185

Volumul de lucrari ale Conferintei Nationale de Interactiune Om-Calculator -- RoCHI 2008

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Conține lucrările Conferinței Naționale de Interacțiune Om-Calculator -- RoCHI 2008: http://rochi2008.utcluj.ro/ Volum coordonat de Sabin Buraga (Universitatea "A.I.Cuza", Iaşi, Facultatea de Informatica) și Ion Juvină (Carnegie Mellon University).

Citation preview

INTERACŢIUNE OM-CALCULATOR 2008

Volumul de lucrări ale celei de a cincea ediţii a Conferinţei Naţionale de Interacţiune Om-Calculator

Universitatea „A. I. Cuza” din Iaşi 18-19 septembrie 2008

Editori: Sabin-Corneliu Buraga

Ion Juvină

MATRIX ROM BUCUREŞTI 2008

ORGANIZARE

Preşedintele conferinţei

Sabin-Corneliu Buraga, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, Iaşi, Romania

Preşedintele comitetului ştiinţific Ion Juvină, Carnegie Melon University, USA

Preşedinte al comitetului de organizare

Vlad Rădulescu, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, Iaşi, Romania

Administrare sit Web al conferinţei RoCHI Dorian Gorgan, Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Romania

Conferinţă organizată cu sprijinul:

Sponsori principali:

Alţi sponsori:

Partener:

Fundaţia Alumni a Universităţii „Alexandru Ioan Cuza”, Iaşi

COMITETUL ŞTIINŢIFIC

Constantin-Gelu Apostol, Academia de Studii Economice, Bucureşti Alexandru Balog, ICI Bucureşti

Boldur-Eugen Bărbat, Universitatea Lucian Blaga, Sibiu Mihaela Brut, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi

Sabin-Corneliu Buraga, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi Cristina Chisăliţă, Twente University Alexandra Gălătescu, ICI Bucureşti

Dorian Gorgan, Universitatea Tehnica Cluj-Napoca Gheorghe Iosif, Institutul de Filozofie şi Psihologie al Academiei Române, Bucureşti

Ion Juvină, Carnegie Mellon University Ana-Maria Marhan, Institutul de Filozofie şi Psihologie al Academiei Române, Bucureşti

Adrian Mihalache, Universitatea Politehnică Bucureşti Delia Mitrea, Universitatea Tehnica Cluj-Napoca Ioana Moisil, Universitatea Lucian Blaga, Sibiu

Cristina Niculescu, Institutul de Cercetări pentru Inteligenţă Artificială, Bucureşti Horia Pitariu, Universitatea Babeş-Bolyai, Cluj-Napoca

Dorin Mircea Popovici, Universitatea Ovidius din Constanta Costin Pribeanu, ICI Bucureşti

Cristian Rusu, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso Adriana Mihaela Guran, Universitatea Babeş-Bolyai, Cluj-Napoca

Stefan Trăuşan-Matu, Universitatea Politehnică Bucureşti Dan-Ioan Tufiş, Institutul de Cercetări pentru Inteligenţă Artificială, Bucureşti

Gabriel Zamfir, Academia de Studii Economice, Bucureşti

Evaluatori voluntari

Lenuţa Alboaie, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi Andrei Băutu, Academia Navală Mircea cel Bătrân, Constanţa

Elena Băutu, Universitatea Ovidius din Constanţa Eugeniu Cristescu, STS Bucureşti

Mihai Diac, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi Diana Elena Diaconu, CNIVT

Mircea Giurgiu, Universitatea Tehnică Cluj-Napoca Laurian Gridinoc, Knowledge Media Institute, The Open University, UK

Adrian Groza, Universitatea Tehnică Cluj-Napoca Dragoş Iordache, ICI Bucureşti

Alexandru Daniel Iordan, IPAR Bucureşti Adrian Plop, INPCESPH Bucureşti

Adina Manoli, Cognos Romania Traian Eugen Rebedea, Universitatea Politehnică Bucureşti

Teodor Ştefănuţ, Universitatea Tehnica Cluj-Napoca Emil Stănescu, ICI Bucureşti

Ileana Stănescu, ICI Bucureşti Radu-Daniel Vătavu, USMS

Organizatori locali

Lenuţa Alboaie, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi Mihai Diac, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi

Sergiu Dumitriu Universitatea A.I.Cuza, Iaşi Marta Gîrdea, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi

Cristian Leonte, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi Anca-Paula Luca, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi Simona Pintilie, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi Ecaterina Valică, Universitatea A.I.Cuza, Iaşi

Cuprins Prefaţă ......................................................... v

Lucrare invitată Model-Driven Engineering of User Interfaces: Promises, Successes, Failures, and Challenges 1 Jean Vanderdonckt

Egalitate de şanse prin promovarea accesibilităţii în dezvoltarea sistemelor interactive .... 11 Constantin-Gelu Apostol

Evaluarea accesibilităţii unei aplicaţii Web pentru persoane cu deficienţe de vedere ...... 15 Cristina Simona Alecu

Evaluarea utilizabilităţii şi eficacităţii pedagogice a unui scenariu de învăţare bazat pe realitate îmbogăţită ........................................... 19 Costin Pribeanu, Dragoş Daniel Iordache, Vincentas Lamanauskas, Rytis Vilkonis

MovieRatings: Utilizabilitate Web 2.0 ..................................... 25 Adrian Buzgar, Simona Lazarovici

Aplicaţii colaborative bazate pe ontologii ................................... 29 Vlad Posea, Ovidiu Mara

Managementul hărţilor temporale într-un mediu colaborativ ...................... 37 Cosmin Vârlan

O îmbunătăţire a performanţelor algoritmului KNN în sistemele de recomandare pe web ... 41 Costin-Gabriel Chiru, Ştefan Trăuşan-Matu, Traian Rebedea

Evaluare comparativă a două scenarii de învăţare bazate pe realitate îmbogăţită ........ 49 Alexandru Balog, Dragoş Daniel Iordache, Costin Pribeanu

Noi abordări în evaluarea automată a utilizabilităţii ........................... 53 Adriana-Mihaela Guran, Daniela-Maria Onaca, Horia D. Pitariu

Bornă interactivă informativă bazată pe realităţi augmentate ..................... 57 Mihai Polceanu, Dorin-Mircea Popovici

Soluţii Java pentru transmisie vocală în timp real utilizând protocolul UDP ............ 61 Titus Felix Furtună, Marian Dârdală

DAISY - cărţi digitale accesibile pentru persoanele cu deficienţe vizuale şi dificultăţi de citire 65 Marian Pădure

Sistem multimedia distribuit pentru interacţiunea om-calculator .................... 69 Adriana Reveiu

Ignorarea informaţiei irelevante de pe ecran ................................. 73 Ion Juvină

Comunicare vizuală prin intermediul infograficelor ........................... 77 Ecaterina Valică

O abordare centrată pe utilizator în dezvoltarea unui asistent în alegerea carierei (profesiei) 81 Daniela-Maria Onacă, Adriana Mihaela Guran

Portal web de ştiri autonom bazat pe prelucrarea limbajului natural ................ 85 Traian Rebedea, Costin-Gabriel Chiru, Ştefan Trăuşan-Matu

Gestiunea datelor personale bazată pe microformate ........................... 93 Marius Butuc, Sabin-Corneliu Buraga

Analiza imaginarului din texte .......................................... 97 Lidia Trăuşan-Matu, Valentin-Andrei Canciu, Ştefan Trăuşan-Matu

ASAP – Sistem avansat de evaluare a participanţilor la un chat .................... 105 Mihai Dascălu, Erol-Valeriu Chioaşcă, Ştefan Trăuşan-Matu

Prezenţa socială şi afectivă în comunicarea online ............................ 113 Ana Maria Marhan

Comunităţile online: abordări, principii, dileme .............................. 117 Irina Cristescu

Folosirea serviciilor Web de pe dispozitive mobile. Aplicaţie pentru mediul universitar ..... 121 Emil Stănescu, Ileana Stănescu, Răzvan Zota, Laura Stănescu

Abordări privind evaluarea calităţii serviciilor publice on-line (E-ServEval) ............ 125 Alexandru Balog

Atribute hedonice şi pragmatice în determinarea experienţei utilizatorului de telefonie mobilă 129 Daniela-Maria Onacă, Andreia Daniela Mureşan

Colaborarea în mediile de e-learning – aspecte psihologice şi tehnologii actuale ......... 133 Alexandru D. Iordan

Creşterea eficienţei didactice a jocului pe calculator prin procesarea informaţiei la nivel acţional, iconic şi verbal ...................... 139 Verginia Creţu

Tehnici de adnotare grafică în eLearning ................................... 143 Teodor Ştefănuţ, Dorian Gorgan

Atelier de lucru: Tehnologiile informaţiei şi comunicaţiilor în sprijinul persoanelor cu nevoi speciale.... 147 Moderatori: Elena Jitaru, Aurelia Băndilă, Adriana Reveiu

Atelier de lucru: Şabloane de interacţiune............................................. 163 Moderator: Ecaterina Valică

Abstracts of the papers presented at RoCHI 2008 ............................ 169

v

Prefaţă

Iată-ne la a cincea ediţie a conferinţei anuale a grupului RoCHI – grupul local al ACM SIGCHI din România. Obiectivul acestui grup este de a constitui un forum interdisciplinar pentru schimbul de idei şi experienţă în domeniul interacţiunii om-calculator (HCI – Human-Computer Interaction).

Precedentele ediţii ale conferinţei RoCHI au fost: • RoCHI 2007 – A patra Conferinţă Naţională de Interacţiune Om-Calculator,

Universitatea Ovidius din Constanţa, 20-21 Septembrie 2007. • RoCHI 2006 – A treia Conferinţă Naţională de Interacţiune Om-Calculator,

Academia de Ştiinţe Economice, Bucureşti, 21-22 Septembrie 2006. • RoCHI 2005 – A doua Conferinţă Naţională de Interacţiune Om-Calculator,

Universitatea „Babeş-Bolyai” din Cluj-Napoca, 15-16 Septembrie 2005. • RoCHI 2004 – Prima Conferinţă Naţională de Interacţiune Om-Calculator,

Universitatea Politehnica din Bucureşti, 23-24 Septembrie 2004.

Volumul de lucrări pe care îl prefaţăm cuprinde lucrările selectate pentru a fi prezentate şi discutate în zilele de joi şi vineri, 18 şi 19 septembrie 2008, în cadrul Facultăţii de Informatică a Universităţii „Alexandru Ioan Cuza” din Iaşi, locul unde s-a desfăşurat RoCHI 2008.

În cele ce urmează introducem pe scurt aceste lucrări, descrise conform secţiunilor conferinţei.

Prima lucrare este semnată de invitatul special al grupului RoCHI, renumitul profesor Jean Vanderdonckt de la Universitatea Catolică din Louvain (Belgia) şi este intitulată „Model-Driven Engineering of User Interfaces: Promises, Successes, Failures, and Challenges”. Autorul prezintă o metodologie specifică de proiectare şi de realizare a interfeţelor-utilizator, apoi discută succesele, eseurile şi provocările asociate cu implementarea acestei metodologii.

Secţiunea Accesibilitatea sistemelor interactive conţine trei lucrări. Lucrarea „Egalitate de şanse prin promovarea accesibilităţii in dezvoltarea sistemelor interactive” semnată de Constantin-Gelu Apostol realizează o trecere în revistă a iniţiativelor europene pentru promovarea accesibilităţii. Lucrarea „Evaluarea accesibilităţii unei aplicaţii web pentru persoane cu deficienţe de vedere” având-o ca autoare pe Cristina Simona Alecu prezintă un caz practic de evaluare a unei aplicaţii web cu ajutorul unui instrument descris detaliat în cadrul lucrării. Lucrarea cu caracter informativ „DAISY – cărţi digitale accesibile pentru persoanele cu deficienţe vizuale şi dificultăţi de citire” realizată de Marian Pădure prezintă principii şi instrumente de creare şi utilizare a cărţilor digitale destinate persoanelor cu deficienţe de vedere.

vi

Secţiunea Utilizabilitatea sistemelor interactive cuprinde trei lucrări. „Evaluarea utilizabilităţii şi eficacităţii pedagogice a unui scenariu de învăţare bazat pe realitate îmbogăţită” este semnată de Costin Pribeanu, Dragoş Daniel Iordache, Vincentas Lamanauskas si Rytis Vilkonis şi descrie un cadru metodologic de evaluare a utilizabilităţii sistemelor de realitate îmbogăţită, ilustrând această metodologie cu un caz concret de evaluare a unui sistem de e-learning. Lucrarea „MovieRatings: Utilizabilitate web 2.0” realizată de Adrian Buzgar şi Simona Lazarovici discută aspecte de utilizabilitate legate de implementarea unor aplicaţii complexe aliniate curentului web 2.0 şi exemplifică aceste aspecte printr-un studiu de caz al unei astfel de aplicaţii. Lucrarea „Noi abordări în evaluarea automată a utilizabilităţii” avându-i drept autori pe Adriana-Mihaela Guran, Daniela-Maria Onacă si Horia D. Pitariu propune utilizarea a două tehnici moderne de programare – programarea orientată pe aspecte şi, respectiv, agenţi – în evaluarea automată a utilizabilităţii.

Secţiunea Sisteme colaborative cuprinde trei lucrări. Lucrarea „Aplicaţii colaborative bazate pe ontologii” semnată de Vlad Posea şi Ovidiu Mara propune utilizarea unor tehnici de prelucrare a limbajului natural şi web semantic (e.g., adnotare automată, căutare bazată pe concepte) în dezvoltarea unor aplicaţii de tip forum cu scopul de a îmbunătăţirii funcţionalitatea şi utilizabilitatea acestor aplicaţii. Lucrarea „Managementul hărţilor temporale într-un mediu colaborativ” realizată de Cosmin Vârlan propune o îmbunătăţire a sistemelor de navigare pentru autovehicule prin cointeresarea utilizatorilor în construirea hărţilor necesare navigării. Următoarea lucrare are titlul „O îmbunătăţire a performanţelor algoritmului KNN în sistemele de recomandare pe Web”, fiind semnată de Costin-Gabriel Chiru, Ştefan Trăuşan-Matu şi Traian Rebedea şi propunând o îmbunătăţire a unui algoritm de filtrare colaborativă care poate fi utilizat in construirea de sisteme interactive personalizate. Superioritatea tehnică şi valoarea practică a soluţiei propuse sunt demonstrate empiric.

Secţiunea Sisteme de realitate îmbogăţită include trei contribuţii. Lucrarea „Evaluare comparativă a două scenarii de învăţare bazate pe realitate îmbogăţită” este semnată de Alexandru Balog, Dragoş Daniel Iordache şi Costin Pribeanu, demonstrând valoarea unei evaluări comprehensive (calitativă, cantitativă şi comparativă) a impactului introducerii unui nou instrument didactic bazat pe realitate îmbogăţită. Lucrarea „Borna interactivă informativă bazată pe realităţi augmentate” semnată de Mihai Polceanu şi Dorin-Mircea Popovici propune o soluţie tehnică de realizare a unui dispozitiv de informare publică accesibil şi utilizabil. Soluţia ilustrată este analizată prin comparaţie cu soluţii alternative şi este implementată într-o aplicaţie reală. Lucrarea semnată de Dragoş Daniel Iordache şi Ioan Neacşu are titlul „Realitatea îmbogăţită că mediu de învăţare” şi evidenţiază aspectele metodologice şi practice legate de aplicarea unor tehnici de realitate îmbogăţită în predarea cunoştinţelor de biologie şi chimie în învăţământul general.

Secţiunea Aspecte utilizator în HCI cuprinde trei lucrări. Lucrarea „Ignorarea informaţiei irelevante de pe ecran” scrisă de Ion Juvină are un caracter teoretic, încercând să explice modul în care utilizatorii selectează informaţiile relevante şi ignoră informaţiile irelevante prezentate pe ecrane. „Comunicare vizuală prin intermediul infograficelor” semnată de Ecaterina Valică trece în revistă multitudinea de utilizări a infograficelor în comunicarea vizuală şi argumentează în favoarea utilizării infograficelor în prezentarea informaţiilor complexe la nivelul interfeţelor-utilizator. Contribuţia „O abordare centrată pe utilizator în dezvoltarea unui asistent în alegerea carierei (profesiei)” semnată de Daniela-Măria Onaca şi Adriana-Mihaela Guran prezintă un demers de analiză şi modelare de sarcină în vederea proiectării unui sistem inteligent de suport al deciziei.

Secţiunea Interacţiune Web inteligentă pune la dispoziţie următoarele lucrări. „Portal web de ştiri autonom bazat pe prelucrarea limbajului natural” este semnată de Traian Rebedea, Costin-Gabriel Chiru şi Ştefan Trăuşan-Matu, propunând un algoritm de clasificare automată bazat pe tehnici

vii

de prelucrare a limbajului natural cu scopul de a facilita regăsirea informaţiilor de către utilizatori. Lucrarea „Gestiunea datelor personale bazată pe microformate” semnată de Marius-Gabriel Butuc şi Sabin-Corneliu Buraga descrie un motor de căutare inteligent specializat pe informaţii de contact. Instrumentul prezentat facilitează dezvoltarea de reţele sociale pe web. Lucrarea „Analiza imaginarului din text” semnată de Lidia Trăuşan-Matu, Valentin-Andrei Canciu şi Ştefan Trăuşan-Matu propune o modalitate originală de automatizare a analizei de conţinut bazată pe utilizarea tehnicilor de prelucrare a limbajului natural care ar putea fi folosită în personalizarea dialogului om-maşină sau în asistarea tehnologică a comunicării interumane.

Secţiunea Aspecte sociale în HCI cuprinde trei lucrări. Lucrarea „ASAP – Sistem avansat de evaluare a participanţilor la un chat” îi are drept autori pe Mihai Dascălu, Erol-Valeriu Chioaşcă şi Ştefan Trăuşan-Matu descriind o metodă de profilare automată a participanţilor la discuţii online care combină tehnici de prelucrare a limbajului natural cu noţiuni de reţele sociale. Lucrarea „Prezenţa socială şi afectivă în comunicarea bazată pe noile tehnologii” semnată de Ana-Maria Marhan trece în revistă rezultatele unor studii asupra modalităţilor de sprijinire tehnologică a comunicării emoţiilor în mediile de comunicare bazate pe text. Lucrarea „Comunităţile online: abordări, principii, dileme” este redactată de Irina Cristescu, încercând o fundamentare sociologică şi informatică a proiectării comunităţilor online.

Secţiunea Servicii web şi aplicaţii mobile include lucrările următoare. „Folosirea serviciilor web de pe dispozitive mobile. Aplicaţie pentru mediul universitar” e semnată de Emil Stănescu, Ileana Stănescu, Răzvan Zota şi Laura Stănescu si prezintă arhitectura şi detaliile tehnice ale unui sistem de informare bazat pe tehnologia serviciilor web, accesibil de pe dispozitive mobile. Lucrarea „Abordări privind evaluarea calităţii serviciilor publice online (E-ServEval)” îl are ca autor pe Alexandru Balog şi trece în revistă modalităţile existenţe de evaluare a calităţii serviciilor publice online, propunând un sistem original multifactorial de evaluare calitativă a serviciilor publice din România. Contribuţia „Atribute hedonice şi pragmatice în determinarea experienţei utilizatorului de telefonie mobila” este semnată de Daniela-Maria Onacă, Andreia Daniela Mureşan şi Horia D. Pitariu, referindu-se la o cercetare pe bază de chestionar a satisfacţiei utilizatorului de telefonie mobilă. Rezultatele evidenţiază importantă considerării atributelor hedonice (e.g., plăcerea utilizării) în proiectarea interfeţelor-utilizator.

O altă secţiune este HCI în sisteme de e-learning care cuprinde lucrările descrise în continuare. „Colaborarea în mediile de e-learning – aspecte psihologice şi tehnologii actuale” este scrisă de Alexandru D. Iordan şi prezintă o trecere în revistă a aspectelor psihologice care trebuie luate în considerare în proiectarea sistemelor de facilitare a învăţării colaborative. Lucrarea „Tehnici de adnotare grafică în e-learning” semnată de Teodor Stefănuţ şi Dorian Gorgan prezintă o aplicaţie de adnotare a imaginilor bi- şi tri-dimensionale şi rezultatele implementării acestei aplicaţii într-un mediu e-learning. Lucrarea „Creşterea eficienţei didactice a jocului pe calculator prin procesarea informaţiei la nivel acţional, iconic şi verbal” o are drept autoare pe Verginia Creţu, evidenţiind valoarea didactică a jocurilor computerizate proiectate pe principii psihologice pentru elevii cu deficienţe mintale.

Secţiunea Interfeţe multimodale cuprinde două lucrări cu caracter informativ. Lucrarea „Soluţii Java pentru transmisie vocală în timp real utilizând protocolul UDP” este semnată de Felix Titus Furtună şi Marian Dârdală, încercând să atragă atenţia comunităţii RoCHI asupra existenţei de soluţii optime şi ieftine de captare, transport şi redare a datelor audio în diferite tipuri de reţele de utilizatori. Lucrarea „Sistem multimedia distribuit pentru interacţiunea om-calculator” o are ca autoare pe Adriana Reveiu şi prezintă unui sistem distribuit pentru achiziţia, controlul şi gestiunea fluxurilor multimedia cu posibile aplicaţii în interacţiunea om-calculator.

viii

Volumul de faţă mai conţine rezumatele în engleză ale lucrărilor prezentate mai sus, precum şi

rezumatele extinse ale prezentărilor din cadrul celor două ateliere de lucru – Tehnologiile informaţiei şi comunicaţiilor în sprijinul persoanelor cu nevoi speciale si Şabloane de interacţiune – din prima zi a conferinţei.

Încheiem această prefaţă mulţumind evaluatorilor voluntari din grupul RoCHI şi tuturor persoanelor implicate în organizare. Nu în ultimul rând, exprimăm gratitudinea noastră sponsorilor şi susţinătorilor conferinţei RoCHI 2008. Ion Juvină Preşedintele Comitetului de Program

Sabin-Corneliu Buraga Preşedintele Conferinţei

Model-Driven Engineering of User Interfaces: Promises, Successes, Failures, and Challenges

Jean Vanderdonckt Belgian Laboratory of Computer-Human Interaction (BCHI),

Louvain School of Management (IAG), Université catholique de Louvain, Place des Doyens, 1 – B-1348 Louvain-la-Neuve (Belgium)

Phone: +32 10/478525 – Fax: +32 10/478324 – Skype: jeanvdd1712

[email protected], http://www.isys.ucl.ac.be/bchi/members/jva http://www.usixml.org, http://www.similar.cc, http://www.openinterface.org

ABSTRACT Model-driven engineering (MDE) of user interfaces consists in describing a user interface and aspects involved in it (e.g., task, domain, context of use) in models from which a final interface is produced. With one big win in mind: when the user’s re-quirements or the context of use change, the models change ac-cordingly and so does the supporting user interface. Models and a method for developing user interfaces based on MDE are pre-sented in this tutorial supporting forward engineering (a new in-terface is produced), reverse engineering (an existing interface is improved), and lateral engineering (an existing interface is adapted to a new context of use). Software supporting this method will be used based on UsiXML (User Interface eXten-sible Markup Language), a XML-compliant user interface de-scription language.

Categories and Subject Descriptors D.2.2 [Software Engineering]: Design Tools and Techniques – Computer-aided software engineering (CASE), Evolutionary prototyping, Structured Programming, User Interfaces. H.5.2 [Information Interfaces and Presentation (e.g., HCI)]: User interfaces – Graphical user interfaces, Interaction styles, Input devices and strategies, Prototyping, Voice I/O.

General Terms Design, Experimentation, Human Factors, Standardization, Languages.

Keywords Domain model, model-driven architecture, model-driven engi-neering, model-to-model transformation, model-to-code trans-formation, software quality, task model, user interface descrip-tion language, user interface model.

1. INTRODUCTION In the past, many attempts to establish a comprehensive model-driven approach for developing the User Interface (UI) of an in-teractive application have been launched: from information re-lated task (what are the actions carried out by the user), domain (what are the objects manipulated in this task), user (who is the user), platform (what is the computing platform), environment (in which environment is the user working), the presentation, the dialog, the help, the tutorial of one or many UIs should be derived. Today, no consensus has been reached and no method has really emerged from these initiatives, namely by lack of standardization, but also because the aims and goals may largely vary from one interactive application to another. In this paper, we would like to review the main principles that under-pin model-driven engineering of user interfaces in order to make the promises of this methodology more explicit. Then, we would like to examine more closely the three dimensions of

such a methodology (i.e., the models, the method, and the tools) in order to discuss some successes and failures of this kind of methodology. Finally, we would like to conclude by identifying a series of challenges that should be solved for the future for unlocking the breaks that remain unsolved. Since 1997, the Ob-ject Management Group (OMG – www.omg.org) [28] has launched an initiative called Model-Driven Engineering (MDE) to support the development of complex, large, interactive soft-ware systems providing a standardized architecture with which:

– Systems can easily evolve to address constantly evolving user requirements.

– Old, current and new technologies can be harmonized. – Business logic can be maintained constant or evolving in-

dependently of the technological changes. – Legacy systems can be unified with new systems. In MDA, a systematic method is recommended to drive the de-velopment life cycle to guarantee some form of quality of the resulting software system. Four principles underlie the OMG’s [28] view of MDA [3,17,20,25]:

1. Models are expressed in a well-formed unified notation and form the cornerstone to understanding software systems for enterprise scale information systems. The semantics of the models are based on meta-models.

2. The building of software systems can be organized around a set of models by applying a series of transformations be-tween models, organized into an architectural framework of layers and transformations: model-to-model transforma-tions support any change between models while model-to-code transformation are typically associated with code pro-duction, automated or not.

3. A formal underpinning for describing models in a set of meta-models facilitates meaningful integration and trans-formation among models, and is the basis for automation through software.

4. Acceptance and adoption of this model-driven approach re-quires industry standards to provide openness to consumers, and foster competition among vendors

In this approach, models are applied in all steps of development up to a target platform, providing source code, deployment and configuration files,… MDE has been applied to many kinds of business problems and integrated with a wide array of other common computing technologies, including the UI area.

Not all model-driven UI development environments or devel-opment methods can pretend to be compliant with these princi-ples. If we apply OMG’s principles to the UI development life cycle, it means that models should be obtained during steps of development until providing source code, deployment and con-figuration files. MDA has been applied to many kinds of busi-ness problems and integrated with a wide array of other com-

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

1

mon computing technologies. The following definition was ap-proved unanimously by 17 participants of the ORMSC plenary session meeting in Montreal on 23-26 August 2004. The stated purpose of these two paragraphs was to provide principles to be followed in the revision of the MDA guide.

MDA is an OMG initiative that proposes to define a set of non-proprietary standards that will specify interoperable technologies with which to realize model-driven develop-ment with automated transformations. Not all of these tech-nologies will directly concern the transformation involved in MDA. MDA does not necessarily rely on the UML, but, as a specialized kind of MDD (Model Driven Development), MDA necessarily involves the use of model(s) in develop-ment, which entails that at least one modeling language must be used. Any modeling language used in MDA must be described in terms of the MOF language to enable the meta-data to be understood in a standard manner, which is a pre-condition for any activity to perform automated transforma-tion.

