Prof.:

1. Prof.: José Eustáquio Rangel de Queiroz Carga Horária: 60 h Interface Homem-Máquina Considerações Introdutórias

2. Questões Introdutórias • De que trata a disciplina Interface Homem-Máquina (IHM)? • Por que este curso é importante? • Quanto este curso exige do estudante? • Há de fato problemas relevantes a serem solucionados IHM ou esta é apenas mais uma disciplina para complementação de créditos? • O que é projeto em IHM ? • Por queavaliar uma interface é importante?

3. Visão Geral • Interface Homem-Máquina (IHM) é uma disciplina que trata do projeto, da implementação e da avaliação de sistemas interativos destinados ao uso humano • IHM transcende o projeto de interfaces para sistemas computacionais • Diversidade de equipamentos eletro-eletrônicos automatizados (e.g. forno de micro-ondas, videocassetes, painéis de aeronaves)

4. Visão Geral • IHMé uma área interdisciplinar • Ciência da Computação(engenharia e projeto de aplicações de interfaces humanas); • Psicologia(aplicação de teorias cognitivas e análises comportamentais do usuário); • Sociologia e Anthropologia(interações entre tecnologias, contextos de trabalho e corporações); • Projeto Industrial (geração de produtos interativos).

5. Visão Geral • Eixos-chaves • Abordagens de Projeto • e.g. considerações de fatores humanos, diretrizes para projeto gráfico, engenharia de software, análise da tarefa; • Técnicas e Ferramentas de Implementação • e.g. técnicas de prototipagem, caixas de ferramentas de diálogo, métodos orientados a objetos, representação de dados; e • Técnicas de Avaliação • e.g. análise de desempenho, teste de usabilidade, sondagem da satisfação, inspeção de conformidade de produtos a padrões, heurísticas, guias de estilo, etc.

6. Visão Geral • Problemasimplesde projeto: • Faça-me uma caixa ou seja, • Construa-me uma caixa

7. Visão Geral • Quem usará a caixa? • Para que a caixa será usada? • Onde a caixa será usada? • Qual o artefato que está sendo atualmente usado em lugar da caixa? • Quão importante é que a caixa: • tenha dimensões exatas? • seja construída em um material específico? • seja resistenteaimpactos? • …

8. Visão Geral • Questões freqüentemente ouvidas ou formuladas no contexto de projeto da IHM • Quem usará o sistema? • Para que o sistema será usado? • Qual o sistema que existe atualmente? • Qual o contexto de uso do sistema?

9. Visão Geral • Falha nas respostas relevantes ao contexto do projeto  resultadosdesastrosos • implementações de projetos deficientes • Exemplos • Spruce Goose • MS-Bob • Painel de controle do Three-mile Island • ...

10. Visão Geral • Evitar resultadosdesastrosos • Compreensão Contextual Usuários Sistemas Tarefas Ambientes

11. Visão Geral • Projeto e implementação de sistemas úteis • Suprimento da funcionalidade que os usuários necessitam • Projeto e implementação de sistemas usáveis • Suprimento da funcionalidade que pode ser usada com um graudeesforçomoderado

12. Visão Geral • Dificuldades do curso • NÃO se deve à quantidade de tarefas • NÃO se deve ao grau de dificuldade dos exercícios de avaliação • NÃO se deve ao dispêndio de tempo com a execução do projeto • DEVE-SE àfocalizaçãonoprojeto • Aprendizado e execuçãode projetosnão é uma atividade trivial

13. Visão Geral • Por que o projeto da IHM não é trivial? • Projetistas sentem dificuldade em apre(E)nder as tarefasdousuário; • As tarefas e seus domínios podem assumir graus de complexidade elevados; • Há diversosaspectos de naturezasdistintas a serem contrabalançados • E.g. projeto gráfico, internacionalização, padrões, desempenho, satisfação, graus de detalhamento, fatores sociais, questões legais, prazos;

14. Visão Geral • Por que o projeto da IHM não é trivial? • Teorias e diretrizes existentes NÃO garantem per si a concepção de BONS projetos; • Projeto iterativo e iNterativoNÃO é simples; • Projeto de interfaces NÃO é projeto gráfico!

15. Exemplos de Desastres • Desastres em IHM • Torrey Canyon • Soyuz 11 • Bhopal • Therac-25 • Ônibus Espacial A320

16. Exemplos de Desastres • Torrey Canyon - Características • Super-petroleiro (Março, 1967) • 31.000.000 de galões • Entrega arriscada! • Canal com 6 milhas de largura • Aportamento APENAS numa maré muito alta (MAS …) • (…) Tripulação experiente e navio automatizado

17. Exemplos de Desastres • Torrey Canyon - Projeto • Controle de leme com 3 posições • automático (posição próxima) • manual (posição intermediária) • controle (posição distante) • SE o leme falhar, desconectá-lo e cambiar a direção para uma alavanca de controle • Retorno(feedback)audível (clique para grau de mudança de curso) • “Ajuste fino” (até 3º ) em modo automático

18. Exemplos de Desastres • Torrey Canyon - Uso • Posição mal calculada; • Mudança de curso significativa necessária; • Controle de leme cambiado de automático para manual; • Conversão feita, MAS … • … Controle de leme foi cambiado de manual para controle.

