображенням типової взаємодії людини з комп'ютером. Встановіть кількісні особливості простоти використання, такі як: число користувачів, що виконують завдання, час для виконання завдання(ь), а також, кількість помилок, допущених в ході виконання завдання(ь).

 Ітеративний дизайн Після визначення користувачів, завдань і емпіричних вимірювань, виконайте наступні ітераційні кроки щодо змін будови:

      1. Дизайн інтерфейсу користувача.

      2. Тест.

      3. Аналіз підсумків.

      4. Повторення.

Методи З часу виникнення галузі у 1980-і роки, з'явилася ціла низка різноманітних методик з викладом способів для проєктування взаємодії людини та комп'ютера. Більшість методологій проєктування, випливають із моделі щодо того, як користувачі, розробники та технічні системи, взаємодіють між собою. Ранні методики, наприклад, розглядають когнітивні процеси користувачів як передбачувані і кількісні, та закликають практиків дизайну, знаходити пізнавальні досягнення науки, у таких галузях, як пам'ять та увага, у разі проєктування призначених для користувача інтерфейсів. Сучасні моделі мають властивість, зосереджуватися на постійному зворотному зв'язку та спілкуванні між користувачами, дизайнерами й інженерами.

   Теорія діяльності: використовується в HCI, щоби визначити і вивчити контекст, у якому відбувається взаємодія людини з комп'ютерами. Теорія діяльності створює основу міркувань про дії у цьому сенсі, аналітичні інструменти з форматом контрольних переліків складників, які дослідники повинні розглянути.

   Спрямований на користувача дизайн: зосереджене на користувача проєктування (UCD), є сучасною, широко застосовуваною філософією дизайну, яка полягає у тому, що користувачі повинні посісти центральне місце у розробленні будь-якої комп'ютерної системи. Користувачі, дизайнери та технічні практики, працюють разом, щоби визначити потреби й обмеження для споживача, та створити систему спрямовану на ці завдання. Часто, зосереджені на користувачі дизайн-проєкти, спираються на етнографічні дослідження, середовище, у якому користувачі будуть взаємодіяти з системою. Ця практика схожа, але не подібна способу широкої участі, коли підтримується можливість для кінцевих користувачів, активно брати участь за допомогою спільних проєктних сесій та семінарів.

   Принципи дизайну інтерфейсу користувача: це сім принципів, які може бути розглянуто у будь-який час у разі проєктування інтерфейсу користувача в будь-якому порядку : Терпимість, простота, видимість, досяжність, насиченість (ступінь щільності), будова та зворотний зв'язок.

   Дизайн, чутливий до цінностей: Value Sensitive Design (ЦЧД), являє собою спосіб побудови технологій, котрі враховують цінності людей, які використовують ці технології безпосередньо, а також тих, хто впливає на технологію, прямо або побічно. ЦЧД використовує ітеративний процес проєктування, який містить три види досліджень: концептуальні, емпіричні та технічні. Емпіричні дослідження — це якісні або кількісні дослідження з галузі дизайну, які застосовуються для сповіщення розробників про зацікавленості, потреби та навички користувачів. Технічні дослідження можуть мати на меті — або аналіз того, як люди використовують пов'язані технології, або проєктування систем для підтримки спільних цінностей, визначених у концептуальних та емпіричних дослідженнях.

Будова дисплеїв Дисплеї це штучні пристрої, призначені для зорового представлення інформації, сприйняття відповідних змінних системи, та полегшення подальшого оброблення цих даних. Перед створенням дисплея повинно бути визначене завдання, яке дисплей мусить підтримувати (наприклад, навігація, керування, ухвалення рішень, навчання, розваги та інше). Користувач або оператор повинні мати можливість обробляти будь-які дані, які система виробляє і відтворює; через це інформація мусить показуватися відповідно до принципів в такий спосіб, щоб надавати зручність сприйняття та розуміння обставин.

Тринадцять правил для розроблення дисплеїв Крістофер Вікенс та інші визначили 13 засад побудови дисплеїв, у власній книзі «An Introduction to Human Factors Engineering» («Введення до особливостей людського проєктування»).