This definition emphasizes that models are not enough in order to have a fully-MDA compliant UI development environment. Some environments may includes models, but do not rely on a transformational approach as there in no transformation engine based on explicit transformations rules that can be edited by the designer. Or because there is no genuine modelling language behind. It is not just because there is a XML language that a genuine modelling language may exist. This demonstrates that in order to have a full MDA development methodology (and not just a tool), three dimensions should be covered [2]:

1. A genuine UI model or set of related models that are strongly defined based on a trilogy (semantics, syntax, sty-listics) as any language should be defined [35]. Offering a XML language does not necessarily include this trilogy. Therefore, a UI model should be supported by a User Inter-face Description Language (UIDL) or modelling language that cover this trilogy.

2. A development method that is explicitly based on the previ-ously introduced models and that provides explicit meth-

odological guidance and support to designers and to all people who are involved in the Software Development Life Cycle (SDLC).

3. A tool (or a suite of software tools) that support the enact-ment of the development method. It is not because a tool is available that a development method has been rigorously defined. Of course, a tool may induce some method, but this process remains poorly defined in a way that is implicit to the tool. A tool should be explicitly developed in order to support a development method, and not just what we have in mind.

These three dimensions of a genuine development methodology (or approach) will be addressed in the next sections. First, a general outline and framework will be given, then a particular section will be devoted to each dimension: models, method, and supporting tool.

2. TOWARDS A MDE-COMPLIANT APPROACH FOR USER INTERFACE DEVELOPMENT

Our main goal is to examine the experience gained by existing model-driven approaches for developing UIs and to introduce the audience to the development of UIs based on MDE based on this experience. The particular objective is to teach how to practically setup, deploy, and apply a MDE-compliant ap-proach. The one that is outlined here is based on UsiXML (User Interface eXtensible Markup Language – http://www.usixml. org) as a UIDL, but the observations are independent of this language and could be equally applied to other UIDLs such as UIML [15], XIML (www.ximl.org). In [35], we explain that one single UIDL does not fit all and that it is impossible to find out in one UIDL all the qualities required to successfully run a MDE-compliant approach. This UI description language is uni-formly used throughout the different steps of a MDE-compliant development life cycle to store the models involved in the vari-ous processes.

UsiXML model:Abstract user

interface

UsiXML model:Concrete user

interface

Rendering

Final userinterface

UsiXMLmodels: task,

domainGenerative

programming

Graphtransformations

Graphtransformations

Derivation rules

IdealXML

ReversiXML

FlashiXML, QtkXMLGrafiXML, InterpiXML

VisualiXML

TransformiXML

GrafiXML, VisiXMLSketchiXML, FormiXML

PlastiXML, ComposiXML

KnowiXML

UsiXML Method engineering

Computing-IndependentModel (CIM)

Platform-IndependentModel (PIM)

Platform-SpecificModel (PSM)

Code

UsiXML model:Abstract user

interface

UsiXML model:Concrete user

interface

Rendering

Final userinterface

UsiXMLmodels: task,

domainGenerative

programming

Graphtransformations

Graphtransformations

Derivation rules

IdealXML

ReversiXML

FlashiXML, QtkXMLGrafiXML, InterpiXML

VisualiXML

TransformiXML

GrafiXML, VisiXMLSketchiXML, FormiXML

PlastiXML, ComposiXML

KnowiXML

UsiXML Method engineering

Computing-IndependentModel (CIM)

Platform-IndependentModel (PIM)

Platform-SpecificModel (PSM)

Code

Figure 1. The MDE-compliant approach for UI development based on UsiXML. Figure 1 outlines the MDE-compliant approach for developing UIs decomposed into four major steps that result from the Cameleon Reference Framework [4,40]:

1. Task and domain modelling (corresponding to the Com-putting-Independent Model –CIM– in MDE): where a model is provided for the end user’s task, the domain of ac-

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

2

tivity and, if needed, the context of use (user, platform, and environment). This step is supported by IdealXML [34]. Fig. 2a graphically depicts a task model expressed accord-ing to CTT notation [31]. This task model has been ex-tended with new task types, attributes, and relationships.

2. Abstract User Interface (corresponding to the Platform-Independent Model –PIM– in MDE): this level describes potential user interfaces independently of any interaction modality and any implementation technology. It defines ab-stract containers and individual components, two forms of Abstract Interaction Objects by grouping subtasks accord-ing to various criteria, a navigation scheme between the container and selects abstract individual component for each concept so that they are independent of any modality. An AUI abstracts a CUI into a UI definition that is inde-pendent of any modality of interaction (e.g., graphical in-teraction, vocal interaction, speech synthesis and recogni-tion, video-based interaction, virtual, augmented or mixed reality). An AUI can also be considered as a canonical ex-pression of the rendering of the domain concepts and tasks in a way that is independent from any modality of interac-tion. An AUI is considered as an abstraction of a CUI with respect to interaction modality. At this level, the UI mainly consists of input/output definitions, along with actions that need to be performed on this information. This step is also supported by IdealXML [34]. Fig. 2b graphically repro-duces a AUI.

3. Concrete User Interface (corresponding to the Platform-Specific Model –PSM– in MDE): this level describes a po-tential user interface after a particular interaction modality has been selected (e.g., graphical, vocal, multimodal). This step is supported by several tools helping designers and de-velopers to edit, build, or sketch a user interface. For in-stance, SketchiXML [6,7] (figure 3), GrafiXML [24], For-miXML, ComposiXML [18], PlastiXML [5] and VisiXML for graphical user interfaces. It concretizes an abstract UI for a given context of use into Concrete Interaction Objects (CIOs) so as to define widgets layout and interface naviga-tion. It abstracts a final UI into a UI definition that is inde-pendent of any computing platform. Although a CUI makes explicit the final Look & Feel of a final UI, it is still a mock-up that runs only within a particular environment. A CUI can also be considered as a reification of an AUI at the upper level and an abstraction of the final UI with respect to the platform. Fig. 2c reproduces a CUI for a graphical target environment. Each tool pursues a particular goal. Some of them will be exemplified into more details later on in this paper.

4. Final User Interface (corresponding to the code level in MDE): this level is reached when the code of a user inter-face is produced from the previous levels. This code could be either interpreted or compiled. We hereby define a ren-dering engine as a software component (or set of compo-nents) that are able to interpret a UsiXML file expressed at the CUI level and to run it or a code compiler that (semi-automatically generate code from a UsiXML file expressed at the CUI level. Another level could be imagined as well, but does not present any particular interest. Fig. 2d deter-mines a final UI corresponding to the CUI given in Fig. 2c.

Task & domain

AUI level

CUI level

FUI level

Task & domain

AUI level

CUI level

FUI level

Figure 2. The four levels: (a) task and domain, (b) abstract

UI, (c) concrete UI, and (d) final UI.

Figure 3. SketchiXML, a tool for sketching a user interface.

3. MODELS Before examining closely what are the challenges regarding the ‘models’ dimension, let us detail more the models of concern in UsiXML. UsiXML is a collection of models for specifying a UI, some of them being used to support a particular level, some other being used to support a transition from one level to an-other:

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

3

• Task model: is a model describing the interactive task as viewed by the end user interacting with the system.

• Domain model: is a description of the classes of objects manipulated by a user while interacting with a system.

• Mapping model: is a model containing a series of related mappings between models or elements of models.

• Transformation model: Graph Transformation (GT) tech-niques based on AGG [9] were chosen to formalize explicit transformations between any pair of models, except from the FUI level.

• Context model: is a model describing the three aspects of a context of use in which a end user is carrying out an inter-active task with a specific computing platform in a given surrounding environment. Consequently, a context model consists of a user model, a platform model, and an environ-ment model. Each of these three facets is itself a model.

• auiModel: is the model describing the UI at the abstract level as previously defined.

• cuiModel: is the model describing the UI at the concrete level as previously defined.

• Process model: is a model organizing tasks in time and space in order to form high-level business processes.

• Workflow model: is a model structuring business processes into a workflow information system.

• Resource model: is a model specifying resources that can be consumed by tasks specified in task models.

In UsiXML, the uiModel is the topmost super class containing common features shared by all component models of a UI that may contain any combination of the aforementioned models. This raises the following intertwined challenges that are related to models only. It does not depend from any method relying on these models. But a difficulty already raised at this level may be exacerbated at the next level.

C1. Need to ensure quality properties of a model Each used model should in principle benefit from a certain amount of quality properties. Table 1 summarizes some of these properties and Meyer’s seven sins of specification reformulated in order to address modeling quality. For instance, a model should be at least complete, consistent, and correct. This is a heavy assumption that is rarely met. A model is rarely complete because it suffers from an intrinsic incompleteness. But once it is written, it could be consistent and correct. Model checking techniques can automate this process.

C2. Need to cover semantics, syntax, and stylistics Continuing with the language definition one can say that syntax deals solely with the form and structure of symbols in a lan-guage without any consideration given to their meaning. The abstract syntax is defined as the hidden structure of a language, its mathematical background. FlowiXML [14] uses directed graph as abstract syntax. A concrete syntax is an external ap-pearance; the visual syntax consists of boxes and arrows, a somewhat classic representation for a graphical structure. This visual syntax will be mainly used to in this work as an expres-sion means for the transformation rules that are going to be de-veloped in a future. The textual syntax is described using an XML-based language. The objective of stylistics is to provide a representation of a set of defined objects in order to facilitate their understanding and manipulation in tools. The representa-tion can be of different types (e.g., graphical, textual). If one of the three aspects of the trilogy (semantics, syntax, stylistics) is not rigorously defined, one may fail to ensure the quality prop-erties defined in Table 1. For instance, a UIDL suffering from no semantics may suffer from incorrection, lack of expressive-ness, and lack of separability. A UIDL suffering from no stylis-tics may suffer from stylistic incompleteness and, therefore, from lack of expressiveness.

Property Definition Completeness Ability of a model to abstract all real world aspects of interest via appropriate concepts and relations Stylistic com-pleteness

Ability of a model to represent all real world aspects of interest via appropriate stylistics of the concepts and relations

Consistency Ability of a model to produce an abstraction in a way that reproduces the behaviour of the real world aspect of interest in the same way throughout the model and that preserves this behaviour throughout any manipulation of the model.

Correction Ability of a model to produce an abstraction in a way that correctly reproduces the behaviour of the real world aspect of interest

Expressiveness Ability of a model to express via an abstraction any real world aspect of interest Concision Ability of a model to produce concise, compact abstractions to abstract real world aspects of interest Separability Ability of models to univocally classify any abstraction of a real world aspect of interest into one single model

(based on the principle of Separation of Concerns from Dijkstra [8]) Correlability Ability of models to univocally and unambiguously establish relationships between models to represent a real

world aspect of interest Integrability Ability of models to concentrate and integrate abstractions of real world aspects of interest into a single model

or a small list of them. Meyer’s speci-fication sin [23]

Definition

Noise Characteristic of a model that abstract aspects that do not correspond to anything in the real world aspects Silence Characteristic of a model that does not abstract a real world aspect Contradiction Characteristic of a model that provides two or more different abstractions of the same real world aspect, but in

different ways that raise a contradiction between them Surspecification Characteristic of a model that overly abstracts a real world aspect into unneeded abstractions Ambiguity Characteristic of a model that provides two or more abstractions of the same real world aspect without know-

ing which one corresponds truly to the real world aspect Redundancy Characteristic of a model that provides two times the same abstraction (or more) of the same real world aspect Incoherence Characteristic of a model that provides an abstraction that does not reflect the true behaviour of a real world

aspect Table 1. Quality properties of a model and the Meyer’s seven specification sins.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

4

C3. Difficulty of identifying the minimal amount of models In order to ensure a particular development path, it is not com-pulsory to define all models for a particular interactive system. Rather, there is a strong need to identify first which models are needed, and to which level of modeling, and then to proceeding with them until the final UI. Depending on the project type and resources, fewer or more models could be used. On the one hand, only a CUI is required to get a final UI, whether it is in-terpreted or compiled. This is for a minimum budget. On the other hand, one may really go through all the four levels as out-lined in Fig. 1 whether budgets permits. In this case, it is ex-pected that the resulting quality will be better and that the specifications resulting from this process will generate wins. Between these two extremes positions, it is always difficult to identify which models are needed, which models to start from, which models to obtain progressively. Method engineering [37] is trying to address this challenge particularly.

C4. Risk of Model Proliferation The more complicated the final UI is, the more models are needed and the more relationships between these models should be established to ensure correlability, while maintaining sepa-rability. This may result into a model proliferation that may re-duce the attractivity and the feasibility of the complete method-ology. For instance, a task model may be needed in some cir-cumstances. But even when it is needed, it is perhaps not enough [29].

4. METHOD MDE-compliant development of UI have also recognized methodological advantages: 1. Advantages in terms of methodology: It is a widely

accepted software engineering principle to start a software development cycle with a specification stage. The MDE supports a user-centred and UI-centred development life cycle: it lets designers work with tasks, users and domain concepts instead of thinking in engineering terms.

2. Advantages in terms of reusability: In a multi-target context [4], MDE tools can provide automatic portability across the different targets [26]. The availability of a complete description of the interface in a declarative form allows the reuse of some interface components [26].

3. Advantages in terms of consistency: This approach ensures some form of consistency between the early phases of the development cycle (i.e., requirements analysis, specification) and the final product [25]. In a multi-target context [4], it also guarantees a minimal consistency between the UI generated for different targets. This is not always possible when using traditional techniques where the development of each version of the UI is likely to be performed separately.

Therefore, we are facing some more challenges that are pertaining to the method dimension.

C5. Support annotation-based UI design Not all information related to the UI objects can be captured in any existing UI builder that fits all the purposes. This is also applicable to UsiXML: although a conceptual representation is maintained, e.g. for both a CUI and a AUI, possibly along with a context model, it cannot capture all design aspects through the underlying model. Therefore, there is a need to provide some support for annotation-based design. An annotation is defined as any information captured at UI design-time that needs to be further exploited in the remainder of the UI development life cycle. It could be a guideline for a model-to-code generator, a

model-to-model transformation engine, or simply for human purposes. Several types of annotations are defined: Presenta-tion (any guideline related to presenting information such as a metric, a convention), Specification (any guideline related to the connection with the data base, such as the data type), Veri-fication (any syntactical or semantic constraint to be verified, such as a mask, a profile, or a regular Perl expression), Discus-sion (any design consideration that requires further attention and refinement) and Tools (any guideline that will be exploited later on by other software for automatic processing). All these annotation types have options such as task, domain for Specifi-cation, description for Presentation, etc. For instance, SketchiXML is a multi-fidelity [7] software for sketching a UI which can export a UI into a UsiXML file. This file can then be in turn imported in GrafiXML [24] and refined. Or in the other way around. When multiple designers collaborate in the design case, an annotation can be refined with a sub-type such as “de-cision”, “proposition” or “argumentation” to capture at design-time multiple or alternative UI design considerations and facili-tate the decision. An annotation can be augmented by text, im-age (e.g. a drawing), sound or voice (e.g., a vocal comment). Annotations are saved in the UsiXML description.

C6. Support (de)composition Composition or decomposition of the UI elements may occur in any situation when previously defined or existing elements should be reused for another project or interactive system. In particular, the problem of multi-device UIs [26] has received a lot of attention that concluded on a plethora of approaches and algorithms [10]. For instance, a GrafiXML plug-in, called ComposiXML [18], has been developed in order to compose and decompose existing GUIs. In UI builders, UI recomposition is traditionally performed by copying and pasting UI controls of interest from one UI to another one, thus requiring many manual adjustments such as alignment, resizing, reshuffling. These operations, although simple, are often perceived as tedi-ous [27]. To overcome these shortcomings, the Operator allows the designer to select one or two GrafiXML projects, that is one or two UsiXML files, and make some composition or decom-position operations on these UI, which are as follows (Fig. 4):

Unary Operators: these operators are used to operate on a single UI at a time. They are used to filter, remove widgets or change a kind of widget by another.

Binary Operators: these operators are used to compose a single UI from different UIs. You can choose to remove duplicated items or select only those items. For instance, we can merge three windows into a single one in a single logi-cal operation.

Figure 4. Unary and binary operators offered by

ComposiXML.

C7. Support multi-path development of UIs Even if a method is properly structured according to the well-identified MDE levels, it does not mean that it will fit the de-velopment procedures established since a long time in a par-ticular organization. These procedures are hard to change not only because of the habitudes but also because of the cost in-

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

5

duced by this change. For instance, a particular organization may prefer to have a top-down forward engineering approach, while another may prefer a bottom-up reverse engineering ap-proach. When several different UIs should be produced for multiple targets, diagonal engineering [40] may be also pur-sued. This all stems for a framework that supports multiple de-velopment paths possible with the same models and language.

C8. Support multi-fidelity Because building a model is a complex and long process that does not come up with a complete, rigorously defined, model after the first step, it is perhaps desirable to allow designers to build models progressively, with varying levels of details. When such a model should be validated with the corresponding stakeholders, there is also a need to present a model in a way that is understandable to these stakeholders, and not in a way that prevent them to make any valuable comment on the model. For all these reasons, a same model could be approached with multiple levels of fidelity, ranging from none to low-fidelity to high-fidelity, with the capacity to smoothly move from one level of fidelity to another. This notion has been successfully applied to UI sketching [7 and to interface specifications [22]. This notion could be generalized to any kind of model.

C9. Support method engineering As a corollary of the multi-path development challenge appears also a need to help method engineers to develop themselves the method they want, with the tools they want operating on the model they want. Therefore, these preferences could be cap-tured a tool that fosters method engineering, instead of merely model engineering. Once a method has been properly defined, it can be applied in a straightforward way by the members of a development team. This method can also be refined, extended, modified to give another method definition. Each method defi-nition gives raise to method enactment [36,37].

5. SUPPORTING TOOLS MDE has been the target of some major criticisms regarding their supporting tools [27,38]. The main shortcomings commonly cited are: 1. High threshold (C10): the designers need to learn a new

language in order to express the UI specifications. 2. Low ceiling (C11): each model-based systems has strict

limitations on the kind of UIs they can produce and the generated UIs are generally not as good as those that could be created with conventional techniques.

3. Wide walls (C12): model-driven systems do not support a wide range of possible explorations.

4. Unpredictability (C13): it is difficult to understand and control how the specifications are connected with the final UI. Therefore, the results may be unpredictable.

5. Lack of propagation of modifications (C14): changes made to one model or to the final UI are generally not propagated to the other levels of specification.

6. System dependent and private models (C15): a lot of models are strongly tied to their associated model-based system and can not be exported. Furthermore, some model specifica-tions are neither publicly available, nor obtainable via a license

Most of these problems could be addressed, at least partially: 1. High threshold: most models can be built graphically in a

design environment, which prevents users from learning the specification language. Even if the designers have to learn the specification language, the automation of a portion of the development should reduce the development effort.

2. Low ceiling: we believe that this criticism holds only for a

specific kind of model-based generation tool, which generates the UI starting from very high level models (Task Model and/or Domain Model).

3. Wide walls: our approach considers a design space that benefits from a generative intrinsic quality. This enables designers to add design options or new values for the existing ones thus offering the possibility to extend the range of exploration.

4. Unpredictability: our approach relies on an explicit set of rules, fully documented and accessible. It offers the designer full control on the selection of those rules. The results of the application of a rule may be previewed.

5. Lack of propagation of modifications: although the problem of the impact of a modification made on a given model over the other models remains a tricky one, we will attempt to determine the side effects on the other models entailed by the application of a given rule.

6. System dependent and private models: we will make use of a UI description language publicly and freely available.

It is expected that the capabilities and the quality of automatically generated UIs and interactive applications will be expanding step by step and that in the future, perhaps a point will be reached where the capabilities of an interface builder as included in an Integrated Development Environment (IDE) and a MDE-compliant environment will become comparable. Many tools turn out to be more focused on requirements management than on providing support in extracting requirements from user needs and translating them into good UI design. After all, de-spite - or perhaps precisely because of - the vast functionality of many tools, the outcome often is unsatisfactory in terms of UI design, usability and aesthetics. This is described as the high threshold - low ceiling phenomenon of UI tools [27]. In order to easily produce some results with reasonable efforts, an IDE should have a low threshold: the threshold with which one can obtain a reasonably good UI should be as low as possible [21]. On the other hand, an IDE should have a high ceiling: the maxi-mum overall performance of the IDE should be as high as pos-sible. To these two dimensions, one usually adds a third one: wide walls (Fig. 5). An IDE should have walls that are as wide as possible, thus meaning that the range of possible UIs that can be obtained via the IDE should cover as much different UIs as possible.

Capabilities

Resources(time, experience,…)

100%

50%

Ceiling

Threshold

Firs

t gen

erat

ion

Sec

ond

gene

ratio

n

Third

gene

ratio

n

Inte

grat

edD

evel

opm

entE

nviro

nmen

ts

UI types

Walls

Capabilities

Resources(time, experience,…)

100%

50%

Ceiling

Threshold

Firs

t gen

erat

ion

Sec

ond

gene

ratio

n

Third

gene

ratio

n

Inte

grat

edD

evel

opm

entE

nviro

nmen

ts

UI types

Walls Figure 5. Threshold vs ceiling vs walls for expressing the capa-

bilities of IDEs

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

6

6. GLOBAL CHALLENGES In order to see MDE becoming more successful in the near fu-ture, we believe that the following global challenges need to be addressed explicitly and carefully, in addition to those cited.

C16. Need for a common User Interface Description Lan-guage (UIDL): in order to share files between tools and make them interoperable. But also in order to foster incrementality of efforts. Over years, we have seen too many efforts separated, thus replicating some efforts that have been previously achieved, before adding a new value. We have seen this situa-tion too many times in order not to recommend that we all use at least a same base of a UIDL. This does not mean again that a single UIDL will fit all, as proved in [35]. But at least there will be some incremental efforts based on a shared definition of a UIDL. For this purpose, the UIML (User Interface Markup Language – www.uiml.org) [15] is adopting an approach where only the minimal amount of abstractions are defined and ma-nipulated. This solution has the advantage of being lightweight all the time, but has the disadvantage that its expressivity is re-duced.

C17. Need for improved effort incrementality Having a common UIDL is already one fundamental step to-wards improving incremental research/development efforts. But it is a necessary, but insufficient, condition. Supporting tools should be developed in such a way that the basic model opera-tions and algorithms should be made easily accessible and reus-able. This is rarely the case, even with modern software like Teallach [13], Teresa [26], MultimodaliXML [34], and Win-dows transitions [39].

Figure 6. A “Minority report”-like interface based on glove. C18. Need for advanced modeling for dynamic aspects. Among all models, the dialog model is probably the one that received the least attention over the past two decades [19]. Therefore, there is an important effort to consent in order to come up with abstractions of behavioural aspects that may span over the four levels of abstraction [41]. This need is even more important as more dynamic aspects occur in recent applications (e.g., Rich Internet Applications, Web 2.0) that are not yet cov-ered by an appropriate model. They are therefore left out. Simi-larly, behavioural aspects are little or no subject to modeling in very complex applications, such as in virtual or augmented re-ality, apart perhaps the presentation aspects. Only recently, some of these advanced systems have been subject to a MDE approach because of their complexity. This may include, but not limited to: glove-based UIs [11] (fig. 6), 3D UIs [12] (Fig. 7), UI of workflow information systems [14] (fig. 8), haptic UI [16], UI specifications [21], multimodal UIs [30,34].

C19. Need for powerful transformation and rendering en-gines The attractivity of a MDE is directly proportional to the power of its rendering engines: the more abstractions a rendering en-gine can produce, the more attractive it is. This is again ex-plained by the low-threshold – high ceiling principle. Some commercially available tools, such as Oliva Nova® [25] exhibit enough rendering capabilities to become credible, but this is rarely the case of rendering engines produced by the research community. Saying that the tool T automatically generates code C from a model does not necessarily imply that the full power of the resulting C language is used. Too often, only a minimal subset is used that diminishes this attractivity. Moreover, hav-ing powerful rendering engines is not enough. One may become happy with the results generated by such a rendering engine, but there will be always another person willing to change these results. Several reasons explain this need: the desire to keep control over an application, the need to be compliant with a particular style guide, the need to cope with user preferences that were not considered in the MDE approach. Therefore, there will be always a need to tweak the results of a MDE here and there, particularly at the very end. This process is often referred to as the beautification [32]. Various solutions exist to address the tweaking problem and its beautification, such as manual tweaking, template-based modifications [25], and transforma-tion profiles [1]. The survey of transformation engines deliv-ered in [33] clearly shows that most of these transformation en-gines support little or no beautification.

Figure 7. (a) a Final UI produced in VRML; (b) manual ed-

iting of this final UI in a 3D editor (Alice).

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

7

Figure 8. FlowiXML, a graphical editor for workflow UIs.

Figure 9. Utilizing INSPECTOR for collaborative meetings

at a megapixel powerwall. © Univ. of Konstanz [21,22]

Ea to els used in this ap-

Figure 9. Example of a traceability established between a

task model resulting from business processes and UI.

7In es

ndamental for MDE of UIs to be-

face several challenges.

are Development Life Cycles in the same way

ecture that is de-C20. Need to ensure model traceability ch time a MDE approach is enacted, there will be a need

ensure the traceability between the modproach. This is partially explained by the C14 challenge (need for propagation), but this is also highly desired in order to keep an accurate history of the SDLC that has been applied for a par-ticular case. At any time questions like the following may be raised: to what part of the task model does this UI fragment cor-respond to? If I change this UI fragment, what should I change in the models that I have written in order to obtain this UI fragment? What is the cost of this modification propagation? How can I reuse UI fragments that have been derived from a task and a domain model, but in another project? Whatever the inputs of a MDE will be, this need will stay forever. For in-stance, if I start my MDE with a task and domain models, I will always have the problem of maintaining the correlability be-tween the models and the ones resulting from them until the fi-nal UI. If I am using other models, like business processes (Fig. 9), the need will be exactly the same: a need for alignment be-tween UI model and business processes [36]. Forever, there will be a better connection between models wished: so that UIs can be recuperated and transferred easily.

. CONCLUSION this paper, we identified and discussed twenty challeng

that we sincerely believe fucome successful. Some of them are really at hand while some other may require considerable efforts.

In order to become really efficient and effective, Model-Driven Engineering of User Interfaces has to Some of them have been identified and discussed in this paper. But probably the most difficult one is that the need for raising the level of abstraction will face more and more complicated aspects to abstract. The abstractions of the future will take time to be discovered, will be more complex to describe, and even more complex to generate. The more advanced the UI will be, the more complicated the abstractions will become and the more powerful the rendering engines should become. This is why MDE of UIs is more efficient in specific domains where abstractions are mastered and where repetitive systems should be produced.

MDE of UIs could be sometimes compared with respect to tra-ditional Softwhomeopathy is compared with respect to general medicine. So far, there has been little or no proof that homeopathy really cure a disease, but it has been successfully used for very determined symptoms that sometime general medicine experience some trouble to cure with. MDE of UIs is like that.