19. Exemplos de Desastres • Torrey Canyon - Resultado • 31.000.000 de galões de petróleo ATINGIRAM a Inglaterra e a França !!!

20. Exemplos de Desastres • Torrey Canyon - Problema • Retorno da informação (feedback) sobre a posição de controle do leme • sugestão de posição, MAS os olhos estavam em outra parte • clique audível sinalizando mudança de posição • ausência de cliques sinalizou o problema, MAS muito tarde! • Ausência de uma sugestão pode não ser uma forma eficaz de feedback

21. Exemplos de Desastres • Soyuz 11 - Características • Retorno da estação espacial Salyut (Junho, 1971) • Tripulação altamente treinada, espaçonave altamente automatizada • Segurança e redundânciaSÃO metas de projeto

22. Exemplos de Desastres • Soyuz 11 - Projeto • Na entrada na Atmosfera • Retro-foguetes do módulo orbital reduziriam a velocidade da aeronave; • Módulo de comando se separaria do módulo orbital; • Foguetes de orientação manteriam o curso; • Pára-quedas se abriria, escudo de reentrada seria descartado, foguetes de aterrissagem disparariam, válvula de equalização da pressão se abriria.

23. Exemplos de Desastres • Soyuz 11 - Uso • Na entrada na Atmosfera • Pinos explosivos separaram o módulo orbital do módulo de comando; • Válvula de equalização da pressão abriu-se, aeronave girou, começou a perder pressão e oxigênio; • A válvula foi fechada manualmente … • ... MAS não a tempo de evitar o trágico desfecho.

24. Exemplos de Desastres • Soyuz 11 - Resultado • Soyouz 11 aterrissou, MAS... • ... os 3 cosmonautas MORRERAM!!!

25. Exemplos de Desastres • Soyuz 11 - Problema • Segurança e redundânciaNÃO testadas sob condições de uso “típicas”! • Como v. testaria tal sistema? • courses.cs.vt.edu/~cs3604/lib/Safety/soyuz11.html • http://www.users.wineasy.se/svengrahn/histind/Soyuz11Land/Soyuz11land.html

26. Exemplos de Desastres • Bhopal - Características • Índia (Dezembro, 1984) • Pesticida Sevin(isocianato de metila - MIC) • “...our safety standards in the U.S. are identical to those in India or Brazil or some place else. Same equipment, same design, same everything” 1 1Warren Anderson, Presidenteda Union Carbide

27. Exemplos de Desastres • Bhopal - Projeto • Segurança (?) • medidor de pressão (sala de controle) • termômetro (tanques) • unidade de refrigeração • depurador de soda cáustica • sistema de flare • sistema de lavagem de gases

28. Exemplos de Desastres • Bhopal – Uso (1) • medidor de pressão • “normal” (10psi, mas era 2psi minutos antes!!!) • termômetro • máximo de 77° • unidade de refrigeração • líquido de resfriamento drenado e usado fora • depurador de soda cáustica • medidor defeituoso indicava falha

29. Exemplos de Desastres • Bhopal – Uso (2) • sistema de flare • tubo de conexão retirado para manutenção • tubo NÃO reposto! • fora de serviço • sistema de lavagem de gases • gás atingiu mais de 100 pés; água SÓ atingiu 40 pés

30. Exemplos de Desastres • Bhopal - Resultado • nuvem de 40 T de isocianato de metila • cerca de 200.000 expostos • cerca de 2.500 MORTOS!!!

31. Exemplos de Desastres • Bhopal - Problemas • NENHUM treinamento em procedimentos de emergência • Apresentação de ESTADOS, não de MUDANÇASDEESTADO • gurukul.ucc.american.edu/ted/BHOPAL.HTM

32. Exemplos de Desastres • Therac-25 - Características • Equipamento de radioterapia (1985-1987) • PDP-11, VT100 • Dois modos de operação (apenas!) • Raios X • máxima potência via espessa placa metálica • radiação de tumores internos • Feixe eletrônico • baixa potência, feixe direcionado • cobertura localizada

33. modo FEIXE E modo RAIOS X Exemplos de Desastres • Therac-25 - Projeto • Opções • type “x” (raios X) • feixe de alta potência (25.000 rads), placa metálica posicionada sob o feixe • type “e” (feixe eletrônico) • feixe de baixa potência (200 rads), placa metálica retraída • type “b”2 (ativar feixe) 2beam – feixe, em inglês

34. Exemplos de Desastres • Therac-25 - Uso • type “x” (!!!) <edit mode> “e” “b” • feixe de alta potência, placa metálica retraída • mensagem de erro:Malfunction 54 • type “b” Malfunction 54 “b” Malfunction 54 …

35. Exemplos de Desastres • Therac-25 - Resultado • paciente MORREUdevido à dose excessiva de radiação!!! • courses.cs.vt.edu/~cs3604/lib/Therac_25/Therac_1.html

36. Exemplos de Desastres • Therac-25 – Problemas • Seqüência de entrada NUNCA testada (!!!) • entrada de dados pelo usuário  erro percebido  erro corrigido • Falta de clareza no retorno da informação (feedback) • Malfunction 54 não significava NADA para o operador!