In the near future, we will be trying to articulate research/-development efforts around the software architpicted in fig. 10. In this figure, we are relying on principles of modelware, where a model repository remains at the core of the entire software architecture. At the periphery gravitates a series of tools supporting the various steps of a method defined in a method engineering. In this area, it is expected that a method engineer will be able to properly define a MDE-compliant methodology based on the project constraints and context. Once defined, the method can be enacted though method engineering tools that distribute the steps over time and space. In this way, it is expected that the various members of the development team will be able to clearly see where the project status is, what is the current progress, and what are their next task in the method that has been previously defined. This method engi-neering process largely reinforces the cohesion between the members, even if they are working remotely (as in outsourc-ing). Each step can be therefore achieved in a manual way, in an automated way, with mixed-initiative or by a borker that manages the constraints between the designer, the system, and their interaction.

Figure 10. An overview of the UsiXML future software ar-

chitecture for model and method engineering.

Multi-viewModel editor Browser Validator Repair

tool

Model repository ofUIDLmodels

UIDL cases repositoryUIDL model patterns

UIDL XML SchemaDefinition

Syntaxerrors

Model checker

Design assistance tools

UIDL to - - -rendering engines

WAP definition

C++, Java code

VoiceXML definition

SHTML definition

HTML definition

. . .

Model initiator

Model transformation engine

Model binder

Guideline evaluator Design, evaluationGuidelines bases

Knowledgebases

Localizer/globalizer

Data basegenerator

Data bases

Case-Based Reasoning engine

Intelligentagents

Model manager

SchematizerMeta-modeleditor

Meta-models

Model propertiesMulti-view

Model editor Browser Validator Repairtool

Model repository ofUIDLmodels

UIDL cases repositoryUIDL model patterns

UIDL XML SchemaDefinition

Syntaxerrors

Model checker

Design assistance tools

UIDL to - - -rendering engines

WAP definition

C++, Java code

VoiceXML definition

SHTML definition

HTML definition

. . .

Model initiator

Model transformation engine

Model binder

Guideline evaluator Design, evaluationGuidelines bases

Knowledgebases

Localizer/globalizer

Data basegenerator

Data bases

Case-Based Reasoning engine

Intelligentagents

SchematizerMeta-modeleditor

Meta-modelsMeta-

models

Model manager

Model properties

Task Model User Interface

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

8

8. ACKNOWLEDGMENTS Most of the research and the development of UsiXML contents of this paper has been initiated

and the by the European pro-

onckt, J., Valverde, F., Pastor, O. Us-t Model Transformations in Model-

th

er interface development

Int. Conf. on

. In

ced Visual Inter-

3).

tion, and Verification of

ain Extraction. Proc. of 10 Int. Conf. on Design,

es CADUI’2008 (Albacete, 11-13

erification of Interac-

onckt, J. GrafiXML, A Multi-Target

Autonomic and Autonomous Systems

tions on Software En-

3-28.

ject CAMELEON (Context Aware Modelling for Enabling and Leveraging Effective interactiON, FP5-IST4-2000-30104) and continued under the auspices of SIMILAR (FP6-IST1-2003-507609, http://www.similar.cc), the OpenInterface Foundation (FP6-IST4, www.openinterface.org) and the UsiXML Consor-tium (www.usixml.org).

9. REFERENCES [1] Aquino, N., Vanderd

ing Profiles to SupporDriven User Interfaces Development. In Proc. of 7 Int. Conf. on Computer-Aided Design of User Interfaces CADUI’2008 (Albacete, 11-13 June 2008). Springer, Ber-lin (2008)

[2] Bodart, F., Pigneur, Y. Conception assistée des systèmes d’information : modèles, méthode, outils. Dunod, Paris (1989)

[3] Brown, A. An introduction to Model Driven Architecture - Part I: MDA and today’s systems. The Rational Edge (12 January 2004). Accessible at http://www-106.ibm.com/ developeworks/rational/library/3100105.html

[4] Calvary, G., Coutaz, J., Thevenin, D., Limbourg, Q., Bouillon, L., Vanderdonckt, J. A Unifying Reference Framework for Multi-Target User Interfaces. Interacting with Computer 15,3 (2003) 289–308

[5] Collignon, B., Vanderdonckt, J., Calvary, G. An Intelligent Editor for Multi-Presentation User Interfaces. In Proc. of

rd23 Annual ACM Symposium on Applied Computing SAC’2008 (Fortaleza, 16-20 March 2008). ACM Press, New York (2008) 1634–1641.

[6] Coyette, A., Vanderdonckt, J. A Sketching Tool for De-signing Anyuser, Anyplatform, Anywhere User Interfaces.

thIn Proc. of 10 IFIP TC 13 Int. Conf. on Human-Compu-ter Interaction INTERACT’2005 (Rome, 12-16 September 2005). LNCS, Vol. 3585. Springer, Berlin (2005) 550–564.

[7] Coyette, A., Kieffer, S., Vanderdonckt, J. Multi-Fidelity Prototyping of User Interfaces. In Proc. of 11th IFIP TC 13 Int. Conf. on Human-Computer Interaction INTER-ACT’2007 (Rio de Janeiro, September 10-14, 2007). LNCS, Vol. 4662. Springer, Berlin (2007) 149–162.

[8] Dijkstra, E.W. The discipline of programming, Prentice Hall, Engelwood Cliffs (1976)

[9] Ermel, C., Rudolf, M., Taentzer, G. The AGG-Approach: Language and Tool Environment. In: H. Ehrig, G. Engels, H.-J. Kreowski, G. Rozenberg (eds.), Handbook on Graph Grammars and Computing by Graph Transformation. Vol. 2. World Scientific (1999) 551–603.

[10] Florins, M., Montero, F., Vanderdonckt, J., Michotte, B. Splitting Rules for Graceful Degradation of User Inter-

thfaces. In Proc. of 10 ACM Int. Conf. on Intelligent User Interfaces IUI’2006 (Sydney, 29 January-1 February 2006). ACM Press, New York (2006) 264–266.

[11] Garcia, J., Molina, J.P., Martinez, D., Garcia, A.S., Gon-zalez, P., Vanderdonckt, J. Prototyping and Evaluating Glove-Based Multimodal Interfaces. Journal of Multimo-dal User Interfaces, Vol. 2, No. 1, 2008.

[12] Gonzalez, J.M., Vanderdonckt, J., Arteaga, J.M. A Method for Developing 3D User Interfaces of Information Systems.

thIn Proc. of 6 Int. Conf. on Computer-Aided Design of User Interfaces CADUI’2006 (Bucharest, 6-8 June 2006). Springer, Berlin (2006) 85–100.

[13] Griffiths T., Barclay, P.J., Paton, N.W., McKirdy, J., Ken-nedy, J.B., Gray, P.D., Cooper, R., Goble, C.A., da Silva, P.P. Teallach: A Model-based usenvironment for object databases. Interacting with Com-puters 14, 1 (2001) 31–68.

[14] Guerrero García, J., Lemaigre, Ch., Vanderdonckt, J., González Calleros, J.M. Model-Driven Engineering of Workflow User Interfaces. In Proc. of 7th

Computer-Aided Design of User Interfaces CADUI’2008 (Albacete, 11-13 June 2008). Springer, Berlin (2008).

[15] Helms, J., Schaefer, R., Luyten, K., Vermeulen, J., A-brams, M., Coyette, A., Vanderdonckt, J. Human-Centered Engineering with the User Interface Markup LanguageSeffah, A., Vanderdonckt, J., Desmarais, M. (eds.), “Hu-man-Centered Software Engineering”, Chapter 7. HCI Se-ries, Springer, London (2008) 141–173.

[16] Kaklanis, N., Gonzalez, J.M., Vanderdonckt, J., Tzovaras, D. A Haptic Rendering Engine of Web Pages for Blind Users. Proc. of 9th Int. Conf. on Advanfaces AVI'2008 (Naples, May 28-30, 2008). ACM Press, New York (2008) 437–440.

[17] Kleppe, A.,Warmer, J., Bast, W. MDA Explained: The Model Driven Architecture: Practice and Promise. Addi-son-Wesley, New York (200

[18] Lepreux, S., Vanderdonckt, J., Michotte, B. Visual Design of User Interfaces by (De)composition. In Proc. of 13th Int. Workshop on Design, SpecificaInteractive Systems DSV-IS’2006 (Dublin, 26-28 July 2006). LNCS, Vol. 4323. Springer, Berlin (2006) 157–170.

[19] Luyten, K., Clerckx, T., Coninx, K., Vanderdonckt, J. Derivation of a Dialog Model from a Task Model by Activ-ity Ch th

Specification, and Verification of Interactive Systems DSV-IS’2003 (Madeira, 4-6 June 2003). LNCS, Vol. 2844. Springer, Berlin (2003) 203–217.

[20] Mellor, S.J., Scott, K., Uhl, A., Weise, D. MDA Distilled: Principles of Model-Driven Architecture. Addison-Wes-ley, New York (2004).

[21] Memmel, T., Reiterer, H. Inspector: Interactive UI Speci-fication Tool. In Proc. of 6th Int. Conf. on Computer-Aided Design of User InterfacJune 2008). Springer, Berlin, 2008.

[22] Memmel, T., Vanderdonckt, J., Reiterer, H. Multi-Fidelity User Interface Specifications. In Proc. of 15th Int. Work-shop on Design, Specification, and Vtive Systems DSV-IS’2008 (Kingston, July 16-18, 2008). Lecture Notes in Computer Sciences, Vol. 5136. Springer, Berlin (2008) 43–57.

[23] Meyer, B. On formalism in specifications. IEEE Software, January 1985.

[24] Michotte, B., VanderdUser Interface Builder based on UsiXML. In Proc. of 4th Int. Conf. onICAS’2008 (Gosier, 16-21 March 2008), IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, 2008, pp. 15-22.

[25] Molina, J.C., Pastor, O. MDA in Practice: A Software Production Environment Based on Conceptual Modelling, Springer-Verlag, Berlin, June 2007.

[26] Mori, G., Paternò, F., Santoro, C. Design and Develop-ment of Multidevice User Interfaces through Multiple Logical Descriptions. IEEE Transacgineering 30, 8 (August 2004) 507–520.

[27] Myers, B.A., Hudson, S.E., Pausch, R.F. Past, present and future of user interface software tools. ACM Trans. On Computer-Human Interaction 7, 1 (2000)

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

9

[28] OMG: Model Driven Architecture (MDA). Document number ormsc/2001-07-01. (2001).

[29] Palanque, P., Bastide, R., Winckler, M. Automatic Gen-

Human-Computer In-

t, J., España, S., Panach, I., Pas-

13 Int.

Ask Models and

ser Interfaces based on UsiXML. In

pment of Plastic Multimodal User

-Driven Approach for Organizational

k MOdels

fication and Verification of Interactive Systems

-

ced Inf. Systems Engineering

Design, Specification, and

eration of Interactive Systems: Why A Task Model is not Enough. Proc. of 10th Int. Conf. onteraction HCI Int.’2003 (Heraklion, June 22-27, 2003). Lawrence Erlbaum Associates, Mahwah (2003) 198–202.

[30] Palanque, Ph., Schyn, A. A Model-Based Approach for Engineering Multimodal Interactive. Proc. of 9th IFIP TC 13 Int. Conf. on Human-Computer Interaction Inter-act’2003 (Zurich, 1-5 September 2003). IOS Press, Am-sterdam (2003) 543-550.

[31] Paternò, F. (1999). Model Based Design and Evaluation of Interactive Applications. Springer Verlag, Berlin.

[32] Pederiva, I., Vanderdoncktor, O. The Beautification Process in Model-Driven Engi-neering of User Interfaces. In Proc. of 11th IFIP TCConf. on Human-Computer Interaction INTERACT’2007 (Rio de Janeiro, September 10-14, 2007). LNCS, Vol. 4662. Springer, Berlin (2007) 409-422.

[33] Pérez-Medina, J.L., Dupuy-Chessa, Front, A. A Survey of Model Driven Engineering Tools for User Interface De-sign. Proc. of 6th Int. Workshop on TDIAgrams TAMODIA'2007 (Toulouse, November 2007). LNCS, Vol. 4849.

[34] Stanciulescu, A., Limbourg, Q., Vanderdonckt, J., Mi-chotte, B., Montero, F. A Transformational Approach for Multimodal Web UProc. of 7th ACM Int. Conf. on Multimodal Interfaces ICMI’2005 (Trento, 4-6 October 2005). ACM Press, New York (2005) 259–266.

[35] Sottet, J.-S., Calvary, G., Coutaz, J., Favre, J.-M., Vander-donckt, J., Stanciulescu, A., Lepreux, S. A Language Per-spective on the DeveloInterfaces. Journal of Multimodal User Interfaces, Vol. 1, No. 2 (2007) 1–12.

[36] Sousa, K., Mendonça, H., Vanderdonckt, J., Rogier, E., Vandermeulen, J. User Interface Derivation from Business Processes: A ModelEngineering. In Proc. of 23rd Annual ACM Symposium on Applied Computing SAC’2008 (Fortaleza, 16-20 March 2008). ACM Press, New York (2008) 553–560.

[37] Sousa, K., Mendonça, H., Vanderdonckt, J. Towards Method Engineering of Model-Driven User Interface De-velopment. In Proc. of 6th Int. Workshop on TAsand DIAgrams TAMODIA’2007 (Toulouse, 7-9 November 2007). LNCS, Vol. 4849. Springer, Berlin (2007) 112–125.

[38] Szekely, P. Retrospective and challenges for model-based interface development. Proc. of Workshop on Design, SpeciDSV-IS'96 (Namur, June 1996). Springer, Vienna (1996)

[39] Vanderdonckt, J., Limbourg, Q., Florins, M. Deriving the Navigational Structure of a User Interface. Proc. of 9th IFIP TC 13 Int. Conf. on Human-Computer Interaction Interact’2003 (Zurich, 1-5 September 2003). IOS Press, Am-sterdam (2003) 455–462.

[40] Vanderdonckt, J. A MDA-Compliant Environment for De-veloping User Interfaces of Information Systems. In Proc. of 17th Conf. on AdvanCAiSE'05 (Porto, 13-17 June 2005). LNCS, Vol. 3520. Springer, Berlin (2005) 16–31.

[41] Winckler, M., Trindade, F., Stanciulescu, A., Vander-donckt, J. Cascading Dialog Modeling with UsiXML. In Proc. of 15th Int. Workshop on

Verification of Interactive Systems DSV-IS’2008 (King-ston, July 16-18, 2008). Lecture Notes in Computer Sci-ences, Vol. 5136. Springer, Berlin (2008) 121–135.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

10

EGALITATE DE ŞANSE PRIN PROMOVAREA ACCESIBILITĂŢII ÎN DEZVOLTAREA SISTEMELOR

INTERACTIVE

Constantin-Gelu Apostol Academia de Studii Economice din Bucureşti,

Piaţa Romană, nr.6, Bucureşti [email protected]

REZUMAT

Egalitatea de şanse pentru toţi cetăţenii este unul din conceptele larg mediatizate şi promovate pe plan internaţional, cu accente speciale în proiectele iniţiate în cadrul Uniunii Europene. Asigurarea accesibilităţii, în mod particular importantă în cazul sistemelor interactive, este una din căile prin care se poate progresa pe linia unei egalităţi de şanse reale pentru cei afectaţi de circumstanţe defavorizante, între care un loc important revine dizabilităţilor. În acest cadru, articolul îşi propune să investigheze amploarea socială a fenomenului, pe tipuri de dizabilităţi, consecinţe ale acestora asupra posibilităţilor de interacţiune ale persoanelor afectate şi iniţiativele europene de promovare a „accesibilităţii electronice” (e-Accessibility).

Cuvinte cheie

Sisteme interactive, accesibilitate, dizabilităţi.

Clasificare ACM

H.1.2. [User Machines-Systems]: Human Factors

INTRODUCERE În epoca actuală, marcată de trecerea la Societatea Informaţională (SI), o cale aparte în asigurarea egalităţii de şanse o poate reprezenta dezvoltarea adecvată a instrumentelor oferite de Tehnologia Informaţiei şi Comunicaţiilor (TIC). În scopul accelerării tranziţiei ţărilor Uniunii Europene (UE) către o economie bazată pe informaţie şi cunoaştere şi pentru a realiza un acces mai bun pentru toţi cetăţenii la noile servicii ale erei informaţionale, Comisia Europeană (CE) a lansat succesiv mai multe iniţiative, având ca obiectiv strategic crearea „Europei electronice”, gândită de la început ca o SI pentru toţi (‘eEurope – An Information Society for all’) [7], [8]. Această societate înseamnă, din perspectiva HCI, promovarea unor metode şi mijloace de interacţiune adresate persoanelor cu nevoi speciale, domeniu de interes major, corespunzând conceptului de eAccessibility. În acord cu [1], domeniul accesibilităţii electronice priveşte proiectarea produselor şi serviciilor TIC astfel încât ele să poată fi utilizate de persoanele cu dizabilităţi, fie ele permanente sau temporare, precum şi de persoanele în vârstă cu modificări specifice ale capacităţilor funcţionale.

Astfel de preocupări sunt esenţiale pentru domeniul HCI, find de remarcat eforturile de cercetare orientate către universalizarea accesului la asemenea produse şi servicii, aduse în atenţia specialiştilor în conferinţe ştiinţifice internaţionale de profil, destinate special acestei problematici, începând cu 2001 [4]. O analiză, chiar sumară, a evoluţiei numărului de persoane afectate de diverse dizabilităţi, demonstrează caracterul stringent al cerinţei de asigurare a accesibilităţii (universalităţii) în dezvoltarea sistemelor interactive. DIZABILITĂŢILE DIN PERSPECTIVĂ DEMOGRAFICĂ ŞI A DIFICULTĂŢILOR DE INTERACŢIUNE

Într-o lucrare destinată proiectanţilor terminalelor de acces public [2], se apreciază că în Europa geografică, având o populaţie de aproximativ 800 de milioane de oameni, există un număr semnificativ de persoane cu dizabilităţi.

Creşterea numărului de persoane ajunse la vârsta pensionării, estimată la peste 1% anual în următoarele două decenii, va avea ca efect şi mărirea numărului celor cu dizabilităţi, multe dintre ele fiind consecinţe naturale ale îmbătrânirii biologice. Un deceniu mai târziu [3], autorul prezintă un tablou demografic la zi al dizabilităţilor, considerând de această dată numai Uniunea Europeană, cu o populaţie de aproximativ 500 milioane de oameni, pe ansamblul celor 27 de state membre.

Remarcând că autorul foloseşte aceeaşi schemă de definire şi clasificare a dizabilităţilor, vom reţine în sinteza ce urmează numai estimările demografice din 2007, după cum urmează: • Deficienţe de vorbire şi exprimare. Deficienţele de

vorbire se pot manifesta pe un plan general, sau numai referitor la anumite aspecte ale acesteia, cum ar fi fluenţa sau volumul vocii. Dificultăţile de exprimare pot fi asociate cu deficienţe intelectuale mai generale. Numărul persoanelor cu dificultăţi de vorbire este apreciat la 1,2 milioane iar al celor cu dificultăţi de exprimare la 3 milioane.

• Deficienţe de dexteritate. Reducerea posibilităţilor de utilizare a braţelor şi a mâinilor face activităţile legate de mutarea, rotirea sau apăsarea unor obiecte dificile sau chiar imposibile. Deşi nu influenţează comunicarea verbală propriu-zisă, aceste dificultăţi îngreunează realizarea unei convorbiri telefonice sau folosirea unei game largi de alte echipamente. Numărul persoanelor cu dizabilităţi de acest tip este apreciat după cum urmează:

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

11

o Nu pot folosi degetele: 1 milion; o Nu pot folosi un braţ: 1 milion; o Putere redusă: 14 milioane; o Coordonare redusă: 7 milioane.

• Deficienţe de mobilitate. Funcţionarea deficitară a picioarelor aduce oamenii în situaţia de a depinde de un scaun cu rotile sau de un suport artificial pentru a merge. În afara celor născuţi cu astfel de dizabilităţi, acest grup include un mare număr de persoane ajunse în această situaţie din cauza accidentelor sau a vârstei. Numărul persoanelor aparţinând acestor categorii este: o Utilizatori de cărucior cu rotile: 2 milioane; o Nu se pot deplasa fără ajutor: 25 milioane.

• Deficienţe cognitive. Dislexia1 poate provoca probleme semnificative în amintirea cifrelor în ordinea corectă (de exemplu, în cazul codului numeric personal). Persoanele cu dificultăţi intelectuale pot adesea să se manifeste bine într-un mediu familiar, dar pot deveni uşor confuze când li se cere să răspundă rapid la instrucţiuni. Numărul persoanelor cu astfel de deficienţe este evaluat astfel: o Dislexie: 5 milioane; o Dificultăţi intelectuale: 15 milioane.

• Deficienţe de auz. Aceste deficienţe pot afecta întregul domeniu sau numai o parte a spectrului auditiv în care, pentru percepţia vorbirii, intervalul important este între 250 şi 4000 Hz. Termenul surd este folosit referitor la persoane cu pierderea profundă a auzului, astfel încât nu mai pot beneficia de amplificare, iar cel de hipoacuzic (hard of hearing) este folosit pentru cei cu pierderi de auz medii sau severe dar care pot beneficia de amplificare. Numărul persoanelor cu deficienţe de auz este: o Surzi: 0,5 milioane; o Hipoacuzici: 30 milioane.

• Deficienţe de vedere. Orbirea implică o pierdere totală sau aproape totală a abilităţii de a percepe forme. Vederea redusă implică o abilitate de a utiliza anumite aspecte ale percepţiei vizuale, dar cu o mare dependenţă de informaţia primită din alte surse. Persoanele cu deficienţe de vedere sunt în număr de:

o Orbi: 2 milioane; o Vedere redusă: 7,5 milioane.

1 Conform DEX, dislexia este o tulburare la citit manifestată prin modificarea cuvintelor, prin greşeli de lectură etc.

• Îmbătrânire. Persoanele în vârstă tind să fie mai lente în însuşirea de noi deprinderi şi au dificultăţi în a memora şi a reacţiona rapid la instrucţiuni. De asemenea, multe persoane în vârstă preferă asistenţă umană în folosirea terminalelor cu autoservire; totuşi, acestea nu sunt dificultăţi insurmontabile cu interfeţe utilizator corespunzătoare şi o instruire adecvată. Multe persoane în vârstă folosesc telefonul sau un DVD player chiar dacă nu sunt familiarizate cu toate funcţiunile pe care acestea le oferă. (Numărul persoanelor trecute de vârsta pensionării era în 2007 de 100 milioane, pentru o populaţie de 500 milioane, faţă de 80 de milioane, dintr-o populaţie de 800 milioane la nivelul anului 1998 !).

Diversitatea dizabilităţilor, ca şi numărul mare al celor afectaţi are implicaţii majore pentru proiectanţii de interfeţe, având în vedere că multe dintre dizabilităţi conduc nemijlocit la dificultăţi de utilizare a terminalelor de acces public sau, mai general, a diverselor tipuri de aplicaţii informatice.

INIŢIATIVE EUROPENE PENTRU PROMOVAREA ACCESIBILITĂŢII Într-un raport privind stadiul de dezvoltare a societăţii informaţionale în România [6], se analizează contextul care a determinat Uniunea Europeană să iniţieze proiectele eEurope. Astfel, la începutul anilor 2000 a devenit evident impactul dezvoltării TIC asupra avântului economic înregistrat de unele ţări, dar în special de SUA, ceea ce a determinat recunoaşterea importanţei acestui sector şi a economiei bazate pe cunoaştere de către majoritatea statelor dezvoltate ale lumii. Iniţiativa eEurope a fost lansată în decembrie 1999, sub titulatura de eEurope 2002 (http://europa.eu.int/comm/ information_society/eeurope/index_en.htm) şi îşi propunea să accelereze extinderea utilizării tehnologiilor digitate în ţările Europei, asigurând totodată ca toţi europenii să aibă deprinderile necesare pentru a le putea utiliza. Un prim raport asupra modului de abordare a acestei iniţiative a fost prezentat în faţa liderilor statelor membre, reuniţi în Consiliul Europei de la Lisabona în 23-24 martie 2000 [5]. Declaraţia de principii şi obiective adoptată cu acest prilej a inclus o creştere a gradului de ocupare de la 61% în anul 2000, la 70% în 2010 şi o rată de creştere economică medie în UE de 3%, faţă de nivelul de 2,1% atins în ultimul deceniu al secolului XX. Cu ocazia reuniunii de la Lisabona, şefii de stat au cerut pregătirea unui Plan de Acţiune pentru atingerea obiectivelor propuse, care a fost prezentat în cadrul Consiliului Europei din 19-20 iunie de la Feira [6]. În esenţă, s-a urmărit ca prin obiectivele stabilite, planul să sprijine utilizarea pe scară largă a Internetului. În consecinţă, acţiunile prevăzute de planul eEurope 2002 au fost grupate în jurul a trei mari obiective: • Un Internet mai ieftin, mai rapid, mai sigur. • Investiţii în oameni şi deprinderi. • Stimularea folosirii Internetului. În 2002, la doi ani de la lansarea iniţiativei eEurope, urmată de eEurope+ 2003 [5] pentru ţările candidate, a apărut tot mai evidentă necesitatea trecerii la o nouă fază a

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

12

acesteia, materializată prin adoptarea Planului de Acţiune eEurope 2005 [9]. De remarcat că planul a avut în vedere să facă beneficiile SI disponibile persoanelor cu nevoi speciale, promovând ideea incluziunii sociale a acestora, având în vedere că strategia stabilită la Lisabona nu se referea doar la productivitate şi creştere economică, dar şi la ocupare şi coeziune socială. Corespunzător, eEurope 2005 pune utilizatorul în centru, îmbunătăţind participarea, deschizând posibilităţi pentru fiecare şi extinzând abilităţile în utilizarea noilor tehnologii şi servicii. Astfel, pe toate liniile de acţiune, eEurope 2005 conţinea măsuri care să conducă la incluziunea electronică (e-Inclusion). Iniţiativa eEurope s-a încheiat în 2005 şi a fost urmată de "i2010 – A European Information Society for Growth and Employment" [10], iniţiativă lansată de CE ca un document cadru referitor la principalele provocări şi dezvoltări în sectoarele SI şi media până în 2010. Ea promovează o economie digitală deschisă şi competitivă şi accentuează rolul TIC pe linia îmbunătăţirii incluziunii sociale şi a calităţii vieţii. Iniţiativa conţine un ansamblu de instrumente politice ale UE pentru a încuraja dezvoltarea economiei digitale, cum ar fi instrumentele cu rol de reglementare, cercetarea şi parteneriatele cu industria. În iniţiativa i2010, CE stabileşte trei priorităţi politice: • Să creeze un Spaţiu Informaţional European Unic,

adică o singură piaţă pentru serviciile SI şi media, deschisă şi competitivă, în cadrul UE.

• Să consolideze Inovarea şi Investiţiile în TIC, pentru a promova creşterea economică şi locuri de muncă mai bune.

• Să realizeze o Societate Informaţională Europeană Incluzivă, scop în care erau avute în vedere: o un plan de acţiune privind guvernarea

electronică, pentru servicii centrate pe cetăţean (2006) ;

o trei iniţiative TIC dedicate calităţii vieţii (tehnologii pentru o societate în curs de îmbătrânire, vehicule inteligente cu dotări superioare, mai sigure şi mai curate, precum şi biblioteci digitale făcând cultura multimedia şi multilingvistică europeană disponibilă tuturor (2007)) ;

o acţiuni pentru a elimina « divizarea digitală » geografică şi socială, culminând cu o iniţiativă europeană privind e-Incluziunea (2008).

Din perspectiva obiectivului prezentei lucrări, un interes aparte prezintă cea de a treia prioritate. Astfel, pentru a crea o Societate Informaţională Europeană Incluzivă, i2010 promovează, cu instrumentele aflate la dispoziţia Comisiei Europene, o SI pentru toţi cetăţenii. În acest scop, i2010 prevede iniţiative în domeniul e-Incluziune (e-Inclusion), căruia i-a fost dedicată Conferinţa Ministerială de la Riga, din 2006, cu tema: "ICT for an Inclusive Society" (http://ec.europa.eu/information_society/activities/einclusi

on/events/riga_2006/index_en.htm). Organizarea acţiunilor specifice are în vedere următoarele orientări principale (http://ec.europa.eu/information_society/ activities/einclusion/policy/ageing/index_en.htm): • e-Accesibilitate (e-Accessibility): În timp ce

accesibilitatea este un concept foarte larg, e-Accesibilitatea se referă în principal la aspectele legate de SI. Ea conţine practicile care dau posibilitatea oamenilor să beneficieze pe deplin de TIC şi SI. Problemele e-Accesibilităţii privesc în special persoanele cu dizabilităţi şi persoanele în vârstă, dar, totodată, pe oricine altcineva în situaţii de mediu sau sociale care creează dificultăţi în accesul la aceste noi tehnologii şi servicii.

• e-Îmbătrânire (e-Ageing): Populaţia Europei îmbătrâneşte, având în vedere că speranţa medie de viaţă a crescut de la 55 de ani în 1920 la peste 80 de ani astăzi. În perspectivă, se aşteaptă o schimbare demografică importantă: creşterea ponderii persoanelor cu vârste între 65 şi 80 de ani la aproape 40% în intervalul 2010-2030. Această schimbare demografică majoră ridică provocări semnificative în faţa societăţii şi economiei europene, iar produsele şi serviciile TIC bine adaptate vârstei pot juca un rol important în abordarea lor, pentru următoarele trei situaţii de viaţă:

1. Îmbătrânire activă la locul de muncă: a rămâne activ şi productiv pentru o perioadă mai lungă de timp, cu o mai bună calitate a muncii şi a unui echilibru între viaţă şi muncă, cu ajutorul unor produse TIC uşor de accesat, practici inovatoare pentru locuri de muncă flexibile, adaptabile, şi a unor deprinderi şi competenţe TIC.

2. Îmbătrânire satisfăcătoare în comunitate: a rămâne social activ şi creativ, prin intermediul soluţiilor TIC pentru reţele sociale, precum şi pentru servicii publice şi comerciale, îmbunătăţind astfel calitatea vieţii şi reducând izolarea socială.

3. Îmbătrânire satisfăcătoare acasă: a se bucura de o sănătate mai bună şi de o calitate superioară a vieţii cotidiene pentru o perioadă lungă de timp, asistat de tehnologie, cu menţinerea în acelaşi timp a unui nivel înalt de independenţă, autonomie şi demnitate.

• e-Competenţe (e-Competences): Participarea socială în SI cere deprinderi şi competenţe digitale sporite, care trec dincolo de deprinderile de bază şi reflectă abilitatea unei persoane de a utiliza TIC pentru gândire critică, creativitate, inovare şi alte deprinderi înalt cognitive. Oamenii care îşi îmbunătăţesc pregătirea digitală au mai mari şanse de a beneficia de oportunităţile de angajare. Îmbunătăţirea acestor abilităţi nu este necesară numai pentru dezvoltarea personală ci şi vitale pentru ca Europa să rămână competitivă. Eforturile trebuie concentrate către categoriile sociale cu nevoi speciale: persoanele cu dizabilităţi, oamenii în vârstă şi cei care locuiesc în zone situate la distanţă sau dezavantajate economic şi tehnologic. Comisia Europeană întreprinde acţiuni focalizate în următoarele direcţii:

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

13

1. Competenţe cheie: combinaţia de deprinderi, cunoaştere şi atitudini care sprijină împlinirea personală, ocuparea şi activitatea cetăţenească.

2. Învăţare pe tot parcursul vieţii (lifelong learning): acumularea de cunoaştere pe tot parcursul vieţii, cu focalizare particulară pe persoanele cu dizabilităţi şi în curs de îmbătrânire.

3. e-Instruire (e-Learning): folosirea TIC pentru a dobândi noi deprinderi şi competenţe. De aceste acţiuni pot beneficia în special persoanele cu acces limitat la programe tradiţionale de educaţie şi instruire, din motive sociale, economice, geografice sau de altă natură.

• e-Incluziune socio-culturală (Socio-Cultural e-Inclusion) : UE este o zonă de mare diversitate culturală şi etnică. Migraţia netă în UE-27 depăşeşte un milion de oameni pe an. Diversificarea însăşi oferă un mare potenţial, care nu poate fi complet exploatat fără incluziune. Acest deziderat poate fi atins prin folosirea TIC, ceea ce poate face mai uşor pentru migranţi să fie activi şi implicaţi în noile lor comunităţi. Comisia Europeană oferă sprijin pentru incluziunea culturală şi socială, în special prin Programul Suport pentru Politici TIC (ICT PSP = ICT Policy Support Programme), care conţine o reţea tematică dedicată folosirii mai bune a TIC pentru integrarea socială şi diversitatea culturală în spaţiul UE – http://ec.europa.eu/information_society/ activities/ict_psp/index_en.htm.

• e-Incluziune geografică (Geographical e-Inclusion): Incluziunea geografică exploatează potenţialul TIC de a promova prosperitatea socială şi economică în întreaga UE, prin crearea de oportunităţi în zonele rurale, regiunile îndepărtate şi regiunile dezavantajate economic. Disponibilitatea punctelor de acces la Internet şi a conexiunilor de bandă largă sunt condiţii cheie ce trebuie îndeplinite pentru a diminua decalajele digitale geografice.

• e-Guvernare incluzivă (Inclusive e-Government) : e-Guvernarea incluzivă reprezintă folosirea TIC pentru a oferi servicii publice care îmbogăţesc vieţile cetăţenilor, stimulează participarea publică în cadrul comunităţilor, întăresc democraţia şi o fac accesibilă celor aflaţi în risc de excludere socială, economică sau digitală. Ea reprezintă, totodată, unul din obiectivele prioritare ale planului de acţiune al UE pentru guvernarea electronică.

În concluzie, putem aprecia, în acord cu [1], că, pentru cetăţenii cu deficienţe de vedere, de auz sau afectaţi de alte dizabilităţi, inclusiv de cele datorate îmbătrânirii, accesibilitatea electronică devine o condiţie sine qua non, pe măsură ce serviciile şi produsele TIC devin ingrediente esenţiale ale vieţii economice şi sociale de fiecare zi. Ea

este o componentă esenţială a e-Incluziunii, care devine chiar mai importantă pe măsură ce populaţia Europei îmbătrâneşte. De fapt, îmbunătăţirea accesibilităţii produselor şi serviciilor TIC poate fi benefică pentru oricine, făcându-le mai utilizabile în general, precum şi facilitând utilizarea lor într-o mare varietate de situaţii: folosire fără a face uz de mâini (hands-free usage), în medii cu zgomot sau iluminare neadecvată etc.

REFERINŢE 1. Cullen, K., Kubitschke,L., Meyer, I. (editors). Assessment of the Status of eAccessibility in Europe, Bonn, Oct. 2007, http://ec.europa.eu/information_society/activities/einclusion/docs/meac_study/meac_report_06_11_final.pdf 2. Gill, J. Access Prohibited ? Information for Designers of Public Access Terminals, 1998, http://www.tiresias.org/ publications/pats/access.pdf 3. Gill, J. Accessibility for Visitors, 2007, http://www.tiresias.org/publications/accessibility_visitors/Accessibility%20for%20Visitors.pdf 4. Stephanidis, C. (Ed.). Universal Access in HCI: Towards an Information Society for All (Vol.3 of the Proceedings of HCI International, New Orleans, U.S.A.), Lawrence Erlbaum Associates, 2001 5. *** eEurope 2003+ A co-operative effort to implement the Information Society in Europe, Action Plan prepared by the Candidate Countries with the assistance of the European Commission, June 2001, http://ec.europa.eu/information_society/ eeurope/i2010/docs/2002/action_plan/eeurope_2003.pdf 6. *** Raport privind stadiul de dezvoltare a societăţii informaţionale în România, Ministerul Comunicaţiilor şi Tehnologiei Informaţiei, Decembrie 2003, http://www.mcti.ro/fileadmin/_temp_/RaporteReadinessRO.pdf 7. *** eEurope - An Information Society For All, Progress Report For the Special European Council on Employment, Economic reforms and Social Cohesion – Towards a Europe based on Innovation and Knowledge, Lisbon, 23 - 24 March 2000, http://aei.pitt.edu/6989/01/003672_1.pdf 8. *** eEurope 2002 - An Information Society For All, Action Plan prepared by the Council and the European Commission for the Feira European Council, 19-20 June 2000, http://ec.europa.eu/information_society/eeurope/2002/action_plan/pdf/actionplan_en.pdf 9. *** eEurope 2005: An information society for all - An Action Plan to be presented in view of the Sevilla European Council, 21/22 June 2002, http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/ LexUriServ.do?uri=CELEX:52002DC0263:EN:NOT 10. *** i2010 – A European Information Society for growth and employment, Communication From The Commission To The Council, The European Parliament, The European Economic And Social Committee And The Committee Of The Regions, Brussels, 2005, http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/ en/com/2005/com2005_0229en01.pdf

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

14

Evaluarea accesibilităţii unei aplicaţii web pentru persoane cu deficienţe de vedere

Cristina Simona Alecu Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare în Informatică (ICI)

Bd. Mareşal Averescu nr. 8-10, sector 1, Bucureşti [email protected]

REZUMAT În prezent Internetul constituie cea mai importantă sursă de informaţie pentru tot mai multe persoane. O cerinţă importantă este de a se asigura un acces egal la informaţii pentru toţi cetăţenii, inclusiv pentru persoanele cu nevoi speciale. Scopul aplicaţiei ProInclusiv este de a informa atât persoanele cu nevoi speciale (cu incapacităţi şi în varstă) asupra problemelor care i-ar putea interesa, cât şi organizaţiile, asociaţiile, unităţile sanitare etc. care oferă servicii acestor persoane. Aplicaţia promovează iniţiativele legată de integrarea socială, profesională şi culturală a persoanelor cu nevoi speciale. Pentru a veni în ajutorul acestora, în special a celor cu deficienţe de vedere, la proiectarea şi realizarea aplicaţiei s-a ţinut cont de îndrumările de accesibilitate oferite de WCAG (Web Content Accessibility Guidelines). Scopul lucrării este prezentarea modului în care se poate realiza o aplicaţie web accesibilă, prin utilizarea unui instrument de evaluare a utilizabilitatii si accesibilitatii pe toată perioada dezvoltării acestei aplicaţii.

Cuvinte cheie Persoane cu deficienţe de vedere, accesibilitate, evaluare

Clasificare ACM H5.2 Information interfaces and presentation (e.g., HCI): User interfaces.

INTRODUCERE Pentru multe persoane Web-ul constituie cea mai importantă sursă de informaţie. Persoanele cu dizabilităţi au adesea dificultăţi în accesarea acestor informaţii, precum şi a serviciilor care li se oferă on-line. Siturile Web pe care le vizitează nu sunt întotdeauna adaptate la echipamentele de tehnologie asistivă pe care le utilizează sau nu includ nici o facilitate de bază privind accesibilitatea. Un sit Web este accesibil dacă poate fi utilizat la fel de eficient de către persoanele cu dizabilităţi, ca şi de către celelalte persoane. Conţinutul sitului, facilităţile şi serviciile ar trebui să fie accesibile unei audienţe cât mai largi posibile, indiferent de vârstă, dizabilitate sau limitări ale tehnologiei sau mediul utilizatorului final. Aplicaţia ProInclusiv promovează iniţiativele legată de integrarea socială, profesională şi culturală a persoanelor cu nevoi speciale. La proiectarea şi realizarea aplicaţiei s-a ţinut cont de îndrumările de accesibilitate oferite de WCAG (Web Content Accessibility Guidelines) [1] în cadrul iniţiativei de dezvoltare de situri accesibile (Web Accessibility Initiative – WAI) [2] a consorţiului World Wide Web.

Aplicaţia este în faza de realizare, fiind unul dintre obiectivele proiectului CEEX “Metode şi instrumente pentru crearea de interfeţe multimodale, necesare dezvoltării sistemelor informatice inclusive, cu grad ridicat de accesibilitate – PRO-INCLUSIV” [3]. Scopul acestei lucrări este prezentarea modului în care se poate realiza o aplicaţie web accesibilă, prin utilizarea unui instrument de evaluare a utilizabilitatii si accesibilitatii încă din faza de proiectare şi pe toată perioada dezvoltării aplicaţiei.

DESCRIEREA APLICAŢIEI

Utilizatori Principalii beneficiari ai aplicaţiei ProInclusiv vor fi persoanele cu nevoi speciale (cu deficienţe de vedere). Vor putea beneficia insă de facilităţile oferite şi: - organizaţiile guvernamentale, neguvernamentale,

interne sau filiale ale unor organizatii internationale de profil care au ca principala preocupare integrarea sociala (in comunitate) a persoanelor cu nevoi speciale prin diverse programe educationale, de recuperare psiho-motorie, de calificare, programe recreaţionale specifice.

- unităţile sanitare pentru recuperare şi tratament - societăţile comerciale care oferă tehnologii asistive.

Funcţiile principale ProInclusiv va fi un instrument util care va facilita legătura dintre diverse organizaţii/instituţii şi de asemenea între persoanele cu nevoi speciale şi organizaţii/instituţii, oferind următoarele funcţii principale: - gestionare de oferte şi solicitări de colaborare între

diferite organizaţii/instituţii, în scopul de a participa la proiecte comune pentru a veni în ajutorul persoanelo cu dizabilităţi pentru recuperare medicală, terapie ocupaţională, integrare profesională şi socială, programe educationale etc.,

- gestionare de oferte şi solicitări de locuri de muncă şi diverse servicii, programări de audienţe/consultaţii.

De asemenea firmele/societăţile comerciale, care distribuie tehnologii asistive vor avea posibilitatea de a-şi publica oferta pe situl ProInclusiv.

Implementare Aplicaţia cuprinde baza de date ProInclusiv şi un pachet de pagini ASP (Active Server Pages) care realizează gestionarea informaţiilor din baza de date prin Internet. Baza de date este realizată în SQL Server 7.0 şi aplicaţia sub mediul de dezvoltare Visual Interdev 6.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

15

RECOMANDĂRI DE ACCESIBILITATE În cadrul proiectului Pro-Inclusiv a fost inclus un set de recomandări de accesibilitate pentru proiectarea siturilor Web, de care s-a ţinut cont în proiectarea aplicaţiei, dintre care amintim: - Se vor folosi foile de stil în cascadă (CSS - Cascading

Style Sheets) pentru a controla prezentarea conţinutului şi machetarea paginii.

- Folosirea cadrelor (frames) nu este recomandată în dezvoltarea de situri Web.

- Se va evita pe cât posibil folosirea tabelelor pentru machetarea paginii.

- Se va furniza un conţinut (text) alternativ pentru imaginile afiţate în pagină.

- Se va evita folosirea obiectelor şi scripturilor în mişcare sau care pâlpâie, mai ales cele a căror frecvenţă pot provoca disturbanţe epileptice fotosenzitive, dificultăţi de concentrare sau proastă funcţionare a tehnologiilor asistive.

- Culorile de prim plan şi cele de fundal trebuie să creeze un contrast destul de mare pentru a putea fi înţelese de către cineva care are deficienţe de recepţie a culorii ori când se utilizează un monitor alb-negru.

- La proiectarea formularelor ce vor fi completate on-line trebuie să se ţină cont de faptul că acestea trebuie să permită accesul persoanelor ce utilizează tehnologii asistive la funcţionalitatea necesară completării şi înregistrării datelor.

EVALUAREA ACCESIBILITĂŢII Încă din faza de proiectare a aplicaţiei, a fost utilizat un instrument de testare a accesibilităţii produselor software (inclusiv a paginilor HTML) pentru nevăzători şi persoane cu deficienţe de vedere (aDesigner). Testarea accesibilităţii aplicaţiei ProInclusiv s-a efectuat pagină cu pagină pe întreg parcursul realizării modulelor ASP corespunzătoare, până la eliminarea tuturor problemelor de accesibilitate. Simulatorul de deficienţe de vedere aDesigner [4] testează accesibilitatea şi utilizabilitatea paginilor Web pentru persoane nevăzătoare (modul blind) sau cu vederea slabă (modul low vision). aDesigner permite deci două tipuri de vizualizări, corespunzătoare. În modul low vision, se simulează modul în care percep paginile Web persoanele cu vedere slabă, cu deficienţe de percepere a culorilor, cataractă etc. În modul blind, aDesigner ajută pe cei care proiectează pagini Web să înţeleagă ce experienţă au la parcurgerea paginilor Web utilizatorii nevăzători, care depind de browsere bazate pe voce. În fiecare mod se urmăresc diverse situaţii care reduc accesibilitatea şi utilizabilitatea paginilor Web, realizatorul fiind îndrumat în remedierea problemelor respective.

Tipuri de verificări

Modul “blind” Modul blind efectuează trei tipuri de teste asupra paginii Web: vizualizarea utilizabilităţii pentru persoane nevăzătoare, verificarea accessibilităţii şi utilizabilităţii, verificarea respectării îndrumărilor de accesibilitate .

Verificarea utilizabilităţii se referă la: 1. Timpul de parcurgere În acest mod, se afişează timpul cerut de un browser vocal pentru citirea de la începutul paginii şi până la fiecare element al acesteia. Timpul este exprimat prin culorile de fundal ale elementelor cuprine în pagină. Cu cât acest timp este mai lung, cu atâta fundalul este mai închis la culoare. Dacă timpul necesar ajungerii până la un anumit element este mai mare decăt maximul permis (90 secunde), elementul respectiv este negru. 2. Utilizare de tag-uri accesibile Browserele vocale pot utiliza o serie de taguri HTML (headere, etichete, elemente ale formularelor) ca puncte de reper pentru navigarea pe Web. 3. Parcurgerea textelor cu browsere vocale aDesigner poate arăta cum este parcursă pagina cu ajutorul browserelor vocale. Această funcţie este utilă pentru a înţelege cum accesează un nevăzător paginile Web în format serial. Verificarea accesibilităţii şi utilizabilităţii se referă la: 1. legături intra-pagină aDesigner verifică existenţa unui legături spre conţinutul principal al paginii. Furnizarea unei astfel de legături în pagină, permite persoanelor nevăzătoare să sară direct din partea de sus a paginii la conţinutul principal al acesteia. 2. Utilizarea necorespunzătoare a atributelor ALT aDesigner detectează descrieri necorespunzătoare în cadrul textului alternativ al imaginilor. De exemplu, "spaţiu" ca un atribut ALT este necorespunzător deoarece astfel de informaţii sunt inutile şi pot irita persoanele nevăzătoare. 3. Informaţii redundante aDesigner detectează textele cu informaţii redundante (de exemplu o imagine care are ca text alternativ "Pagini aurii" urmată de textul " Pagini aurii"). 4. Strunctura documentului Structura documentului HTML poate fi vizualizată prin colorarea tagurilor accesibile. În plus, aDesigner verifică existenţa tabelelor îmbricate şi a tagurilor de tip heading. Tabelele îmbricate fac să fie dificil pentru autor să-şi imagineze cum va fi citită pagina cu un browse vocal. Autorii sunt încurajaţi să realizeze structura documentului astfel încât acesta să fie înţeles de persoanele nevăzătoare. Tagurile de tip heading ajută în structurarea paginilor Web.

Modul “low vision” Modul low vision are două funcţii: simularea vederii slabe şi verificarea accesibilităţii şi utilizabilităţii. Acest mod (low vision) detectează patru tipuri de probleme de accesibilitate şi utilizabilitate a paginii considerate: - Fonturi cu dimensiune fixa: texte cu dimensiune

fixă care nu pot fi marite prin opţiunile browserului sau ale aplicaţiei Web.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

16

- Caractere prea mici: caractere care pot fi citite cu greu de cătra persoanele cu deficienţe de vedere.

- Culoarea textelor: texte care au culoarea de prim plan şi cea de fundal prea apropiate ca să poată fi distinse de persoane cu deficienţe de vizualizare a culorilor şi/sau cataractă.

- Culoarea imaginilor: Imaginile care au două sau mai multe culori componente care pot fi distinse cu greutate unele faţă de altele de persoane cu deficienţe de vizualizare a culorilor şi/sau cataractă.

Interfaţa aDesigner Interfaţa aDesigner (figura 1) cuprinde două mari zone: 1. zona de vizualizare/simulare, situată în partea de sus

şi subîmpărţita în: - zona de vizualizare în mod browser (în stânga), - zona de visualizare / simulare pentru nevăzători

persoane cu deficienţe de vedere (în dreapta). 2. zona de evaluare, care cuprinde:

- raport summar, - raport detaliat.

Figura 1 Interfaţa utilizator aDesigner

Vizualizarea tip Browser În partea se sus a acestei zone se află bara de adrese, în care se va introduce URL-ul paginii care urmează a fi testată. Prin accesarea butonului GO, se va deschide pagina respectivă (figura 2).

Figura 2 Vizualizare tip Browser

Simulare / Vizualizare În partea dreaptă a zonei Browser, este o zonă care se schimbă în funcţie de modul de testare activ: simulare

pentru persoane cu vedere slabă (modul low vision) sau nevăzători (modul blind). În primul caz, (figura 3) se simulează experienţa a ceea ce poate vedea un cititor cu vedere slabă în pagina Web deschisă. În al doilea caz, pagina arată cum poate parcurge pagina un nevăzător, care se bazează pe browsere de tip vocal (Figura 4).

Figura 3 Simulare în modul “low vision”

Figura 4. Vizualizare în modul “blind”

Evaluare Rezultatele evaluării apar în partea de jos a ecranului. aDesigner furnizează două tipuri de rapoarte cu privire la accesibilitatea pagini: un raport sumar (figura 5) şi unul detaliat (figura 6).

Figure 5. Examplu de raport sumar

Figure 6. Examplu de raport detaliat

Raportul sumar cuprinde o zonă descriptivă asupra gradului de accesibilitate şi utilizabilitate a paginii şi o zonă generală (schematică). Raportul detaliat cuprinde o secţiune de tip tree şi una tip line, (care împreună furnizează lista de probleme). În modul low vision se furnizează o evaluare cu privire la numărul total de valori severe ale problemelor care apar

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

17

din punctul de vedere a accesibilităţii paginii, precum şi harta acestor probleme, care indică poziţia lor în pagină. În modul blind, se furnizează o evaluare generală, bazată pe numărul de probleme şi o schemă care ilustrează evaluarea paginii privind conformitatea cu îndrumările de accesibilitate, navigabilitatea (structurarea paginii folosind headere, legături între pagini, etichete etc.) şi modul în care sunt folosite sau nu textele alternative, asigurând parcurgerea vocală a informaţiilor din pagină.

Figura 7. Example de evaluare generală în modul “low vision” (la stânga) şi în modul “blind” (la dreapta).

Raportul detaliat furnizează o listă cu problemele privind accesibilitatea pe categorii, ca număr (în secţiunea tree) şi în detaliu (în secţiunea line), aşa cum se poate vedea în figurile 8-9.

Figure 8. Secţiunea “tree”.

Categoriile considerate sunt: - Erori: problemele care trebuiesc rezolvate. - Verificări utilizator: acele secvenţe care trebuiesc

verificate manual de către utilizatorul ţintă pentru a se determina dacă corespund îndrumărilor de accesibilitate.

- informaţii.

Figura 9. Un exemplu de listă de probleme în secţiunea line (modul “blind”)

În modul blind, fiecare linie furnizează următoarele informaţii pentru fiecare problemă: - un semn simbolic şi scoruri de evaluare, - checkpoint-ul din îndrumările de accesibilitate, legat

de problema respectivă, Numărul liniei din pagina HTML (opţional),

modul low vision, cuprinde ).

- O scurtă descriere. Secţiunea corespunzătoare din alte informaţii decât cea din modul blind (figura 10

-

Figure 10. Un exemplu de listă de probleme în secţiunea line (modul low vision)

Fiecare linie furnizează următoarele informaţii despre o pr- un semn sim

lema respectivă,

fundal,

a fi un instrument util pentru informarea speciale (cu incapacităţi şi în varstă)

-ar putea interesa facilitând

, T. (n.d.) Web Accessibility Initiative

tului PRO-

oblemă: bolic,

- checkpoint-ul din îndrumările de accesibilitate, legat de prob

- o descriere, - gradul de severitate, - culorile de prim plan şi de- poziţia, - zona din pagină.

CONCLUZII ProInclusiv vpersoanelor cu nevoi asupra problemelor care itotodată legătura dintre aceştia şi organizaţiile / instituţiile care le-ar putea veni în ajutor. Avantajul utilizării aplicaţiei ProInclusiv (faţă de alte aplicaţii destinate persoanelor cu nevoi special) este faptul că a fost testat din punct de vedere al accesibilităţii încă din faza de proiectare şi este verificat continuu pe măsura realizării unor noi pagini. În acest sens, aDesigner, instrument de evaluare a accesibilităţii dezvoltat de IBM, a fost de un real folos pe tot parcursul dezvoltării aplicaţiei ProInclusiv, Aplicaţia este în faza de dezvoltare, urmând ca în viitorul apropiat să fie testată de utilizatorul ţintă (persoane nevăzătoare sau cu diverse deficienţe de vedere).

REFERINŢE 1. Web Content Accessibility Guidelines 2.0.: http://www.w3.org/TR/WCAG20/ 2.Berners-LeeHome Page. http://www.w3.org/WAI/. 3.* * *, Situl de prezentare a proiecINCLUSIV: http://atlas.ici.ro/pro-inclusiv 4.* * *, Situl aDesigner: http://www.alphaworks.ibm.com/tech/adesigner

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

18

Evaluarea utilizabilităţii şi eficacităţii pedagogice a unui scenariu de învăţare bazat pe realitate îmbogăţită

Costin Pribeanu, Dragoş Daniel Iordache ICI Bucureşti

Bd. Mareşal Averescu nr.8-10, Bucureşti {iordache, pribeanu}@ici.ro

Vincentas Lamanauskas, Rytis Vilkonis Siauliai University

P.Visinskio no. 25-119, Siauliai, Lithuania {vincentas, vilkonis}@yahoo.com

REZUMAT Deşi există numeroase metode de evaluare a sistemelor interactive de e-learning, puţine dintre acestea au fost adaptate pentru evaluarea eficacităţii pedagogice şi a utilizabilităţii sistemelor de realitate îmbogăţită – AR (Augmented Reality). In cadrul acestei lucrări se prezintă şi se analizează rezultatele obţinute în evaluarea unui scenariu de învăţare pentru Biologie, dezvoltat în cadrul proiectului european ARiSE (Augmented Reality for School Environments) şi testat cu utilizatori în cadrul şcolii de vară ARiSE care a avut loc la Bucureşti, în 2007.