37. Exemplos de Desastres • Aeronave A320 - Características • Show aéreo próximo ao aeroporto Mulhouse-Habsheim (França – Junho, 1988) • Tour de force tecnológico • flightdeck.ie.orst.edu/FDAI/Phase1/phase1.html • www.gecas.com/tour_airbus320.asp

38. Exemplos de Desastres • Ônibus Espacial A320 - Projeto • Aeronave com tecnologia fly-by-wire • sistema computadorizado projetado para prevenir erros humanos de pilotagem • Manobras de risco da aeronave, e.g. aterrissagens, ascenções e mergulhos extremos. • 5 (cinco) computadores proporcionando proteção de vôo • manutenção da aeronave no curso de vôo (ao invés de entradas feitas pelo piloto)

39. Exemplos de Desastres • Ônibus Espacial A320 - Uso • estratégia de baixa altitude (100 pés, 130 nós) • proteção devôo desativada, a fim de permitir manobra • a 30 pés, aeronave posicionada para a subida • retardo no acionamento das turbinas

40. Exemplos de Desastres • Ônibus Espacial A320 - Resultado • colisão com árvores impediu a decolagem ... • ... a aeronave partiu-se... • ... e explodiu ao atingir o solo... • ... resultando na MORTE de TODOS os tripulantes e passageiros!!!

41. Exemplos de Desastres • Ônibus Espacial A320 – Problemas • Piloto praticou a manobra em altitude com proteção de vôoativa • EXCESSO de confiança na proteção de vôo

42. Interface Homem-máquina • O que É uma interface homem-máquina? • parte do sistema que expande a autonomia do usuário • agente integrador das propriedades físicas da interação, das funções do sistema e do equilíbrio entre a extensão e o controle da funcionalidade

43. Interface Homem-máquina • O que é projeto daIHM? • concepção de solução para problema em sistema interativo destinado ao uso humano, de modo a disponibilizá-lo para mais indivíduos • necessidades e expectativas do usuário • resultado da revolução industrial • Ergonomiana Europa • Fatores Humanosnos EUA

44. Fatores Humanos/Ergonomia • Fatores Humanos/ Ergonomia • Ciência aplicada relativa às características de indivíduos a serem consideradas no projeto e estruturação de artefatos por eles utilizados, de modo a prover uma interação mais efetiva e segura

45. Fatores Humanos/Ergonomia • Engenharia de Fatores Humanos/ Engenharia de Usabilidade • Aplicação de conhecimentos sobre características humanas, visando o projeto dos aspectos físicos dos sistemas e equipamentos interface com o usuário

46. Eng. de Fatores Humanos • Meta • Otimização do desempenho do sistema • Compatibilização de processos (sistemas e ambientes) e atributos (usuários) • Projeto, implementação e avaliação dos sistemas ou equipamentos • Tarefas humanas requeridas para a operação, manutenção, controle e suporte dos sistemas ou equipamentos • Ambiente de trabalho • Atributos sensoriais, perceptivos, mentais e físicos dos usuários

47. Evolução • Engenharia e Psicologia Industrial • Operações e equipamentos • Elevação da eficiência • 2ª Guerra Mundial • Segurança pessoal • Visualização de informações em cabines de aeronaves (sistemas homem-máquina) • Deficiência dos controles e visualizadores • Indução de erros

48. Evolução • Atualidade • Complexidade progressiva das tecnologias computacionais • Difusão mais efetiva de problemas e acidentes envolvendo usuários • Three-mile Island • Projeto mais ergonômico de artefatos em geral para uso humano • Avanços da indústria de dispositivos médicos • Hardware computacional “mais amigável” com o usuário

49. Breve Histórico • Computador digital concebido em idéias nos séculos XVIII e XIX • Tecnologia tornou-se disponível nas décadas 40 e 50 do século XX

50. 1945 M e m e x 1963 Sketchpad 1968 Augment 1969 F L E X 1973 A l t o 1974 B r a v o 1981 S t a r 1983 L i s a 1984 M a c 1985 Windows Breve Histórico MemExVanevar Bush (1890-1974) • MemEx = Memory Expander (primeiros escritos: início dos anos 30) • As we may think (The Atlantic Monthly - Julho 1945) • www.press.jhu.edu/press/books/landow/memex.html • www.theatlantic.com/unbound/flashbks/computer/bushf.htm • www.aedo-to.com/eng/inspiration/future/realizzati/01/ art01.html • Concebido como sistema baseado em microfilme, não em computador