Cuvinte cheie Realitate îmbogăţită, utilizabilitate, eficacitate pedagogică, e-learning.

Clasificare ACM H.5.1 [Information Interfaces and Presentation]: Multimedia Information Systems - Artificial, augmented, and virtual realities.

INTRODUCERE Sistemele bazate pe realitate îmbogăţită sunt o tehnologie în plină expansiune, care a pătruns şi în domeniul învăţării şi instruirii asisteate de calculator. Prin capabilităţile pe care le oferă, sistemele bazate pe realitate îmbogăţită pot contribui în mod semnificativ la creşterea interesului şi a motivaţiei elevilor. Un avantaj al acestor sisteme este combinaţia dintre real şi virtual, care oferă elevului posibilitatea unor experienţe autentice în învăţarea unui concept. Pe de altă parte, interacţiunea cu obiecte reale şi virtuale necesită tehnici de interacţiune adecvate. Aşa cum arată Hix et al. [4], componentele de interacţiune ale sistemelor AR sunt adeseori proiectate necorespunzător şi necesită testare cu utilizatori pentru a identifica problemele de utilizabilitate cât mai devreme. Obiectivul principal al proiectului ARiSE [3], demarat în 2006 în cadrul Programului Cadru 6 al Uniunii Europene, este testarea eficacităţii pedagogice a introducerii realităţii îmbogăţite în şcoli. In acest scop sunt prevăzute 3 scenarii de interacţiune, fiecare având ca ţintă pedagogică o disciplină predată în şcoala generală. Proiectul este realizat într-un consorţiu în care fiecare partener are un rol specific. Platforma hardware a fost proiectată de Franunhofer IAIS (Germania) iar programele de aplicaţie de Czech Technical University in Prague (Republica Cehă). Selectarea lecţiilor relevante şi evaluarea pedagogică a scenariilor este făcută de

Universitatea din Siauliai (Lithiania) iar evaluarea utilizabilităţii de către ICI Bucureşti (România). In consorţiu participă şi două şcoli: Siauliai City Juventa Basic-School (Lituania) şi Rabanus-Maurus Gymnasiums Mainz (Germania). Platforma a fost realizată în primul an de către Fraunhofer IAIS şi a fost înregistrată sub marca Spinnstube® [11]. Tot în primul an de activitate, a fost realizat primul scenariu de interacţiune, având ca ţintă Biologia. Scenariul a fost testat cu utilizatori în cadrul şcolii de vară organizată în Malta în 2006. Rezultatele evaluării utilizabilităţii, care au fost prezentate mai pe larg în două lucrări anterioare [5], [7], au condus la reproiectarea scenariului care a fost testat şi evaluat din nou, în cadrul şcolii de vară din 2007. In cadrul acestei lucrări se prezintă o analiză comparativă a rezultatelor evaluării utilizabilităţii şi eficacităţii pedagogice a scenariului de Biologie. In acest scop, prezentarea este axată pe măsurile calitative colectate în cele două activităţi de evaluare, la care se adaugă măsuri cantitative ale eficacităţii şi eficienţei, colectate în evaluarea utilizabilităţii. Restul articolului este organizat după cum urmează. In secţiunea următoare sunt prezentate câteva abordări în evaluarea utilizabilităţii şi eficacităţii pedagogice a sistemelor de e-learning. In continuare, se prezintă succint rezultatele evaluării primei versiuni a scenariului, îmbunătăţirile aduse, contextul evaluării şi metodologia. In secţiunea următoare sunt prezentate şi comparate rezultatele evaluării utilizabilităţii şi evaluării eficacităţii pedagogice. Lucrarea se încheie cu concluzii şi direcţii de continuare a cercetărilor.

EVALUAREA SISTEMELOR DE ELEARNING Amershi et al. [1] menţionează următoarele obiective pedagogice care stau la baza proiectării unui mediu interactiv de vizualizare destinat învăţării asistate de calculator:

• Înţelegerea domeniului ţintă de către student. • Suport pentru diferite abilităţi de învăţare, stiluri

de învăţare şi niveluri de cunoştinţe. • Motivare şi generare de interes în subiectul

predat. • Promovarea unui angajament activ în utilizarea

uneltelor de interacţiune. • Suportarea unor scenarii diferite de învăţare,

incluzând demonstraţii în clasă, teme şi explorare.

Ardito et al. [2, 3] au propus o metodă de evaluare sistematică a utilizabilităţii sistemelor de e-learning – SUE

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

19

(Sistematic Usability Evaluation), care combină inspecţia de utilizabilitate cu testarea cu utilizatori, soluţie care este deopotrivă rapidă şi eficientă (discount usability evaluation). Un dezavantaj este faptul că testarea cu utilizatori are o pondere redusă în evaluare. Jakob Nielsen [8] consideră că un artefact este folositor (useful) dacă este deopotrivă util şi utilizabil. Utilitatea se referă la ceea ce vrea să facă utilizatorul. Utilizabilitatea este definită de standardul ISO 9241-11 [6] ca măsură în care utilizatori specificaţi îndeplinesc sarcini de lucru specificate cu eficacitate, eficienţă şi satisfacţie, într-un context de lucru specificat. Eficacitatea este definită ca acurateţe şi completitudine cu care utilizatorii îndeplinesc sarcinile de lucru. Pe baza acestor definiţii, Nokelainen [9] şi Sillius & Tervakari [10] au propus utilizabilitatea pedagogică ca atribut esenţial în evaluarea sistemelor de e-learning, făcând distincţie între aceasta şi utilizabilitatea tehnică. In concepţia lor, utilizabilitatea pedagogică se referă la: suport pentru organizarea predării şi studiului, suport pentru învăţare şi indeplinire a obiectivelor învăţării şi suport pentru dezvoltarea abilităţilor de învăţare (interacţiune cu alţi actori, creşterea autonomiei cursanţilor şi auto-directare). Deşi termenul de utilizabilitate pedagogică este discutabil, el atrage atenţia asupra obiectivelor pedagogice, faţă de care este evaluată eficacitatea pedagogică şi a importanţei pe care o are aceasta în evaluarea utilizabilităţii sistemelor de e-learning.

CONTEXTUL EVALUĂRII

Platforma hardware software Platforma cuprinde patru module independente, organizate în cadrul unei mese pe care este amplasat obiectul real. Fiecare modul este alcătuit dintr-un calculator Dell, un proiector DepthQ, o oglindă, un ecran de proiecţie şi un ecran de tip see-through. Două camere de captură video monitorizează poziţia ecranelor şi a utilizatorului. In acest fel, imaginea generată de calculator este actualizată permanent pentru utilizator. O a treia cameră video este utilizată pentru a monitoriza poziţia uneltei de interacţiune. Echipamentele sunt montate pe un stativ (rack) pe rotile, având dimensiunea în plan de 200 cm x 100 cm, pe care este amplasat şi un dispozitiv de reglare a înălţimii proiectorului şi ecranelor, astfel încât să poată fi ajustat corespunzător înălţimii utilizatorului. Utilizatorul vede pe ecran, prin intermediul unei perechi de ochelari stereo 3D, atât obiectul real cât şi imaginea generată de calculator. Platforma oferă o interfaţă multimodală: canal auditiv (prezentarea sarcinii şi feedback semantic), haptic (selectare elemente ale obiectului real) şi vizual (restul interacţiunii).

Rezultatele evaluării primei versiuni Primul scenariu ARiSE are ca disciplină ţintă Biologia pentru elevii de clasa a VII a şi a fost testat cu utilizatori în cadrul primei şcoli de vară organizată la Hamrun, Malta, în perioada 8-12 Noiembrie 2006. Obiectul real este un mulaj al sistemului digestiv uman.

Ca unealtă de interacţiune a fost utilizată o paletă. Mişcarea paletei generează un feedback vizual (o bilă 3D) şi Paleta serveşte pentru trei categorii de operaţii:

• Selectarea unui obiect real (de exemplu, un organ din sistemul digestiv).

• Selectarea unui obiect virtual (de exemplu, simbolul unui element nutritiv)

• Selectarea unui articol din meniu. Evaluarea utilizabilităţii s-a făcut pe baza unui chestionar cu 12 itemuri închise şi două întrebări deschise, prin care s-a solicitat elevilor menţionarea a 3 aspecte pozitive respectiv 3 aspecte negative. Evaluarea pedagogică a fost făcută în cadrul unui focus grup organizat după fiecare sesiune de testare cu 4 elevi şi un profesor. Problemele de utilizabilitate identificate s-au referit la:

• Dificultăţi în selectarea tuturor elementelor. • Dificultăţi în utilizarea uneltei de interacţiune • Reglaje neadecvate ale dispozitivelor de lucru.

Prima categorie de probleme se datorează ariei de selecţie prea mică în raport cu mărimea obiectului real. O modalitate de contracarare este schimbarea poziţiei obiectului real, astfel încât elevii să aibă acces pentru selecţie pe rând, la o parte din obiect. A doua problemă este legată de tehnica de interacţiune, care nu permite utilizatorului să efectueze operaţiile de poziţionare / selectare cu suficientă acurateţe. Rezultatele evaluării eficacităţii pedagogice au confirmat rezultatele obţinute din evaluarea utilizabilităţii, în ambele cazuri fiind semnalate aceleaşi probleme de utilizabilitate.

Imbunătăţiri hardware şi software In cea de a doua versiune a scenariului, paleta de interacţiune a fost înlocuită cu un dispozitiv de poziţionare şi selectare alcătuit dintr-o telecomandă Wii Nintendo pe care este montată o baghetă metalică la capătul căreia este o bilă colorată din plastic.

Figura 1. Elevi testând scenariul de Biologie

Camerele video alb-negru pentru monitorizarea poziţiei uneltei de interacţiune au fost înlocuite cu camere video color. In Figura 1 se observă dispunerea celor 4 module pe două laturi ale unei mese pe care sunt amplasate două mulaje (un mulaj fiind partajat de doi utilizatori aşezaţi faţă în faţă).

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

20

Participanţi şi sarcini Cea de a doua şcoală de vară a fost organizată în ICI Bucureşti, în perioada 24-28 Octombrie 2007. Prototipul AR a cuprins două scenarii, primul pentru Biologie (versiune îmbunătăţită) şi al doilea pentru Chimie. La testare au participat 5 echipe a câte 1 profesor + 4 elevi din şcoli din Germania, Lituania şi Romania (trei şcoli). În total au participat 20 de elevi, dintre care 10 băieţi şi 10 fete. In cadrul testării, elevii au avut de îndeplinit patru sarcini de lucru: urmărirea unui program demo şi efectuarea a trei exerciţii. Sarcinile au fost prezentate prin intermediul unei interfeţe vocale în limba naţională a elevilor. Programul demo a prezentat lecţia: structura şi funcţiile sistemului digestiv uman. Exerciţiul 1 a avut ca scop identificarea organelor din sistemul digestiv uman, solicitând elevului să selecteze organul al cărui nume este afişat pe ecran. Exerciţiul 2 a avut ca scop testarea cunoştinţelor privind modul în care alimentele sunt digerate la nivelul fiecărui organ, solicitând elevului să selecteze elementele nutritive care sunt transformate la nivelul unui organ. Exerciţiul 3 a avut, de asemenea, ca scop testarea cunoştinţelor privind modul în care alimentele sunt digerate la nivelul fiecărui organ, solicitând elevului să selecteze toate organele la nivelul cărora este transformat un element nutritiv.

Metode şi procedură In cadrul proiectului a fost adoptat un cadru de lucru metodologic de proiectare centrată pe utilizator care cuprinde analiza sarcinii utilizatorului, evaluare formativă şi evaluare sumativă. Evaluarea formativă are rolul de a testa sistemul, cât mai devreme posibil, pentru a identifica problemele de utilizabilitate. Scoala de vară ARiSE are ca scop evaluarea formativă a utilizabilităţii şi eficacităţii pedagogice, prin testare cu un număr redus de utilizatori. Testarea şi evaluarea s-a făcut după o metodologie centrată pe utilizator, agreată de specialiştii din ICI şi Universitatea din Siauliai. Conform planului de evaluare, fiecare grup de elevi a testat scenariul de Biologie în cadrul unei sesiuni de lucru, care a durat 1 oră, în care au fost efectuate toate sarcinile. Pentru evaluarea utilizabilităţii s-a utilizat un chestionar nou, care cuprinde 28 de itemi închişi şi 2 itemi deschişi, elaborat pe baza rezultatelor obţinute în 2006. De asemenea, au fost analizate fişierele de log pentru colectarea de măsuri ale eficacităţii (îndeplinirea sarcinii) şi eficienţei (timp de utilizare). In această lucrare se prezintă aspectele pozitive / negative menţionate de elevi (măsuri calitative), rata binară de îndeplinire a sarcinilor şi timpul de execuţie (măsuri cantitative). Pentru evaluarea pedagogică a fost elaborat un chestionar de tip interviu secţional structurat, care a ţintit următoarele aspecte: înţelegerea sistemului digestiv, recunoaşterea organelor componente, interesul în Biologie, motivaţia studenţilor de a participa activ la lecţie, avantajele conţinutului în raport cu alte tipuri de resurse, claritatea

explicaţiilor, utilitatea şi lizibilitatea informaţiei afişate, emoţiile pozitive şi emoţiile negative. Datele colectate au cuprins opinii, evaluări şi recomandări ale elevilor. Evaluarea s-a facut pe baza analizei de conţinut a răspunsurilor.

REZULTATE

Evaluarea utilizabilităţii

Aspecte pozitive menţionate de elevi Pentru a analiza răspunsurile elevilor, au fost identificate cuvintele cheie (atribute) care au fost apoi grupate pe categorii. Multe dintre descrierile furnizate de către elevi s-au referit la mai multe aspecte. Principalele categorii de aspecte pozitive menţionate de elevi sunt prezentate în Tabelul 1, în ordinea descrescătoare a frecvenţei.

Categorie Frecvenţă Suport educaţional 40 AR şi vizualizare 3D 13 Intersesant şi motivant 8 Amuzant, provocativ, similar jocurilor 7 Explicaţiile vocale 4 Noutate, experienţă plăcută 4 Uşor de utilizat 3

Total 82 Tabelul 1. Categorii de aspecte pozitive

Suportul educaţional include aspecte ca: mai bună înţelegere („înţeleg mai bine poziţia reală a organelor”), folositor pentru învăţare („pot să învăţ uşor locul fiecărui organ”), uşurinţa în memorare („îmi amintesc mai uşor conţinutul lecţiei”), învăţarea mai rapidă („este bun să înveţi rapid”). Elevilor le-a plăcut tehnologia AR care oferă posibilitatea interacţiunii în 3D (înveţi subiectul în 3D”) şi explicaţiile vocale care ghidează interacţiunea cu sistemul („explicaţiile sunt bune şi descriptive”). De asemenea, ei au apreciat sistemul ca fiind amuzant („asemănător jocurilor”) şi motivant („sistemul te motivează să înveţi acest subiect”, „sistemul face învăţarea mult mai interesantă”).

Evaluarea utilizabilităţii

Aspecte negative menţionate de elevi Aspectele negative cel mai frecvent menţionate de elevi sunt prezentate în Tabelul 2.

Categorie Frecvenţă Probleme de selecţie 25 Dureri de ochi şi probleme cu ochelarii 13 Obiectul real prea mare 10 Probleme de sunet 6 Probleme cu căştile 4 Greu de utilizat 4 Probleme de suprapunere 3 Erori şi alte probleme tehnice 4

Total 69 Tabelul 2. Categorii de aspecte negative

In esenţă, aceste aspecte reprezintă probleme de utilizabilitate.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

21

Cel mai frecvent a fost menţionată dificultatea de a selecta un organ cu ajutorul uneltei de interacţiune („adeseori este dificil să poziţionezi pe organul cerut”, „chiar dacă ştii care este organul, este greu să îl selectezi’). Câţiva elevi au menţionat şi lipsa de acurateţe în suprapunerea imaginii generate pe imaginea obiectului real observată pe ecran. A doua categorie de probleme de utilizabilitate a fost discomfortul provocat de ochelarii stereo 3D fără fir. Majoritatea elevilor au acuzat dureri de ochi la sfârşitul sesiunii. Rezultatele testării arată că pentru contextul de utilizare dat (mai mult de un singur modul într-o cameră, distanţă mică între module) este recomandabilă utilizarea de ochelari stereo cu fir, pentru a evita interferenţele între transmiţătoarele de infraroşii. Mulţi dintre elevi au menţionat că mulajul este prea mare şi greu de manipulat („nu mi-a plăcut faptul că mulajul trebuie mutat”, „fiecare elev ar trebui să aibă propriul mulaj”). Cauza este dimensiunea obiectului real în raport cu aria de selecţie, fapt care necesită deplasarea acestuia în funcţie de sarcina de lucru. În acelaşi timp, un mulaj este partajat de doi elevi care stau faţă în faţă şi sunt frecvente situaţiile în care ambii au nevoie să interacţioneze cu aceeaşi parte a mulajului.

Măsuri ale eficacităţii şi eficienţei In Tabelul 3 sunt prezentate măsuri ale eficacităţii (rata de îndeplinire a sarcinii şi numărul mediu de erori) şi eficienţei (timpul mediu de execuţie) pentru fiecare exerciţiu.

Exerciţiu Succes Eşec Rată Erori Timp 1 20 0 100% 4.45 381.8 2 18 2 90% 4.94 254.9 3 16 4 80% 13.69 381.6

Tabelul 3. Măsuri ale eficacităţii şi eficienţei

Primul exerciţiu a fost mai uşor de rezolvat (doar indicarea organelor) dar dificil de utilizat. Erorile (Min=0, Max=13, SD=3.9) sunt datorate în primul rând dificultăţilor în selectarea organului dorit, care au fost mai frecvente în cazul organelor de mici dimensiuni (esofag, duoden, pancreas). Cu toate acestea, toţi elevii au reuşit să termine exerciţiul cu succes. Timpul de execuţie a variat între 116 sec. (cu 2 erori) şi 852 sec. (cu 10 erori), cu o medie de 381.8 sec. (SD=218.1). Ultimele două exerciţii au fost mai greu de rezolvat, având în vedere că între organe şi nutrienţi este o relaţie N:M (un nutrient poate fi digerat în mai multe organe iar în acelaşi organ pot fi digeraţi mai mulţi nutrienţi). Al doilea exerciţiu a fost o sarcină mai uşor de utilizat, întrucât nutrienţii sunt selectaţi apăsând butonul de pe telecomandă. Se poate considera că erorile sunt datorate în primul rând lipsei de cunoştinţe, ceea ce este un argument în favoarea eficacităţii pedagogice a scenariului. Doi elevi nu au reuşit să rezolve al doilea exerciţiu. Un singur elev nu a făcut erori iar trei elevi au făcut 10, 11 respectiv 19 erori. Restul elevilor au comis între 1 şi 7 erori. Timpul de execuţie a variat între 83 sec. (1 eroare) şi 673 sec. (19 erori) cu o medie de 254.9 sec. (SD=186.1). Patru elevi au eşuat în rezolvarea celui de al treilea exerciţiu. Toţi au comis erori: şapte elevi au făcut 1-10 erori, cinci eleci au făcut 11-20 erori şi patru elevi peste

20 de erori. La acest exerciţiu, erorile au fost datorate atât lipsei de cunoştinţe cât şi dificultăţii în selectarea organelor. Timpul de execuţie a variat între 95 sec. (1 eroare) şi 727 sec. (39 erori) cu o medie de 381.6 sec. (SD=178). In total, 14 elevi au reuşit să efectueze toate exerciţiile în scenariul de Biologie. Timpul total de execuţie a variat între 309 sec. (7 erori) şi 1964 sec. (28 erori). Numărul total de erori a variat între 6 şi 56, cu o medie de 23.3 erori. Timpul total mediu a fost de 1060 sec., adică 17.67 min. şi a fost calculat pentru cei 14 elevi care au îndeplinit toate sarcinile.

Evaluarea eficacităţii pedagogice

Utilitatea scenariului AR pentru învăţare Din analiza răspunsurilor date de 15 din 20 de elevi rezultă că sistemul este un instrument adiţional care serveşte scopurilor învăţării, întrucât: ajută în achiziţia de cunoştinţe, facilitează învăţarea, ajută în percepţie, înţelegere şi memorare. Elevii au apreciat interactivitatea şi vizualizarea în 3D a sistemului digestiv uman, cu efecte pozitive asupra uşurinţei în înţelegere şi memorare. Interacţiunea multimodală se adresează canalelor vizual, auditiv şi tactil, oferind astfel o experienţă nouă în raport cu alte sisteme de e-learning. De asemenea, ei au apreciat caracterul de instrument inovativ al sistemului, care angajează elevul prin noutatea sa. Din analiza răspunsurilor rezultă că sistemul măreşte eficienţa procesului de învăţare facilitând achiziţia şi transferul de cunoştinţe. De asemenea, este un suport echilibrat de învăţare, care include o parte introductivă şi exerciţii. Elevii au menţionat că este mai uşor de învăţat cu acest sistem şi că organele se pot distinge, localiza şi memora mai uşor. Platforma serveşte unui proces intensiv de învăţare, prin creşterea motivaţiei (modernă, atractivă şi intersantă), face învăţarea şi memorarea mai uşoară, stimulează atenţia / concentrarea şi permite testarea cunoştinţelor dobândite. Totodată, resursa de învăţăre este mai de încredere decât resursele de pe Internet.

Creşterea interesului pentru Biologie Analiza răspunsurilor la întrebare arată că platforma a avut un impact pozitiv în ceea ce priveşte creşterea interesului în Biologie pentru 9 dintre elevi. Pentru unii dintre ei, creşterea intersului în disciplină se datorează caracterului atractiv şi intersant al scenariului. Pentru mai mulţi elevi, această creştere se datorează chiar tehnologiei AR. Alţi elevi au motivat creşterea interesului în materie prin faptul că acestă tehnologie inovativă este deosebită de cele tradiţionale, prin faptul că nu necesită citirea de cărţi şi că face ca lecţia să fie diferită de predarea in clasă. Patru elevi au menţionat că platforma nu are nici un impact asupra interesului în biologie, întrucât interesul în această materie este independent de o tehnologie informatică.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

22

Interesul în tehnologiile informatice Analiza răspunsurilor a evidenţiat interesul elevilor pentru tehnologiile de învăţare. Elevii consideră că platforma este eficace pentru procesul de învăţare şi că majoritatea elevilor de vârsta lor sunt interesaţi în utilizarea unor tehnologii. Interesul în tehnologie este determinat de mai mulţi factori: tehnologia în sine, dorinţa de a o avea în şcoală, convingerea că aceasta ajută procesul de învăţare, noutatea şi plăcerea de a utiliza un sistem interactiv. Elevii au menţionat că sistemul ajută la o mai bună înţelegere a subiectului, exerciţiile ajută şi fac învăţarea mai uşoară. Combinaţia dintre real si virtual, reunite în cadrul tehnologiei de realitate îmbogăţită, ca şi posibilitatea de a testa o tehnologie nouă, aflată în plin proces de dezvoltare, au fost apreciate cu un real interes de către elevii care au participat la cele două şcoli de vară.

Caracterul folositor al dialogului om-calculator 11 elevi au evidenţiat că textul afişat pe ecran este folositor, având un caracter de feedback calitativ, cu efecte pozitive asupra înţelegerii şi memorării. De asemenea, ei au apreciat că explicaţiile vocale sunt clare, convingătoare şi facilitează interacţiunea. Elevii au evidenţiat caracterul folositor al animaţiei şi calitatea vizualizării, cu efecte pozitive asupra percepţiei şi motivaţiei. De asemenea, a fost apreciată claritatea şi caracterul concis al sarcinilor de învăţare, adaptate la abilităţile cognitive ale elevilor, acurateţea şi calitatea explicaţiilor şi claritatea informaţiilor.

Factori cu impact asupra emoţiilor pozitive Analiza factorilor având impact asupra emoţiilor pozitive evidenţiază două categorii: avantaje didactice şi motivaţie sporită. Elevii au menţionat interesul în tehnologie, caracterul interesant şi plăcerea de a lucra. In general, elevii au apreciat sesiune de lucru ca o experienţă plăcută întrucât platforma oferă posibilităţi mai bune pentru învăţarea Biologiei.

Evaluarea eficacităţii pedagogice – aspecte pozitive Aşa cum se observă, evaluarea eficacităţii pedagogice a abordat o problematică mult mai largă şi a fost realizată cu ajutorul unui interviu secţional structurat care oferă mult mai multe date pentru analiză decât cele două întrebări deschise din chestionarul de utilizabilitate. In Tabelul 4 este prezentată o sinteză a principalelor aspecte pozitive, identificate pe baza analizei de conţinut a răspunsurilor elevilor şi grupate în 6 categorii.

Categorie Frecvenţă Sistemul facilitează învăţarea 58 Interesant şi motivant 29 Vizualizare interactivă 3D 29 Interes pentru tehnologie 21 Instrument inovativ 17 Feedback vizual şi auditiv 11

Tabelul 4. Avantaje ale tehnologiei AR pentru învăţare

Următoarele aspecte susţin faptul că sistemul facilitează învăţarea (în parateză: frecvenţa menţionării aspectelor):

• Ajută învăţarea (20)

• Facilitează achiziţia de cunoştinţe (18) • Ajută memorarea (9) • Ajută înţelegerea (6) • Este bun pentru învăţare intesivă (4) • Ajută percepţia (1)

Următoarele aspecte susţin faptul că sistemul este interesant şi motivant:

• Stimulativ (11) • Interesant (9) • Plăcut (4) • Generează emoţii pozitive (3) • Atractiv (2)

Următoarele aspecte suţin că vizualizarea interactivă 3D este eficace în procesul de învăţare:

• Stimularea canalului vizual (8) • Vizualizarea 3D a sistemului digestiv (8) • Calitatea vizualizării (7) • Stimularea canalului auditiv (6)

Motivele pentru care elevii au fost atraşi de tehnologie sunt următoarele:

• Tehnologie interesantă (9) • Nevoia de tehnologie (7) • Noutatea tehnologiei (3) • Posibilitatea de a testa (1) • Realitatea mixtă (1)

Din analiza răspunsurilor, rezultă că platforma este un instrument inovativ pentru învăţare, datorită următoarelor aspecte:

• Tehnologie modernă (9) • Metodă modernă de învăţare (3) • Mod de lucru diferit de cel tradiţional (3) • Asemănări în didacticvă (2)

Aşa cum se observă, rezultatele evaluării eficacităţii pedagogice confirmă, la un nivel mult mai detaliat şi mai orientat pe problematica învăţării, rezultatele obţinute în evaluarea utilizabilităţii, şi anume faptul că scenariul de Biologie este un suport folositor pentru învăţare, care creşte motivaţia elevilor prin caracterul interesant, atractiv şi inovativ al tehnologiei AR.

Evaluarea eficacităţii pedagogice – aspecte negative Majoritatea elevilor (17 din 20) au menţionat aspecte cu impact asupra emoţiilor negative. Aşa cum se observă în Tabelul 5, acestea sunt probleme de utilizabilitate grupate în 4 categorii. Numărul aspectelor negative este redus întrucât majoritatea fiind inferate pe baza răspunsurilor la ultima întrebare.

Categorie Frecvenţă Interferenţă tehnică 12 Probleme cu ochii 8 Lipsă de practică 5 Discomfort 2 Tabelul 5. Dezavantaje ale tehnologiei AR pentru învăţare

Prima categorie de probleme se referă la probleme de suprapunere, probleme de funcţionare şi probleme legate de calitatea sunetului.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

23

Ca şi în răspunsurile la chestionarul de utilizabilitate, mulţi elevi s-au plâns de probleme cu ochelarii şi au acuzat dureri la nivelul ochilor după sesiune. Lipsa de familiaritate cu sistemul a creat dificultăţi elevilor în controlarea interacţiunii şi selectarea organelor. Câţiva elevi s-au plâns de discomfort în utilizarea căştilor şi de complexitatea platformei.

CONCLUZII ŞI DIRECŢII DE CERCETARE Ambele evaluări au arătat că sistemul are valoare educaţională, întrucât facilitează înţelegerea mai bună a subiectului, memorarea şi transferul de cunoştinţe, permite testarea cunoştinţelor, face învăţarea mai uşoară şi mai rapidă. Scenariul bazat pe realitate îmbogăţită face învăţarea mai interesantă, este atractiv, motivant şi incitant. Elevii au fost atraşi de tehnologia AR şi au manifestat interes faţă de tehnologia informatică şi utilzarea acesteia în procesul de învăţare. Ei au apreciat pozitiv vizualizarea 3D a procesului digestiv şi interfaţa multimodală care ghidează utilizatorul pe parcursul interacţiunii. In general, rezultatele sunt mult mai bune decât cele obţinute cu prima vesiune a scenariului testată în anul precedent. Utilizabilitatea o fost îmbunătăţită în mod considerabil. Paleta utilizată în prima versiune a fost înlocuită cu un dispozitiv de selecţie 3D. In acest fel scenariul beneficiază de tehnologia AR, întrucât elevii pot atinge, prin intermediul uneltei de interacţiune (feedback tactil) obiectul real. Articolele din meniu sunt selectate cu o telecomandă care este deopotriva rapidă şi adecvată interacţiunii. Telecomanda este o unealtă de interacţiune uşor de utilizat şi atractivă, fiind în mod frecvent utilizată pentru jocurile 3D pe calculator. Ambele evaluări au identificat probleme de utilizabilitate legate de selecţie, suprapunere, mărimea obiectului real şi discomfort în utilizarea ochelarilor stereo 3D fără fir. Se cuvine a fi menţionat că evaluarea formativă a utilizabilităţii a fost completată cu o evaluare euristică sistematică a scenariului, efectuată după şcoala de vară, în trei etape. In prima etapă au fost identificate 19 probleme de utilizabilitate care au fost comunicate dezvoltatorilor. O nouă versiune a fost instalată, 5 dintre probleme fiind complet rezolvate iar 6 devenind mai puţin supărătoare. Sistemul a fost evaluat din nou astfel că la evaluarea ultimei versiuni au fost identificate numai 3 probleme de utilizabilitate. In prima jumătate a anului 2008 scenariul de Biologie va fi testat în România cu elevi de la 2 şcoli din Bucureşti şi în Lithuania cu elevi de la Juventa School din Siauliai.

CONFIRMARE Lucrarea este suportată din proiectul ARiSE (Augmented Reality in School Environment), finanţat de Uniunea Europeană în Programul IST, cu nr. FP6 027039 .

REFERINŢE 1. S. Amershi, N. Arksey, G. Carenini, C. Conati, A.

Mackworth, H. Maclaren, D. Poole. (2005) “Designing CIspace: Pedagogy and Usability in a Learning Environment for AI”. Proceedings of ITCSE 2005. ACM Press, New York. 178 – 182

2. Ardito, C., Costabile, M.F., Marsico, M. de, Lanzilotti, R., Levialdi, S., Roselli, T., Rossano, V. “An approach to usability evaluation of e-learning applications.” Universal Access in the Information Society, 4 (2006): 270-283. Springer

3. ARiSE - Augmented Reality in School Environment. FP6 027039. Accesibil la http://www.arise-project.org/

4. Hix, D., Gabbard, J., Swan, E., Livingston, M., Herer, T., Julier, S., Baillot, Y. & Brown, D.: A Cost-Effective Usability Evaluation Progression for Novel Interactive Systems, In Proceedings of the Hawaii International Conference on Systems Sciences, January 5-8, 2004, Big Island, Hawaii.

5. Iordache, D. şi Pribeanu, C. (2006) “Sistem de realitate îmbogăţită pentru medii şcolare : câteva rezultate preliminare privind evaluarea utilizabilităţii”. Popovici, D.M. & Marhan, A.M. (Ed.) Interacţiune Om-Calculator 2007. Editura MatrixROM Bucureşti. 145-150.

6. ISO/DIS 9241-11:1994 Information Technology – Ergonomic requirements for office work with visual display terminal (VDTs) - Guidance on usability.

7. Lamanauskas, V., Pribeanu, C., Vilkonis, R., Balog, A., Iordache, D.D., Klangauskas, A. (2007) “Evaluating the educational value and usability of an augmented reality platform for school environments: some preliminary results. Proceedings of EE 2007. (Agios Nikolaos, Crete Island, Greece, 24-26 July 2007). Mathematics and Computers in Science and Engineering, ISSN 1790-5117. WSEAS Press, pp. 86-91

8. Nielsen, J. Usability Engineering. Academic Press. 1993.

9. Nokelainen, P. „An empirical assesment of pedagogical usability criteia for digital learning material with elementary school students”. Educational Technology & Society, 9 (2), 2006. 178-197

10.Silius, K. & Tervakari, A-M. “The usefulness of web-based learning environments. The Evaluation Tool into the Portal of Finnish Virtual University.” International Conference on Network Universities and e-learning. 8-9 May 2003. Valencia. Spain.

11.Wind, J., Riege, K., Bogen M. (2007) Spinnstube®: A Seated Augmented Reality Display System, In Proceedings of Virtual Environments 2007, IPT-EGVE 2007 – EG/ACM Symposium Proceedings, 17-23.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

24

MovieRatings: Utilizabilitate Web 2.0 Adrian Buzgar

Universitatea “Alexandru Ioan Cuza” Facultatea de Informatică

Str. General Berthelot, nr. 16, 700483, Iaşi

[email protected]

Simona Lazarovici Universitatea “Alexandru Ioan Cuza”

Facultatea de Informatică Str. General Berthelot, nr. 16, 700483,

Iaşi [email protected]

REZUMAT Această lucrare prezintă un studiu de caz asupra punerii în practică a unor principii şi noţiuni de utilizabilitate într-o aplicaţie Web, în contextul tendinţelor Web 2.0 şi a tehnologiilor de ultimă generaţie folosite pentru dezvoltarea aplicaţiilor de tip RIA. Vom evidenţia aceste aspecte pornind de la o prezentare a proiectului MovieRatings (MOVR).

Cuvinte cheie RIA, Web 2.0, SOA, servicii Web, details-on-demand, interfaţă utilizator zoomable.

Clasificare ACM H5. Information Interfaces and Presentation.

INTRODUCERE Conturarea principiilor Web 2.0, şi mai ales evoluţia rapidă a tehnologiilor RIA (Rich Internet Application) [1], permit realizarea unor aplicaţii Web cu o mai mare libertate creativă în construirea interfeţelor, ducând la o interactivitate sporită şi la adoptarea facilă a unor principii noi de utilizabilitate. MovR este o aplicaţie Web care oferă cinefililor posibilitatea de a vizualiza topurile celor mai bine cotate filme dintr-o bază de date multimedia, în acelaşi timp permiţându-le modificarea ierarhiei prin propriile evaluări. În plus, utilizatorii pot adăuga conţinut şi pot adnota semantic sursele de date pentru a eficientiza căutările în funcţie de diferite criterii. Am realizat acest proiect pentru a ne familiariza cu o serie de tehnologii, prezentate în următoarele secţiuni, şi pentru a verifica măsura în care se poate realiza facil şi rapid o interfaţă utilizator superioară celor obţinute folosind abordarea clasică XHTML & CSS.

PRINCIPIILE WEB 2.0 În paşii incipienţi din dezvoltarea unei aplicaţii de tip RIA precum MovR, este utilă formarea acelui subset de principii Web 2.0 [2] care facilitează atingerea scopurilor finale. Am considerat că proiectul nostru se identifică cel mai bine cu următoarele principii: • Utilizatorii adaugă conţinut (Users add value):

proiectul MOVR îşi dezvoltă mereu baza de date folosind contribuţiile utilizatorilor (evaluări ale filmelor existente, noi filme, adnotări).

• Prelungirea stadiului beta al unei aplicaţii Web (Perpetual Beta): în cazul aplicaţiilor Web de ultimă generaţie se evită intenţionat noţiunea de produs final. Adaptarea dinamică la reacţiile şi noile cerinţe ale utilizatorilor oferă flexibilitate crescută.

• SOA (Service Oriented Architecture) [3]: Aplicaţiile Web beneficiază de modularizarea arhitecturii în mod distribuit, componentele comunicând în special prin

servicii Web. Diferitele subsisteme ale MOVR sunt conectate slab (loosely coupled) prin intermediul serviciilor expuse şi permit extinderea şi reutilizarea.

• Cooperarea în locul controlului: MOVR foloseşte pentru întreg conţinutul multimedia surse externe de date: servicii Web ale Flickr şi YouTube, resurse ale Internet Movie DataBase (IMDB). Toate informaţiile interne sunt stocate în format XML şi sunt accesibile pentru alte aplicaţii prin intermediul unui API (Application Programming Interface) uşor de folosit.

ARHITECTURA MOVR Pornind de la principiile enumerate mai sus, MovR are o arhitectură multistratificată distribuită, ale cărei module sunt reprezentate în figura 1.

Figura 1. MovR – arhitectura distribuită.

Spre deosebire de aplicaţiile Web tradiţionale (thin-client), care pun la dispoziţia maşinii client o interfaţă prefabricată şi lasă logica aplicaţiei în seama serverului, MovR foloseşte Adobe Flex 3.0 pentru a concentra majoritatea proceselor într-un thick-client, minimizând sarcina de lucru a serverelor, indiferent de complexitatea (în acest caz vizuală) a aplicaţiei. Astfel, cea mai mare parte a codului a fost scrisă în ActionScript 3.0, acesta oferind flexibilitatea RIA într-un limbaj orientat-obiect [4].

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

25

Trebuie menţionat totuşi faptul că acest avantaj are un cost, acela ca un browser nu poate rula un thick-client RIA în lipsa unui plugin specific fiecărei tehnologii de acest tip (Flash Player pentru Adobe Flex, Java Runtime Environment în cazul JavaFX sau Silverlight Player în cazul Microsoft Silverlight). Partea de prezentare a aplicaţiei noastre recurge la serviciile oferite de Flickr şi YouTube (făcând apel la API-uri publice REST [5]), pentru a ataşa automat conţinut multimedia datelor, şi interoperează cu modulele middleware ale MovR pentru a prelua şi actualiza informaţiile din sistem. Există două modalităţi de acces la date. Prima, mai rapidă, este implementată în PHP, pune datele la dispoziţie prin intermediul AMFPHP (format binar) şi le obţine prin protocolul XML-RPC (precursorul mai rapid al SOAP). A doua modalitate, mai lentă, foloseşte servicii Web (pe baza paradigmei REST) dezvoltate în Java şi încărcate pe un server Apache Axis 2, care pot oferi, la cerere, ultimele modificări ale bazei de date în format RSS. Baza de date este de tip XML nativ (Apache Xindice [6]), lucrând cu colecţii de documente XML care conţin elemente DCMI (Dublin Core Metadata Initiative [7]). Accesarea şi modificarea se face folosind vocabularele XPath, respectiv XUpdate. Una dintre consecinţele alegerilor din faza de modelare a arhitecturii a fost reducerea traficului dintre client şi server. Aplicaţia trebuie descărcată o singură dată, după care tot conţinutul dinamic este prelucrat local. Imaginile sunt descărcate din surse externe, singura comunicare cu serverele ţinând de transportul informaţiei XML în format binar AMF (Action Message Format), eventual de apelul la serviciile Web.

INTERACTIUNE SI UTILIZABILITATE O noţiune importantă în cadrul interacţiunii om-calculator este utilizabilitatea (usability), definită prin măsura în care un produs poate fi folosit de către utilizatori pentru a îndeplini anumite cerinţe cu eficienţă, eficacitate şi satisfacţie [8], într-un anumit caz de utilizare. Eficacitatea (effectiveness) presupune acurateţea cu care un sistem reuşeşte să efectueze operaţiile cerute, precum şi acoperirea tuturor aspectelor vizate. Eficienţa (efficiency) este un indicator al efortului pe care un utilizator trebuie să-l depună pentru a-şi îndeplini scopurile. Satisfacţia utilizatorilor poate fi cuantificată prin aprecierile acestora în urma interacţiunii cu un anumit sistem. În practică, datorită naturii subiective a aprecierii utilizabilităţii unei aplicaţii, există mult mai multe principii (şi clasificări) după care se ghidează realizarea interfeţei utilizator. Printre acestea o influenţă importantă asupra interfeţei MovR a avut-o noţiunea de navigare continuă: perspectiva utilizatorului se modifică fluent, evitând tranziţiile bruşte, adică schimbarea întregului conţinut vizibil (aşa cum se întâmplă în cazul aplicaţiilor Web cu o interfaţă utilizator modelată în XHTML). Două tehnici legate de interacţiune pe care am încercat să le integrăm în proiect sunt details-on-demand („detalii la cerere”) şi zoom [9]. Prima presupune afişarea detaliilor numai atunci când utilizatorul cere explicit acest lucru, reducând încărcarea suprafeţei vizibile cu informaţii. A doua este în strânsă legătură cu noţiunea de interfaţă zoomable, un mediu în care accesul la amănunte se face

prin scalarea anumitor obiecte grafice, în care vor apărea noile date. Combinarea celor două tehnici are un impact pozitiv asupra experienţei utilizatorului şi are ca urmare reducerea consumului de resurse şi a traficului nesolicitat, mai ales la pornirea aplicaţiei. Pe de altă parte, această abordare poate ridica probleme în implementare, atunci când tehnologiile alese nu se pretează la efecte grafice ca scalarea. În cele ce urmează, ne vom folosi de unele scenarii de utilizare ale aplicaţiei MovR pentru a delimita contextul în care sunt folosite principii şi tehnici legate de utilizabilitate.

Figura 2. Vedere de ansamblu a interfeţei MOVR.

Vizualizarea topurilor Iniţial, încărcarea topurilor se realizează printr-o animaţie care deplasează filmele din centrul suprafeţei vizibile spre exterior, rezultatul fiind observabil in figura 2. Topurile conţin numai cele mai bine cotate filme, astfel evitându-se încărcarea întregii baze de date. Pentru fiecare film, informaţiile sunt succinte. Se încarcă afişul de pe IMDB şi nota corespunzătoare. Elementele de interfaţă au libertate de mişcare completă, fiecare putând fi deplasat prin drag and drop, în contrast cu aplicaţiile Web uzuale. Pentru a înlesni adaptarea rapidă a utilizatorilor, majoritatea posibilităţilor de interacţiune sunt prezentate prin intermediul unor mesaje de ajutor (tooltip-uri).

Accesul la detalii Pentru a obţine informaţii detaliate legate de un film din topuri, utilizatorul efectuează operaţia de zoom, mărind afişul filmului respectiv cu rotiţa mouse-ului până la un anumit prag, după care suprafaţa vizibilă a filmului se transformă, făcând loc detaliilor adiţionale: anul producţiei, regizorul, genurile la care aparţine filmul, intriga, actorii etc. De asemenea, prin intermediul legăturii cu Flickr, sunt încărcate patru imagini relevante, în format mic (thumbnails), care pot fi mărite prin aceeaşi modalitate ca şi afişul filmului. Tot în această perspectivă apar butoanele pentru redirecţionarea către trailer-ul filmului de pe YouTube şi către pagina filmului de pe IMDB (singurele excepţii de la regula navigării continue), cât şi pentru funcţionalitatea de adnotare.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

26

Figura 3. Vedere detaliată.

Accesul la unelte Un criteriu central în implementarea interfeţei utilizator a fost minimalismul, acesta presupunând afişarea în orice moment a strictului necesar de elemente. Există o singură zonă de instrumente, aşezată iniţial în centrul aplicaţiei, care poate fi deplasată conform preferinţelor utilizatorului. Aceasta zonă conţine un câmp pentru căutare, precum şi butoane pentru adăugare de filme, vizualizarea întregii baze de date şi resetarea perspectivei. În situaţiile în care anumite funcţionalităţi necesită introducerea informaţiilor în sistem, zona de unelte se redimensionează printr-o animaţie, butoanele si câmpurile noi necesare fiind adăugate dinamic, ca in figura 4. Odată cu acestea, apare şi un buton de anulare a operaţiei începute, acţionarea acestuia având efectul de revenire la forma iniţială.

Figura 4. Redimensionarea zonei de unelte pentru

autentificare. Datele introduse în MovR sunt mereu validate. Fiecare tip de eroare găsită determină aparţia unui mesaj personalizat, modal, ca în figura 5. Grija pentru aceste detalii aduce beneficii importante: duce la evitarea situaţiilor în care aplicaţia poate eşua (eventual în urma unui atac de tip cross-site scripting [10]), la eficientizarea interacţiunii cu sistemul prin eliminarea confuziilor, şi este în acelaşi timp o formă perceptibilă de respect faţă de utilizatori. Am căutat să integrăm cât mai multă funcţionalitate fără să cerem autentificarea utilizatorului, aceasta fiind necesară doar la modificarea informaţiilor din sistem, adică adăugarea, evaluarea sau adnotarea prin tagging a filmelor.

Figura 5. Mesaj de eroare.

Autentificarea Nu există un buton separat pentru autentificare în zona de unelte, această operaţie având loc automat numai atunci când este necesară. Dacă s-a încercat pornirea unei operaţii care necesită autentificarea, cum ar fi evaluarea unui film, un mesaj de eroare indică acest fapt, moment în care utilizatorul poate alege să accepte procesul (Ok), caz în care zona de unelte se redimensionează consecutiv pentru login şi imediat după aceea pentru operaţia cerută. Odată intrat în sistem, numele utilizatorului apare în bara de titlu a zonei de unelte. Un avantaj al aplicaţiei MovR este acela al simplităţii cu care utilizatorii noi se pot înregistra în baza de date. Folosirea în mod obişnuit a formularelor XHTML pentru interfaţa utilizator creează vulnerabilitate faţă de atacuri care vizează înregistrarea automată a unui număr foarte mare de utilizatori. Soluţiile actuale de prevenire a acestor situaţii (imagini captcha, email-uri de confirmare) pot deveni agasante pentru utilizatori. În cazul MovR, întreaga aplicaţie fiind distribuită în format binar (.swf), acest tip de vulnerabilitate este mult mai greu de exploatat. În consecinţă, tot procesul de înregistrare sau autentificare se rezumă la introducerea numelui şi a parolei.

Căutarea În zona de unelte este integrată facilitatea de căutare. Se poate folosi o gamă variată de criterii de căutare: adnotări, titlu, actori, regizor, gen sau descriere. În MovR, rezultatele căutării sunt evidenţiate direct în topuri printr-o animaţie care are ca efect micşorarea prin scalare a elementelor. Factorul de scalare pentru filmele găsite este 0.8, în timp ce pentru celelalte este 0.3, diferenţierea fiind vizibilă în figura 6. Această abordare contribuie la dinamismul vizual al aplicaţiei.

Figura 6. Rezultatele căutării.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

27

Evaluarea filmelor Fiecare utilizator poate evalua filmele din baza de date, modificând în timp real topul preferinţelor. Operaţia necesită autentificarea, pentru că odată introdusă nota pentru un film, aceasta poate fi modificată ulterior de către utilizatorul respectiv. Orice modificare a notelor duce la actualizarea automată a topurilor, aceasta însemnând o animaţie prin care filmele vizibile în aplicaţie îşi schimbă coordonatele în funcţie de poziţia recalculată în top. Este posibil ca unele filme să dispară din suprafaţa vizibilă, moment în care locul lor este luat de noile intrări în top. Situaţia topurilor este actualizată dinamic, adică influenţa unui utilizator produce feedback rapid în sesiunea curentă a tuturor celorlalţi. În acest fel utilizatorului îi este evidentă nu numai interacţiunea cu aplicaţia, ci şi cu întreaga comunitate de cinefili care o folosesc.

Resetarea perspectivei Faptul că toate elementele vizuale prezente în aplicaţie pot fi deplasate şi redimensionate oferă avantaje din punct de vedere al interactivităţii, dar în acelaşi timp poate crea senzaţia de aglomerare. Singurul indicator al poziţiei unui film într-un top fiind tocmai amplasarea pe ecran, această informaţie se pierde când utilizatorul îi schimbă filmului coordonatele.

Figura 7. Aglomerare vizuală.

Pentru a restabili perspectiva iniţială se poate folosi butonul de resetare din cadrul zonei de unelte. Această funcţie porneşte o animaţie care scalează şi repoziţionează elementele grafice, schimbând unde este necesar starea vizuală a unui film din modul detaliat în cel succint, efectuând practic tranziţia fluidă de la figura 7 la figura 2.

CONCLUZII În cadrul acestui proiect am încercat să înglobăm o serie de principii ale filosofiei Web 2.0 şi de noţiuni, sperăm

inovatoare, care ţin de utilizabilitate. Rezultatul actual dovedeşte faptul că, în cazul MovR libertatea de exprimare vizuală şi interacţiunea nu mai sunt limitate tehnologic, ci doar de experienţa şi imaginaţia implementatorilor. Acest fapt se datorează exclusiv noilor tehnologii Web folosite în dezvoltarea aplicaţiilor de tip RIA, printre care se numără şi Adobe Flex (integrată în suita Adobe AIR). Deşi intuitiv costurile în materie de performanţă şi trafic de reţea ale unei aplicaţii RIA sunt mari, depăşirea micilor dificultăţi legate de integrarea modulelor proiectului MovR (în special în cazul interoperabilităţii Flex – PHP şi PHP – Xindice) a dovedit contrariul. Nu am dorit să fim partizanii unei singure iniţiative din domeniu, alegerea noastră fiind motivată doar de succesul unui proiect anterior. Considerăm că orice altă tehnologie similară, cum ar fi Microsoft Silverlight sau JavaFX, poate da rezultate la fel de bune odată ce se trece de bariera deprinderii facilităţilor oferite. În principal din perspectiva utilizabilităţii aplicaţiilor Web 2.0, considerăm că tehnologiile RIA aduc suficiente beneficii încât să-şi motiveze pe deplin integrarea în proiecte ca MovieRatings, mai ales pentru dezvoltarea interfeţelor utilizator. REFERINŢE 1. Jeremy Allaire, A Next Generation Rich Client,

Macromedia Whitepaper, 2002. 2. Tim O’Reilly, Design Patterns and Business Models for the

Next Generation of Software, 2005, http://www.oreillynet.com/pub/a/oreilly/tim/news/2005/09/30/what-is-web-20.html

3. The Open Group, Service Oriented Architecture, http://www.opengroup.org/projects/soa/

4. Adobe Flex, http://labs.adobe.com/technologies/flex/ 5. Roy Fielding, Architectural Styles and

the Design of Network-based Software Architectures, www.ics.uci.edu/~fielding/pubs/dissertation/top.htm

6. Apache Xindice, http://xml.apache.org/xindice/ 7. Dublin Core Metadata Initiative, http://dublincore.org/ 8. ISO 9241-11, Guidance on Usability, 1998, ISO. 9. Shneiderman, Plaisant, Designing the User Interface, 4th

Edition, Addison-Wesley, 2004. 10. WhiteHat Security, Cross-site Scripting, 2006.

www.whitehatsec.com/downloads/WHXSSThreats.pdf

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

28

Aplicaţii colaborative bazate pe ontologii Vlad Posea

Facultatea de Automatică şi calculatoare, Universitatea Politehnica Bucureşti

Splaiul Independenţei 313, Bucureşti [email protected]

Ovidiu Mara Facultatea de Automatică şi calculatoare,

Universitatea Politehnica Bucureşti Splaiul Independenţei 313, Bucureşti

[email protected]

REZUMAT În această lucrare se descrie integrarea unor tehnologii bazate pe ontologii, specifice webului semantic, ca extensie într-o aplicaţie colaborativă existentă, de tip forum, cu scopul de a-i oferi funcţionalităţi avansate de căutare şi clasificare a mesajelor, bazate pe semantica termenilor identificaţi în text.

Cuvinte cheie Ontologie, forum, web semantic, OWL, adnotări.

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): Miscellaneous.

INTRODUCERE Această lucrare descrie realizarea unei extensii care îmbunătăţeşte o aplicaţie de tip forum existentă, prin adăugarea de tehnologii specifice webului semantic. Aplicaţiile colaborative de tip forum sunt aplicaţii web care au ca scop punerea în comun a informaţiilor de către utilizatori, sub formă de mesaje text, uneori cu imagini sau alte ataşamente. Ca structură, un forum este organizat în mai multe discuţii. Fiecare discuţie are un subiect definit de utilizatorul care a iniţiat-o, şi un prim mesaj scris de acesta, în care de obicei el cere un răspuns de la ceilalţi utilizatori ai forumului. Aceştia pot posta mesaje care vor fi incluse în discuţia respectivă, în ordine cronologică. Când un utilizator accesează forumul, i se oferă o pagină cu legături către discuţiile existente, de obicei ordonate după data ultimei modificări. Întrucât într-un forum folosit de mulţi utilizatori, numărul de discuţii poate deveni foarte mare, chiar de ordinul zecilor de mii, găsirea unei anumite discuţii este practic imposibilă fără o funcţie de căutare automată. În aplicaţiile forum folosite pe larg în prezent, căutarea se face textual: utilizatorul introduce unul sau mai multe cuvinte cheie, iar aplicaţia îi afişează o listă cu discuţiile (sau cu mesajele individuale, în funcţie de implementare) în care, în titlul sau în textul mesajelor, se găsesc exact cuvintele respective. Acest mod de implementare a funcţiei de căutare este adesea ineficient pentru utilizator, neoferindu-i mesajele căutate, deşi ele există pe forum, pentru că nu conţin exact cuvintele cheie folosite în căutare. Utilizatorul trebuie să repete de mai multe ori căutarea, încercând diverse combinaţii de sinonime şi formulări înrudite ca sens ale cuvintelor despre care crede că s-ar găsi în mesajele respective, iar de fiecare dată trebuie să parcurgă o listă de rezultate în cea mai mare parte nefolositoare. Problema este că în tot acest timp informaţia căutată se găseşte în baza de date a forumului, dar aplicaţia nu este capabilă să o interpreteze decât ca pe o înşiruire de caractere, fără niciun sens.

O alternativă la căutarea textuală este adnotarea manuală a mesajelor. Când un utilizator publică un mesaj pe forum, pe lângă câmpurile obişnuite pentru titlu, text, ataşamente etc. pe care le are la dispoziţie, poate completa şi o listă de adnotări – cuvinte cheie pe care le consideră reprezentative pentru mesajul respectiv, dar care nu sunt neapărat conţinute textual în mesaj. Când un alt utilizator caută un mesaj cu o anumită informaţie, poate căuta în lista tuturor adnotărilor existente în acel moment. Acest tip de căutare poate fi util în anumite cazuri, când se realizează o căutare după un număr foarte mic de cuvinte cheie. Pentru căutari mai complexe şi mai specifice, poate fi chiar mai puţin eficient decât căutarea textuală, deoarece utilizatorii care postează mesaje au tendinţa de a folosi termeni generali în adnotări, un număr mic de cuvinte cheie, şi rareori mai multe cuvinte care sunt înrudite ca sens – dacă utilizatorul are nenorocul să caute după un cuvânt care e doar apropiat ca sens cu altul conţinut în adnotare, nu va găsi ceea ce caută. Soluţia care depăşeşte considerabil în eficienţă cele două abordări prezentate mai sus constă în integrarea în aplicaţia forum a unui sistem ce foloseşte o ontologie, cu dublu scop: adnotarea automată a mesajelor din forum cu termeni care fac parte din ontologie şi oferirea unei funcţii avansate de căutare, nu după cuvinte cheie, ci după o combinaţie de noţiuni existente în ontologia respectivă.

WEBUL SEMANTIC Webul semantic este o extensie evoluată din web în care conţinutul paginilor web poate fi exprimat nu numai în limbaj natural, ci şi într-un format ce poate fi citit şi folosit de programe software. Acest lucru permite căutarea, distribuirea şi integrarea informaţiilor într-un mod mult mai uşor. Webul semantic constă într-o filozofie, un set de principii de proiectare şi o varietate de tehnologii folosite [1]. O parte dintre elementele webului semantic au fost definite în specificaţii formale, cum sunt RDF (Resource Description Framework), RDF Schema şi OWL (Web Ontology Language), toate trei oferind capacitatea de a descrie formal concepte, termeni şi relaţii între ele, într-un domeniu de cunoştinţe dat – o ontologie.

Standarde existente pentru stocarea ontologiilor RDF este o familie de specificaţii ale consorţiului W3C, proiectate original ca un model pentru metadate, dar care a ajuns să fie folosit ca metodă generală de a reprezenta informaţia, într-o varietate de sintaxe create ca extensii ale RDF (care, la rândul său, este bazat pe XML) [4], [8].

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

29

Figura 1 Modele pentru reprezentarea datelor în webul

semantic, bazate pe XML

Modul în care sunt reprezentate informaţiile în RDF se bazează pe emiterea de propoziţii de forma subiect-predicat-obiect, numite triplete în terminologia RDF. Subiectul denotă o resursă, iar predicatul denotă trăsături sau aspecte ale resursei, şi exprimă o relaţie între subiect şi obiect. [11]

Figura 2 Reprezentare grafică a unui exemplu de ontologie

descrisă prin RDFS; clasele au proprietăţi, cu valori reprezentate de alte clase

RDF Schema sau RDFS este un limbaj bazat pe RDF şi conceput în mod special pentru reprezentarea cunoştinţelor. Se introduc noţiunile de clasă – o resursă poate fi declarată ca fiind clasă pentru alte resurse, care sunt considerate indivizi ai clasei respective – şi moştenire – o clasă poate fi declarată ca subclasă a alteia mai cuprinzătoare. [5] OWL (Web Ontology Language – [2], [3]) este un limbaj folosit pentru descrierea ontologiilor folosite pe web şi destinat în mod special prelucrării automate a informaţiilor de către calculator. OWL, în comparaţie cu RDFS, introduce numeroase noi elemente de sintaxă, pentru descrierea mai detaliată a proprietăţilor şi a claselor: printre altele, se introduc noi relaţii între clase (de exemplu, excluziune), constrângeri de cardinalitate (de exemplu, „exact unul”), egalitatea, caracteristici ale proprietăţilor (de exemplu, simetria sau tranzitivitatea) şi clase enumerate. OWL cuprinde trei sublimbaje, OWL Lite, OWL DL (description logic) şi OWL Full, cele trei fiind diferenţiate prin expresivitate, dar şi prin gradul de complexitate computaţională. [10]

Figura 3 Definirea unei clase în OWL DL cu ajutorul

operatorului reuniune

OWL DL oferă posibilitatea foarte utilă de a defini clase cu ajutorul operatorilor pe mulţimi: reuniune, intersecţie şi complement. Acest lucru permite o construcţie a ontologiilor relativ simplă, în anumite cazuri fiind utilă o abordare de la specific la general, prin descrierea unei superclase ca o enumerare de subclase. Obţinerea de informaţii existente în ontologii Ontologiile nu ar fi utile dacă informaţia conţinută în acestea nu ar putea fi extrasă într-un anumit fel. În acest scop au fost concepute mai multe limbaje de interogare a ontologiilor, mai mult sau mai puţin asemănătoare cu limbajele folosite pentru interogarea bazelor de date. În prezent, unul dintre aceste limbaje, SPARQL, a devenit standard de facto pentru interogarea ontologiilor. SPARQL permite realizarea de interogări folosind şabloane de triplete, conjuncţii şi disjuncţii. [12] O altă posibilitate de a extrage informaţii este folosirea unui program numit reasoner. Un astfel de program primeşte o ontologie şi poate construi taxonomia acesteia (clasificarea completă a tuturor resurselor cuprinse în ontologie), în funcţie de implementare fiind uneori capabil şi de a verifica consistenţa ontologiei. Un reasoner poate fi folosit pentru a interoga o ontologie OWL DL în felul următor: în ontologia respectivă, se creează o clasă nouă, care reprezintă conceptul căutat; clasa se defineşte cu ajutorul operatorilor pe mulţimi (reuniune, intersecţie şi complement) pe baza claselor existente, eventual cu specificarea unor restricţii pentru proprietăţile sale, atât ca şi cardinalitate, cât şi ca valori luate de proprietăţile respective. După construcţia acestei descrieri, se apelează reasonerul şi, într-un protocol bine stabilit, i se transmite ontologia, împreună cu o cerere de enumerare, de exemplu, a claselor echivalente cu clasa nou definită. Se va obţine o listă a claselor existente în ontologie care se potrivesc şablonului căutat. [6], [7]

EXTINDEREA APLICAŢIILOR FORUM FOLOSIND ONTOLOGII Odată cu creşterea popularităţii forumurilor, volumul de date disponibil în astfel de aplicaţii a devenit din ce în ce mai mare; în acelaşi timp, datorită structurii rigide a acestui tip de aplicaţii, bazate pe fire de discuţii, organizarea informaţiilor după conţinut este practic imposibilă. Funcţiile de căutare textuală reprezintă, în prezent, principala metodă de extragere a informaţiilor, dar sunt deficitare deoarece nu sunt tehnic capabile de a

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

30

găsi întotdeauna textele căutate, de fapt, de utilizator, dacă acestea nu conţin exact cuvintele cheie căutate. [10] Pentru a evidenţia avantajul funcţiilor de clasificare şi căutare a mesajelor folosind ontologii faţă de cele textuale, dar şi pentru a stabili caracteristicile care vor trebui îndeplinite de aceste funcţii, am creat trei scenarii ce exemplifică folosirea unui forum: 1) Utilizatorul X postează pe un forum un mesaj despre nivelul preţurilor maşinilor italiene; el nu foloseste în text cuvântul „italian”, ci „Italia”; totuşi, deoarece beneficiază de existenţa unei tehnologii de adnotare manuală, el îşi marchează mesajul cu cheile „maşini italiene” şi „preţuri”. 2) Pe acelaşi forum, utilizatorul Y doreşte să afle care este preţul unui Fiat; caută textual „preţ Fiat” şi „preţuri Fiat”, dar nu găseşte nimic; încearcă să caute cu aceleaşi cuvinte cheie după adnotări, dar din nou nu primeşte niciun rezultat. 3) Utilizatorul Z accesează un forum în care se discută reţete culinare. El caută o reţetă pentru o pizza vegetariană, dar nu îi place ceapa; singurele cuvinte cheie la care se poate gândi sunt „pizza vegetariană” şi „fără ceapă”. Din păcate, deşi pe forum există mai multe reţete de acest tip, niciuna nu conţine exact remarca „fără ceapă”. În schimb, dacă se caută numai „pizza vegetariană”, se obţin câteva zeci de mesaje ca rezultat, pe care Z va trebui să le citească unul câte unul, neştiind dacă va găsi ceea ce caută. El decide să deschidă o discuţie nouă, la care cineva îi răspunde cu o legătură către mesajul care conţine o astfel de reţetă. Toate aceste trei exemple descriu situaţii în care o tehnologie incapabilă de a procesa informaţiile pe baza sensului acestora eşuează în a oferi funcţionalitatea dorită de utilizatori. Pentru ca integrarea unei ontologii într-o aplicaţie de tip forum să depăşească inconvenientele acestor metode, am stabilit că funcţia ce va fi dezvoltată trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe: 1) adnotare automată a mesajelor postate pe forum, bazată pe cuvintele conţinute în textul mesajului; utilizatorul poate să vizualizeze marcajele create, dar nu este nevoie să intervină în niciun fel; 2) căutare semantică, nu textuală: căutarea după cuvinte cheie este înlocuită de căutarea după concepte; 3) posibilitatea unei căutări avansate, în care se folosesc cât mai multe dintre avantajele unui vocabular puternic ca OWL DL; 4) uşurinţa utilizării: un utilizator obişnuit, care nu este familiar cu sintaxa unei ontologii sau cu limbaje de interogare ca SPARQL, trebuie să poată folosi căutarea semantică cu un minim de efort de învăţare. Cea mai bună soluţie pentru această cerinţă este crearea unei interfeţe grafice pentru căutare. 5) un efort minim de învăţare.

Descrierea soluţiei Soluţia creată presupune folosirea unei ontologii, în format OWL DL, creată cu o aplicaţie externă. Ontologia respectivă trebuie să conţină o structură de clase care reprezintă concepte semnificative pentru forumul în care

va fi folosită (de exemplu, în cazul forumului despre reţete culinare, va fi folositoare o ontologie care descrie alimentele cele mai întâlnite şi diverse produse alimentare). Aceste clase trebuie să fie ierarhizate într-o formă logică, familiară utilizatorului. În plus, este recomandat să se cuprindă în ontologie cât mai multe date despre conceptele respective şi relaţiile dintre ele – cu cât ontologia este mai bogată în informaţii, cu atât funcţia de căutare va fi mai eficientă. Acest lucru înseamnă că cel care creează ontologia trebuie să aibă grijă să includă relaţii de excluziune între conceptele care sunt incompatibile în realitate, să folosească operatorul de reuniune unde este utilă enumerarea entităţilor dintr-o categorie şi să stabilească concis care sunt domeniile şi codomeniile proprietăţilor din ontologie. O astfel de clasificare poate necesita destul de mult timp şi efort pentru realizare, dar beneficiile sale sunt valabile în permanenţă, micşorând timpul necesar găsirii informaţiei pentru utilizatori, şi efortul moderatorilor de a redirecţiona utilizatorii între discuţii cu subiecte identice (discuţii dublate). Folosind soluţia propusă, cele trei scenarii prezentate anterior trebuie să evolueze în felul următor: 1) Utilizatorul X postează pe forum un mesaj despre nivelul preţurilor maşinilor italiene; el observă că mesajul său a fost adnotat automat cu marcajele „ontologie:maşină italiană”, „ontologie:preţ”, „ontologie:Euro”. 2) Pe acelaşi forum, utilizatorul Y doreşte să afle care este preţul unui Fiat; accesează funcţia de căutare semantică; alege din ontologie conceptul „Fiat”. Obţine ca rezultat şi mesajul scris de X, deoarece în ontologia folosită clasa „Fiat” este o subclasă a „Maşină italiană”. 3) Utilizatorul Z accesează forumul în care se discută reţete culinare. Accesează funcţia de căutare semantică, şi descrie conceptul pe care îl caută exact după reprezentarea pe care şi-a format-o mental: alege din ontologie conceptul „Pizza”, la care adaugă o restricţie: proprietatea „are ingredient” nu trebuie să ia valorile „Carne” şi „Ceapă”. La trimiterea cererii, primeşte ca rezultat un mesaj în care se prezintă o reţetă corespunzătoare.

Implementarea soluţiei Pentru implementarea soluţiei, am ales drept componentă pentru accesarea şi manipularea ontologiei, platforma Protégé 3.3. Aceasta cuprinde un set de biblioteci realizate în limbajul Java, bine documentate, este open-source şi implementează şi specificaţia limbajului OWL DL. În plus, este compatibilă cu orice reasoner care foloseşte protocolul DIG, creat de DL Implementation Group. [6] Ca reasoner, am folosit o aplicaţie numită Pellet, versiunea 1.5. Acesta este realizat tot în Java, este open-source, şi suportă toate elementele sintactice ale OWL-DL. El implementează o varietate de modalităţi de conectare cu alte aplicaţii bazate pe ontologii, inclusiv protocolul DIG, ceea ce a permis conectarea sa cu platforma Protégé. Aplicaţia forum pe care am ales-o pentru a o extinde a trebuit să fie implementată în limbajul Java, pentru a o putea integra cu bibliotecile Protégé. Am ales forumul JForum, o reimplementare a binecunoscutei aplicaţii phpBB, din mai multe motive: JForum beneficiază de

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

31

avantajul uşurinţei în utilizare a interfeţei din phpBB, este familiar pentru majoritatea utilizatorilor de forumuri din întreaga lume şi este un proiect open-source matur, cu codul sursă bine structurat în module şi template-uri – ceea ce facilitează crearea extensiilor. În plus, suportă numeroase formate pentru baza de date, printre care MySQL şi PostgreSQL. La implementarea extensiei, am ţinut cont de principiile de organizare şi funcţionare după care a fost construit JForum. În primul rând, am creat un pachet numit ontology, în clasele căruia am implementat toate funcţiile necesare manipulării ontologiei, folosint API-ul Protégé. În schimb, ontologia în sine, ca structură de date, a fost încărcată în clasa OntologyRepository din pachetul Repository – pachet care cuprinde toate clasele care se ocupă de încărcarea datelor din medii externe aplicaţiei şi memorarea lor într-un cache. Am respectat acest format deoarece JForum are implementată o funcţie disponibilă administratorului forumului, de golire a întregului cache şi resetare a aplicaţiei, în cazul în care apar probleme în funcţionare sau se modifică setări în fişierele de configurare a aplicaţiei. Ontologiile care pot fi folosite în forum sunt incluse ca fişiere OWL într-un director special destinat; forumul poate să lucreze cu un singur fişier la un moment dat, şi indicarea numelui acestuia se face într-o intrare din fişierul de configurare a aplicaţiei. Extensia integrată în JForum are două roluri: în primul rând, adnotarea automată a mesajelor postate pe forum, imediat după acţiunea de postare; în al doilea rând, funcţia de căutare semantică. Pentru adnotarea mesajelor, am observat cum sunt implementate funcţiile de indexare şi de căutare a mesajelor în JForum. Aplicaţia foloseşte o bază de date, în care stochează mesajele folosind patru tabele: tabelul jforum_posts conţine numai informaţii adiţionale despre mesaj (data postării, identificatorul autorului etc.), tabelul jforum_posts_texts conţine titlul şi textul mesajului, tabelul jforum_search_words conţine o listă cu toate cuvintele existente în forum, iar tabelul jforum_words este o listă de legături one-to-many de la cuvintele cuprinse în jforum_search_words la indicii posturilor din forum. La postarea unui mesaj, aplicaţia prelucrează titlul şi textul pentru a obţine lista de cuvinte cuprinse în mesaj, după care adaugă cuvintele respective în tabelul de cuvinte cheie şi adaugă legături în tabelul de legături, între cuvintele cheie şi noul mesaj. Am profitat de structura existentă a bazei de date pentru a realiza memorarea adnotărilor mesajelor. Aceasta funcţionează în felul următor: la primirea titlului şi textului unui mesaj nou, pe lângă obţinerea listei de cuvinte, se trimite textul către clasa OntologyIndexer, care întoarce o listă de marcaje de forma „numeOntologie:numeClasă”. Aceste marcaje sunt adăugate atât la lista de cuvinte cheie specifice mesajului, cât şi într-un câmp special al tabelei jforum_posts numit „Tags”, pentru a fi vizualizate în browserul clientului, odată cu celelalte informaţii despre mesaj.

Adnotarea automată se face prin extragerea din textul mesajului a tuturor cuvintelor şi a sintagmelor până la o lungime dată (în număr de cuvinte), specificată în setările aplicaţiei. Acest lucru este necesar pentru a putea găsi în ontologie clase descrise prin mai multe cuvinte, de exemplu „pizza vegetariană”. Fiecare sintagmă din text este căutată între clasele ontologiei. Căutarea se face după marcajul rdf:label al claselor din ontologie, dacă există; dacă nu, se face chiar după numele claselor. În ambele cazuri, identificatorii textuali ai claselor sunt memoraţi la încărcarea ontologiei într-un HashMap, menţinut în cache, pentru a permite o căutare rapidă. În ceea ce priveşte funcţia de căutare semantică, s-a creat o pagină web pentru aceasta, în care s-a implementat interfaţa grafică pentru căutare.

Figura 4 Elemente ale interfeţei de interogare grafică

Ca principiu, s-a dorit ca interfaţa să fie cât mai intuitivă şi mai uşor de folosit pentru un utilizator obişnuit. Din acest motiv s-a ales o abordare grafică, şi nu una textuală. Pentru interogarea ontologiei, utilizatorul trebuie să descrie conceptul pe care îl caută. El poate face acest lucru construind un arbore în care, ca noduri, poate alege obiecte cu semnificaţii speciale (Figura 4).

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

32

Figura 5 Arborele de interogare este construit sub îndrumarea calculatorului

Figura 6 Arborele de interogare folosit pentru a defini conceptul „pizza vegetariană”, folosind vocabularul OWL-DL, va fi serializat sub formă de XML şi trimis către server

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

33

Figura 7 Rezultatul căutării

Construirea arborelui de interogare se face sub îndrumarea calculatorului: la adăugarea unui nou element, apare o fereastră de dialog în care utilizatorul specifică ce element doreşte să creeze, şi apoi caracteristicile acestuia. Programul nu permite utilizatorului să creeze o interogare greşită sintactic, nici să trimită o cerere incompletă. La alegerea conceptelor de tip clasă este afişat un arbore al claselor existente în ontologie, ierarhizate corespunzător. La alegerea unei proprietăţi, se afişează o listă cu proprietăţile existente în ontologie. Aceste două structuri de date sunt preluate de la server asincron, folosind Ajax. La trimiterea cererii, se verifică dacă arborele este completat în întregime, şi în caz afirmativ se construieşte o reprezentare în XML a acestuia, într-un format intern aplicaţiei. Când este primit de server, el este convertit în definiţia unei clase numită ForumSearchConcept. Serverul se foloseşte apoi de reasonerul instalat pentru a obţine o listă cu clasele echivalente şi subclasele lui ForumSearchConcept, după care acesta este eliminat din ontologie. Folosind lista de clase, se generează o listă de marcaje de forma „numeOntologie:cuvântCheieClasă”, care sunt apoi folosite pentru căutarea mesajelor.

REZULTATE Aplicaţia web creată a fost testată folosind ca server web Tomcat 5.5, ca browser Firefox 2 şi Internet Explorer 6. S-au efectuat teste folosind atât o ontologie inclusă în Protégé OWL, numiă Pizza, cât şi o ontologie nou creată, Animal.

Rezultatele au fost satisfăcătoare şi au îndeplinit cerinţele propuse: aplicaţia creată a oferit posibilitatea căutării mesajelor fără a folosi cuvinte cheie conţinute în mesajele respective. În plus, posibilitatea definirii de concepte ca intersecţii sau reuniuni de concepte existente, sau impunerea de restricţii asupra proprietăţilor acestora au funcţionat şi s-au dovedit a fi mult superioare funcţionalităţilor textuale. Interfaţa grafică pentru construcţia definiţiei conceptului care se caută este destul de uşor de folosit, chiar pentru utilizatori care nu au primit decât o explicaţie sumară despre modul de funcţionare.

CONCLUZII ŞI DEZVOLTĂRI ULTERIOARE Din punct de vedere al aspectului interfeţei, extensia realizată s-a dovedit prezentabilă, uşor de folosit şi eficientă. Totuşi, ar fi util un mic tutorial vizual care nu numai să prezinte noilor utilizatori cum se foloseşte funcţia de căutare semantică, ci şi să îi convingă cât de puternică poate fi aceasta. Din punct de vedere al implementării, s-au atins în întregime scopurile propuse. Căutarea semantică funcţionează corespunzător şi eficient, la fel ca şi adnotarea automată a mesajelor. În privinţa adnotării, se pot face îmbunătăţiri în cadrul funcţiei de identificare a claselor din ontologie pe baza textului; de exemplu, s-ar putea folosi un dicţionar de sinonime sau chiar o aplicaţie ca WordNet pentru a determina corespondenţe între sintagme din text şi clase din ontologie.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

34

De asemenea, s-ar putea realiza o funcţie de căutare care să combine căutarea semantică şi cea textuală, printr-o metodă de filtrare a rezultatelor. Aceste obiective vor fi considerate la realizarea unor dezvoltări viitoare.

REFERINŢE 1. Semantic web - Wikipedia, the free encyclopedia.

http://en.wikipedia.org/wiki/Semantic_web 2. OWL Web Ontology Language Overview.

http://www.w3.org/TR/owl-features/ 3. Owl - Wikipedia, the free encyclopedia.

http://en.wikipedia.org/wiki/Owl 4. W3C's RDF at W3C.

http://www.w3.org/RDF/ 5. Resource Description Framework- Wikipedia, the free

encyclopedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Resource_Description_Framework

6. Protege Ontology Editor. http://protege.stanford.edu/

7. Protégé-OWL API Programmer's Guide. http://protege.stanford.edu/plugins/owl/api/guide.html

8. Introduction to Semantic Web, Ivan Herman, International Conference on Dublin Core and Metadata Applications, Singapore. http://www.dc2007.sg/

9. State of the Semantic Web, Ivan Herman, Semantic Days 2007, Stavanger, Norway. http://www.w3.org/2007/Talks/0424-Stavanger-IH/

10.Introduction to the Semantic Web, Ivan Herman, Semantic Days 2007, Stavanger, Norway. http://www.w3.org/2007/Talks/0423-Stavanger-IH/

11.SPARQL - Wikipedia, the free encyclopedia. http://en.wikipedia.org/wiki/SPARQL

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

35

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

36

Managementul hărţilor temporale într-un mediu colaborativ

Cosmin Vârlan Univ. Al. I. Cuza, IAŞI

Facultatea de Informatică, Str. General Berthelot, nr. 16, Code 700483 — IAŞI, ROMANIA

[email protected]

REZUMAT Numărul mare de maşini existente în trafic în acelaşi moment duce adeseori la aglomeraţii. Aceste sugrumări pot fi soluţionate prin intermediul unei infrastructuri hardware complexă prin intermediul căreia să se poată sincroniza semafoarele existente într-o anumită zonă în aşa fel încât traficul să fie redirecţionat pe străzi secundare. În acest articol se oferă o idee alternativă în care prin intermediul unui mediu colaborativ pot fi construite hărţi temporale ce pot fi utilizate împreună cu sistemele GPS pentru a indica şoferului drumul cel mai rapid până la destinaţie.

Cuvinte cheie GPS, mediu colaborativ, human computation.

Clasificare ACM H5.3. Asynchronous interaction.

INTRODUCERE Drumul cel mai rapid este drumul pe care îl ştii. Atâta timp cât nu ai şanse să te pierzi, nu ai motive să te întorci înapoi pentru a urma altă cale. Cu cât un şofer ştie mai multe moduri de a ajunge la destinaţie, îi va fi mai uşor de a selecta drumul mai puţin aglomerat. Un şofer nu poate şti toate drumurile; din acest motiv au fost inventate GPS-urile. GPS-urile indică drumul cel mai scurt ţinând cont în principal de distanţa pe care un vehicul trebuie să o parcurgă până la destinaţie. Deşi un asemenea instrument cunoaşte – de obicei – toate posibilităţile de a ajunge până la destinaţie, aproape toate GPSurile vor găsi drumul dintre două puncte utilizând drumurile principale, străzile importante având avantajul circulării cu viteze superioare. Deşi în teorie GPS-urile funcţionează foarte bine, în practică se pot găsi alternative mai rapide utilizând de obicei drumuri secundare. Aceste drumuri secundare nu sunt cunoscute de şoferi şi GPS-urile deşi “le cunosc” încearcă să nu îi aventureze pe şoferi prin zone mai puţin circulate.

GPSP – O SOLUŢIE ASUPRA HĂRŢILOR TEMPORALE GPSP a luat naştere din nevoia personală de a transforma o consolă de jocuri PSP într-un GPS, prin ataşarea unui senzor capabil să returneze informaţii asupra poziţiei: longitudine, latitudine, altitudine, viteza de deplasare, numărul sateliţilor la care dispozitivul este conectat, ora la care au fost preluate datele, direcţia de mers. Unele informaţii ar putea să pară inutile – de fapt probabil pentru

cele mai multe sisteme GPS cele mai importante sunt longitudinea şi latitudinea. Direcţia de mers paote fi calculată în funcţie de punctele prin care deja s-a trecut. Un rol important au totuşi şi datele adiţionale: numărul de sateliţi spre exemplu: într-un oraş spre exemplu numărul steliţilor la care se poate conecta sistemul GPS este inferior numărului sateliţilor pe care îi poate detecta în afara acestuia; motivul este dat de existenţa clădirilor care se interpun deseori între senzor şi sateliţii geostaţionari, semnalul fiind în acest fel împiedicat să ajungă la GPS. Putem detecta aşadar dacă suntem într-un oraş sau nu şi putem atenţiona şoferul că depăşeşte viteza legală atunci când o face – se observă că nu sunt utilizate date ce ar putea fi extrase numai dintr-o hartă, această miniaplicaţie foloseşte numai date primite de la senzor: numărul sateliţilor, viteza de rulare.

Figura 1 – GPSP interfaţa clientului pentru PSP

Aceste informaţii nu sunt singurele ce ar putea fi folosite într-un mod neconvenţional: prin intermediul unor date cum ar fi altitudinea, un GPS ar putea estima consumul de combustibil necesar pentru a ajunge la destinaţie (atunci când vehiculul urcă va consuma mai mult decât când merge pe drum drept). GPSP deşi indică corect parametri primiţi de la senzorul ataşat PSPului, are o problemă majoră: nu are nici un set de hărţi. Pentru a crea hărţile, aplicaţia va înregistra fiecare punct preluat de către GPS în vederea realizării unui drum: GPSul recepţionează informaţiile în fiecare secundă şi şirul de puncte împreună cu datele aferente în fiecare punct vor fi stocate în fişiere XML sub forma unei păduri de noduri: <point><lat>45.378384</lat><long>25.539366</long><alt>820.099976</alt><spd>56.300800</spd><course>347.690002</course><sat>8</sat><qual>1</qual></point>

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

37

<point><lat>45.378521</lat><long>25.539322</long><alt>820.200012</alt><spd>56.300800</spd><course>347.690002</course><sat>8</sat><qual>1</qual></point>

<point><lat>45.378521</lat><long>25.539322</long><alt>820.200012</alt><spd>55.985958</spd><course>347.089996</course><sat>8</sat><qual>1</qual></point>

Datele reprezintă poziţia punctului, altitudinea, viteza maşinii în acel moment, direcţia de mers , numărul de sateliţi din raza GPSului respectiv calitatea semnalului. Punctele reprezintă traseul care a fost urmat de către autoturism şi pe baza lor va trebui să fie construită o hartă validă în format vetorial. Este necesar să avem harta în format vectorial pentru a putea construi un graf şi a calcula drumul cel mai rapid dintre două puncte. Harta va fi formată dintr-o serie de intersecţii, fiecare dintre ele având un identificator, o poziţie geografică (long, lat), şi o serie de alte intersecţii vecine date prin IDurile lor. În plus se oferă informaţii suplimentare despre dumul care uneşte cele două intersecţii: numele străzii, IDul străzii (ce va fi utilizat pentru a identifica corect strada dintr-un fişier conţinând toate străzile) respectiv un cost asociat. Costul asociat străzii poate fi distanţa dintre cele două capete ale sale (şi de obicei acesta este costul utilizat de către GPSuri). În exemplul de mai jos este utilizat acest tip de cost (distanţa): <intersection id="1">

<coordinates>

<longitude>27.606253</longitude>

<latitude>47.137280</latitude>

</coordinates>

<neighbours>

<inter id="3" street_name="noname" str_id="1" distance="756" />

<inter id="2" street_name="noname" str_id="2" distance="6533" />

</neighbours>

</intersection>

<intersection id="2">

<coordinates>

<longitude>27.651114</longitude>

<latitude>47.094212</latitude>

</coordinates>

<neighbours>

<inter id="1" street_name="noname" str_id="2" distance="6533" />

</neighbours>

</intersection>

Este evident că dacă există stradă de la intersecţia 1 la 2 atunci trebuie să fie o strada şi de la 2 la 1. În reprezentarea pe care o facem nu este neapărat totuşi să se întâmple acest lucru: străzile cu sens unic pot fi reprezentate numai de la o intersecţie la cealaltă şi nu şi în sens opus. În exemplul dat costul de la intersecţia 1 la

intersecţia 2 este acelaşi cu costul de la intersecţia 2 la intersecţia 1 adică 6533. Distanţele ar putea totuşi varia. Un cost pe care l-am considerat mai important decât distanţa dintre cele două intersecţii îl constituie timpul de parcurgere al drumului între cele două capete. Acest timp variază în funcţie de momentul parcurgerii: în timpul zilei, o stradă va fi de obicei mai aglomerată decât pe perioada nopţii. Costurile ar putea fi reprezentate şi în funcţie de ziua saptămânii. Astfel, strada dintre intersecţia 1 şi 2 ar putea avea drept cost un şir de tipul: cost=”L:0, 0, 0, 0, 5, 7, 6, 8, 9, 12, 12, 11, 14, 13, 12, 14, 15, 15, 14, 13, 10, 8, 5, 4, 0 # M:0, 0, 0, 0, 6, 6, 7, 8, 10, 12, 11, 12, 13, 13, 13, 12, 16, 14, 14, 13, 10, 8, 5, 4, 0 # Mi: ..... # J: ....... # ..... “ Unde L, M, Mi, J, V, S, D ar reprezenta ziua săptămânii şi valorile ar reprezenta estimarea timpului (să zicem în minute) necesar parcurgerii pentru o anumită oră din zi. Locurile în care apare valoarea 0 indică faptul că nu se poate estima timpul de parcurgere pentru că, probabil, încă nu a trecut nici o maşină pe acolo la acea oră. Estimarea este făcută în funcţie de informaţiile transmise de către utilizatorii ce traversează drumul dar într-un mod asincron: datele sunt înregistrate şi vor fi uploadate ulterior pe server, nu neapărat în ziua în care s-a parcurs drumul. Cea de-a doua componentă a harţii o constituie mulţimea efectivă de drumuri. Drumurile vor fi grupate zonal, mulţimea drumurilor dintr-o anumită zonă va fi reprezentată într-un singur fişier în format XML în care drumurile vor avea un unic identificator ce va putea fi asociat cu identificattorul drumurilor dintre intersecţii din fişierul anterior: <map name="Iasi" length="51">

<strada id="1" length="3441">

<point><lat>45.378384</lat><long>25.539366</long><alt>820.099976</alt><spd>56.300800</spd><course>347.690002</course><sat>8</sat><qual>1</qual></point>

<point><lat>45.378521</lat><long>25.539322</long><alt>820.200012</alt><spd>56.300800</spd><course>347.690002</course><sat>8</sat><qual>1</qual></point>

<point><lat>45.378521</lat><long>25.539322</long><alt>820.200012</alt><spd>55.985958</spd><course>347.089996</course><sat>8</sat><qual>1</qual></point>

....................

</strada>

<strada id="2" length="6533">

....................

</strada>

.............

</map>

OBŢINEREA UNEI HĂRŢI TEMPORALE Drumurile vor fi uploadate de către utilizatori sub forma unor şiruri de puncte (pădure de XMLuri). Procesul de obţinere a hărţii este cel important:

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

38

Punctele dintre cele două intersecţii ne interesează de fiecare dată când un utilizator trimite aceste informaţii. Cu cât drumul este format din mai puţine puncte, cu atât strada este mai bine definită deoarece utilizatorul nu a făcut depăşiri sau nu a stat în parcări aflate pe strada respectivă. De asemenea dacă un drum este format din mai puţine puncte putem să considerăm că s-a mers cu o viteză mai mare decât maxima pe care o cunoşteam, putem de asemenea să facem o reprezentre mai apropiată de realitate a străzii – atunci când viteza este mare, nu este pierdut timpul cu staţionări. Un număr mai mic de puncte va face randarea mai rapidă pe dispozitivul aflat în maşina şoferului. Partea negativă care poate fi văzută atunci când drumul este format din mai puţine puncte este aceea că şoferul a “tăiat curbele” şi deşi drumul este format din mai puţine puncte, nu reflectă realitatea. Acesta este un detaliu nesemnificativ ce poate fi corectat realizând o medie între punctele de la diferiţi utilizatori ce au străbătut drumul. Lista punctelor-intersecţii este foarte importantă pentru calcularea traseului cel mai rapid de către dispozitivul ce joacă rol de GPS (fie el PSP, pocketPC sau alt dispozitiv mobil). Acest fişier conţine toate informaţiile necesare pentru a realiza un graf temporal de reprezentare a hărţii:

Ce se înţelege printrun graf temporal? Fie cazul în care un şofer doreşte să ajungă din punctul A în punctul B. Pentru a face acest lucru poate să urmeze fie traseul A-C-B fie traseul A-D-B. Momentul plecării din A este t0. Pentru a străbate A-C-B de la momentul t0 se va aduna timpul necesar străbaterii segmentului A-C cu timpul necesar străbaterii segmentului C-B dar pornind de la timpul t1 – cel al ajungerii în punctul C. Vom nota cu perechea (A-C, t0) timpul necesar străbaterii segmentului A-C atunci când din A se pleacă la momentul t0 spre C. Considerăm (A-C, t0) = n. Atunci pentru a calcula timpul necesar ajungerii la punctul B trecând prin C vom scrie formula: (A-B, t0) = (A-C,t0) + (C-B,t0+n) = (A-B, t0) = (A-C,t0) + (C-B , t0 + (A-C,t0) ) Adică timpul necesar străbaterii A-C pornind de la t0 adunat cu timpul necesar străbaterii C-B pronind de la momentul ajungerii în C. Similar destinaţia poate fi atinsă şi prin punctul D: (A-B, t0) = (A-D,t0) + (D-B , t0 + (A-D,t0) ) Drumul pe care şoferul va dori să-l parcurgă va fi minimul dintre cele două de mai sus. Datele ce pot fi extrase din fişierul ce conţine definiţiile intersecţiilor sunt: felul în care va fi construit graful (deşi acesta va fi un graf zonal), timpii necesari parcurgerii la orice oră din fiecare zi a săptămânii a unui drum şi pe baza acestor informaţii se poate afla drumul cel mai rapid. Partea cea mai importantă a acestui fişier este modul de asociere a costurilor pentru diversele străzi ale unei reginui. Costul fiecărui drum este obţinut ca medie a costurilor obiţinute de fiecare utilizator ce traversează drumul într-un anumit moment. Aşadar, în cazul în care costul străbaterii drumului în ziua de luni la ora 12 este de 14 minute şi

acest cost a fost obţinut de 5 utilizatori care au parcurs distanţă dintre cele două intersecţii, dacă un al şaselea şofer va parcurge drumul luni la ora 12 în 10 minute, costul va scădea la 13.33. Formula folosită este: (cost_cunoscut * nr_utilizatori + cost_curent) / nr_utilizatori+1) Cum convingem utilizatorul să trimită traseul pe care l-a parcurs către situl nostru şi cum vom parsa acest drum sunt două probleme pe care trebuie să le avem în vedere:

Convingerea utilizatorului să uploadeze trasee Prima problemă poate fi rezolvată prin creşterea termenului de viaţă a aplicaţiei: utilizatorii vor putea folosi în continuare GPSP numai dacă vor transmite periodic traseul pe care l-au parcurs. Rezolvarea aceasta duce la apariţia altor două probleme: cum împiedicăm utilizatorul să nu creeze artificial date şi să le transmită pentru a-şi mări perioada de utilizare a aplicaţiei fără a transmite datele reale şi ce se întâmplă atunci când utilizatorul nu a parcurs nici o distanţă în perioada în care i s-a permis să utilizeze aplicaţia. Pentru a impiedca trişatul putem utiliza anumite informaţii specifice hardware-ului: de exemplu în cazul PSPurilor putem utiliza adresa MAC a plăcii de reţea WiFi pe care acesta o posedă şi pe baza acestei adrese şi a unui cuvânt cheie ales de programator să fie criptate toate datele ce vor fi scrise în fişiere (pădurea de XMLuri despre care discutam la început). Datele vor fi decriptate de către serverul pe care s-a uploadat informaţia (în momentul în care îşi fac cont vor fi nevoiţi să completeze un câmp reprezentând adresa MAC a PSPului) şi vor putea fi parsate fără probleme. În cazul în care utilizatorul nu a străbătut nici o distanţă în perioada de graţie, va fi invitat să adnoteze hărţile existente deja pe server: adăugarea de nume străzilor, identificarea corectă a intersecţiilor sau adăugarea punctelor de interes pe o hartă poate duce la câştigarea de puncte-bonus: Numele unei străzi va fi înregistrată de la primul utilizator care îl va introduce dar utilizarea efectivă a acelui nume (afişarea numelui spre exemplu în aplicaţia GPSP sau pe harta WEB) va fi făcută numai după ce mai mulţi utilizatori au fost de acord că într-adevăr acea stradă se numeşte în acel fel. În mod aseămător putem trata şi punctele de interes: doar după ce mai mulţi utilizatori au introdus aceeaşi poziţie pentru un spital putem trage concluzia că într-adevăr acolo se află spitalul. Chiar dacă utilizatorul va introduce poziţia aproximativă, prin realizarea unei medii se poate găsi o zonă ce reprezintă spitalul.

Extragerea unui drum din şirul de puncte transmis Nevoia de adnotare a intersecţiilor a apărut deoarece punctele sunt destul de dezordonate pentru a face acest lucru automat. Deşi teoretic o intersecţie se află acolo unde se intersectează două drumuri, numărul de drumuri din aceeaşi zonă poate fi unul destul de mare – ca să nu mai vorbim de cazul în care doi şoferi merg pe aceeaşi stradă: este imposibil ca să aibă vectori de direcţie ce nu se intersectează.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

39

O abordare care a avut mai mult succes este cea de verificare a punctelor în care se poate ajunge plecând dintr-un anumit punct: se iau pe rând punctele dintr-o anumită zonă (selectată destul de mică pentru a putea reprezenta o intersecţie) şi mergându-se pe toate drumurile ce trec prin acea zonă dacă se poate ajunge în trei zone distincte înseamnă că acel punct reprezintă o intersecţie. Deşi această metodă a dat rezultate mai bune decât cea cu intersectarea drumurilor, există intersecţii care nu sunt marcate precum şi zone marcate ce nu rerezintă intersecţii: dintr-un punct apropiat unei intersecţii se poate ajuge de asemenea în mai multe puncte utilizând drumurile ce trec chiar prin intersecţie:

Se va realiza un top al punctelor ce va putea fi vizualizat, în acest fel determinând-ul de asemenea să încerce să obţină mai multe puncte (deci să facă mai multe adnotări). Traseele uploadate de către utilizator vor fi păstrate mereu în folderul personal pentru a putea verifica dacă nu cumva acelaşi fişier este transmis de două ori. După transmiterea unui traseu, acesta rămâne într-o coadă de aşteptare de unde va fi preluat de către un utilizator dornic să marcheze intersecţii, utilizator care obligatoriu trebuie să fie din zona în care se află traseul (se presupune că un utilizator dintr-o anumită zonă va şti mai bine ce intersecţii se află în zona sa). Zona în care se află utilizatorul poate fi determinată din locaţiile din care a transmis cele mai multe porţiuni de hartă.

Atunci când utilizatorul doreşte să adnoteze intersecţii, drumurile ce nu au fost încă parsate vor fi afişate cu o altă culoare, utilizatorul putând adăuga intersecţii pe aceste drumuri sau introduce numele anumitor străzi. Pe partea de client, interfaţa Web a fost realizata în FLEX utilizând limbajul Action Script 3:

Figura 2 – Marcarea autmoată

Dacă încercăm să realizăm media poziţiilor punctelor din imaginea de mai sus, probabil s-ar obţine corect poziţia intersecţiei – nu acelaşi lucru l-am putea spune în cazul unei bifurcaţii de drumuri (intersecţia e formată din trei străzi) După găsirea intersecţiilor, se pleacă din fiecare intersecţie în parte şi mergându-se pe rând pe fiecare din drumurile ce trec prin acea intersecţie se observă când se ajunge în altă intersecţie. Şirul de puncte dintre intersecţii va fi salvat ca un drum: sunt tăiate segmente din fişierul ce conţine şirurile de puncte respectiv va fi creat fişierul cu intersecţiile (prin aceeaşi parsare).

Figura 3 – Interfaţa WEB a managerului de hărţi

CONCLUZII Deşi se doreşte ca aplicaţiile de control al traficului să fie orientate direct asupra şoselelor şi realităţii, există o parte ce poate fi realizată de către şoferi şi prin colaborarea acestora putem să echilibrăm traficul dintr-o anumită zonă.

Harta grafică va fi formată din drumurile care au cele mai puţine puncte dar în acelaşi timp fiecarui drum îi va fi ataşata valoarea semantică reprezentând timpii de parcurgere şi în momentul în care un nou utilizator va trimite un nou traseu, nu contează dacă informaţia recepţionată va da naştere unor noi drumuri sau nu, important este şi că prin intermediul acestei informaţii vum reface timpii pe care deja îi cunoaştem.

MULŢUMIRI Doresc să mulţumesc studentului Radu Mereuţă pentru ajutorul acordat în dezvoltarea aplicţiei GPSP. Aplicaţia GPSP precum şi modulul Web dunt disponibile la adresa web: http://www.infoiasi.ro/~gpsp

APLICAŢIA WEB Pe partea de sever, s-a folosit limbajul PHP şi ca baze de

date MySQL. Se permite înregistrarea unui utilizator, logarea acestuia şi odată logat va putea fie să uploadeze hărţi câştigând astfel un număr de puncte direct proporţional cu numărul de puncte obţinut din traseele ce au fost transmise. Obţinerea punctelor în urma adnotării hărţiilor existente este de asemenea o facilitate oferită utilizatorului.

REFERINŢE 1. Inteligenţă în transporturi.

Doina Banciu, Rodica Hrin, George Mihai, Lucian Anghel, Adrian David

2. Noi viziuni asupra sistemelor inteligente de transport Rodica Hrin, Lucian Anghel, Mihaela Tomescu, Daniel Savu, Iulian Neacşu

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

40

O îmbunătăţire a performanţelor algoritmului KNN în

sistemele de recomandare pe web Costin-Gabriel Chiru

Universitatea „Politehnica” Bucuresti

Splaiul Independenţei nr. 313 – Bucureşti, România

[email protected]

Ştefan Trăuşan-Matu Universitatea „Politehnica”

Bucuresti Splaiul Independenţei nr. 313 – Bucureşti, România

[email protected]

Traian Rebedea Universitatea „Politehnica”

Bucuresti Splaiul Independenţei nr. 313 – Bucureşti, România

[email protected]

REZUMAT Lucrarea de faţă prezintă o abordare ce poate conduce la îmbunătăţirea rezultatelor întoarse de sistemele de recomandare bazate pe o implementare de tipul filtrării colaborative. Recomandările oferite de acest tip de sisteme sunt generate pe baza preferinţelor utilizatorilor care au comportamente asemănătoare cu cel al utilizatorului curent. Pentru identificarea acestor utilizatori se utilizează foarte frecvent o metodă de clasificare automată bazată pe algoritmul „cei mai apropiaţi K vecini”. Scopul acestei lucrări este să trateze o modalitate de a prezenta şi corecta unele probleme ale acestui algoritm, prin aplicarea unei interpolări asupra claselor întoarse de către varianta standard a algoritmului de clasificare, astfel încât să se îmbunătăţească acurateţea metodei şi, implicit, a rezultatelor fumizate de sistemele de recomandare.

Cuvinte cheie Sisteme de recomandare, KNN, clasificare.

Clasificare ACM Interfeţe inteligente om-calculator, agenţi inteligenţi

INTRODUCERE Sistemele de recomandare încearcă să furnizeze utilizatorilor propuneri de itemi (pagini web, ştiri, cărţi, filme, muzică, poze, CD-uri etc.) care pot fi interesanţi pentru aceştia, plecând de la filtrarea informaţiilor pe baza preferinţele altor persoane, cu un profil similar. De aceea, aceste sisteme reprezintă o alternativă foarte bună pentru algoritmii de căutare, deoarece ajută utilizatorii să descopere itemi pe care nu i-ar putea descoperi singuri datorită multitudinii de opţiuni din care pot alege [3]. Dintr-o altă perspectivă, putem spune că se schimbă direcţia interacţiunii om-calculator. În loc ca utilizatorul să ceară explicit un item, sistemele de recomandare îi propun acestuia un item care a fost preferat de persoane cu caracteristici asemănătoare. De exemplu, unul dintre cele mai cunoscute astfel de sisteme este cel de la amazon.com, care, plecând de la caracteristicile pe care le deduce din cărţile cumpărate sau chiar doar examinate de un utilizator pe situl web, recomandă automat cărţi cumpărate de persoane care au avut interese similare. Sistemele de recomandare compară profilul utilizatorului cu anumite caracteristici de referinţă, pe baza acestei comparaţii calculând o listă de itemi ce pot fi interesanţi pentru utilizator. Caracteristicile de referinţă pot fi de două feluri: caracteristici ce ţin de contextul comportamentului

social al utilizatorului (abordare de tipul filtrării colaborative) sau caracteristici ce ţin de natura itemilor (abordare bazată pe conţinut) [2]. Majoritatea abordărilor de tipul filtrării colaborative folosesc metode de tipul „cei mai apropiaţi K vecini” (engl. „K Nearest Neighbors” - KNN). Aceasta este o metodă de învăţare automată din exemple pentru aproximarea funcţiilor cu valori reale sau discrete. Acest tip de învăţare stochează instanţele furnizate ca exemple pentru antrenarea sistemului şi amână învăţarea efectivă până când este primit un exemplu de test. Învăţarea are loc de fiecare dată când se primeşte un nou test. Procesul constă din extragerea din memorie a instanţelor similare şi clasificarea exemplului de test pe baza acestora [6]. În următoarele două secţiuni vom face o scurtă descriere a sistemelor de recomandare şi a algoritmului clasic de KNN. Următoarele secţiuni descriu îmbunătăţirile aduse algoritmului clasic şi datele cu care s-a lucrat. Lucrarea se încheie cu prezentarea rezultatelor obţinute şi cu concluziile derivate din aceste rezultate.

SISTEME DE RECOMANDARE Sistemele de recomandare încearcă să ajute utilizatorii să identifice rapid care sunt produsele şi serviciile interesante dintr-o gamă de oferte extrem de variată. Numărul şi complexitatea acestora fac practic imposibilă incercarea utilizatorilor de a le trece în revistă cu scopul de a lua o decizie în privinţa lor. Sistemele de recomandare sunt folosite de către foarte multe magazine on-line, putând să ofere recomandări despre aproape orice: începând de la lucruri simple, ca pagini web, ştiri, cărţi, filme, muzică, poze, CD-uri, şi până la itemi complecşi de genul serviciilor financiare sau serviciilor de e-government. Recomandările pot fi generate prin două metode: prin purtarea de dialoguri cu utilizatorii on-line de pe sit sau prin analiza informaţiilor existente cu privire la itemii cumpăraţi de un individ sau de către o comunitate de utilizatori. Datorită faptului că metoda dialogului s-a demonstrat a fi inadecvată, s-a trecut la construcţia de sisteme utilizând metoda analizei. Primul sistem de recomandare bazat pe această metodă a fost construit la mijlocul anilor 90 [2]. De atunci, interesul pentru astfel de sisteme a crescut extrem de mult datorită cererii mari de tehnologii personalizate de către aplicaţiile de succes din domeniul comerţului electronic (ex. amazon.com). Una din cele mai des utilizate metode folosite în sistemele de recomandare este filtrarea colaborativă [4, 5], care

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

41

adoptă, în general, o metodă de KNN aplicată unei matrice de evaluări. În filtrarea colaborativă, opiniile prietenilor şi rapoartele ce compară diferiţi itemi reprezintă principalele elemente care influenţează decizia utilizatorilor de a cumpăra unul din acei itemi [2]. Alte metode utilizate frecvent în sistemele de recomandare sunt metodele bazate pe conţinut (pe ceea ce a cumpărat respectivul utilizator în trecut) şi respectiv cele bazate pe cunoştinţe (pentru cumpărături complexe care necesită atât informaţii suplimentare despre context cât şi modalităţi de interacţiune cu sistemul) [2].

ALGORITMUL KNN KNN este cea mai simplă metodă de clasificare bazată pe instanţe. Algoritmul presupune că toate exemplele sunt plasate într-un spaţiu n-dimensional. Fiecare instanţă de test este clasificată în funcţie de cele mai apropiate k exemple din memorie, fără a încerca să se determine funcţia de distribuţie pe baza căreia instanţele sunt plasate în spaţiul n-dimensional [6]. Pentru a găsi şi extrage din memorie aceste exemple, este nevoie de o metodă de a compara cât de similare sunt două instanţe. În cazul în care se lucrează cu valori reale, se pot aplica metrici de genul distanţei Euclidiene, distanţei normate sau funcţiei cosinus între instanţe. Pentru situaţiile în care valorile sunt discrete, se calculează numărul caracteristicilor distincte între cele două instanţe. În lucrarea curentă, ne vom concentra doar asupra ultimei variante, cazul valorilor reale fiind similar, unica diferenţă fiind modul de calcul al similarităţii dintre două instanţe. După definirea unei metrici pentru determinarea similarităţii dintre două instanţe, următorul pas este să se calculeze distanţa dintre exemplul de test şi toate exemplele de învăţare aflate în memorie. În ultimul pas se determină pentru fiecare instanţă de test care sunt cele mai apropiate k instanţe din setul din memorie şi pe baza acestor instanţe similare se decide care este cea mai probabilă clasificare a acesteia. Acest lucru se realizează prin votarea între cele mai similare k instanţe. Din modul de calcul al clasificării instanţelor de test se observă faptul că algoritmul KNN utilizează o aproximare diferită pentru fiecare instanţă de test în parte. Acest lucru oferă un mare avantaj în cazul în care funcţia de distribuţie este foarte complexă, dar poate fi descrisă printr-o colecţie de aproximări locale mai puţin complicate.

ÎMBUNĂTĂŢIREA ALGORITMULUI CLASIC DE KNN Algoritmul KNN este o metodă inductivă de inferenţă foarte eficientă pentru multe probleme practice. Acest algoritm este rezistent la zgomotul ce poate să apară în datele de antrenament şi este foarte eficient în cazul în care i se furnizează un set de date de antrenament suficient de mare. În ciuda rezultatelor bune obţinute folosind KNN, acest algoritm are totuşi câteva probleme, pe care ne propunem să le corectăm prin îmbunătăţirile propuse. Una din cele mai mari probleme ale algoritmului KNN este faptul că nu oferă informaţii despre ce valoare ar trebui să fie aleasă pentru „k” astfel încât să se obţină cele mai bune rezultate. O altă problemă a algoritmului KNN este aceea a ponderii pe care o au instanţele în calculul rezultatului final. Se pune problema dacă toate instanţele din setul de antrenare trebuie sa aibă aceeaşi pondere. Ultima problemă considerată în lucrarea de faţă a fost

aceea a distanţei medii dintre instanţa de test şi instanţele din setul de antrenament. Se pune întrebarea dacă se pot obţine rezultate mai bune în cazul în care se foloseşte distanţa ca modalitate de ponderare a rezultatelor obţinute. Pentru a elimina problemele identificate la algoritmul KNN, s-a construit un sistem care să poată aborda fiecare dintre probleme în parte. Acest sistem ia toate valorile lui „k” începând de la valoarea 1 şi până la o limită maximă şi calculează care este clasificarea instanţei de test pentru fiecare valoare a lui „k” în intervalul specificat şi pentru datele de antrenare date. Această limită poate fi impusă de utilizator sau poate fi aleasă astfel încât să fie egală cu numărul total de instanţe de antrenare furnizate sistemului. În continuare, există două variante de utilizare a rezultatelor întoarse de aplicările algoritmului cu diferite valori ale lui „k”:

• prima variantă, în care nu se foloseşte nici o pondere pentru valorile întoarse (toate aplicările au pondere egală)

• a doua variantă, în care valorile întoarse de algoritmul KNN sunt ponderate cu valorile folosite pentru „k”.

Aceste posibilităţi au fost luate în calcul pentru a putea adresa problema ponderării, adică pentru a vedea dacă rezultatele obţinute trebuiesc (sau nu) ponderate în vreun fel în funcţie de valoarea lui „k”. În afara acestor două variante, se mai dă posibilitatea utilizatorului de a alege dacă doreşte sau nu să folosească distanţa medie dintre instanţa de test şi cele de antrenare considerate în aplicarea respectivă a algoritmului KNN, pentru a pondera în plus rezultatele obţinute.

Alegerea lui „k” Aşa cum s-a specificat în secţiunile anterioare, alegerea valorii lui „k” pentru care se va aplica algoritmul KNN ridică numeroase probleme. Valorile mici ale lui „k” permit identificarea mai eficientă a structurilor de dimensiuni mici din spaţiul problemei, dar pot conduce la crearea unui model prea complex (engl. „overfitting”). În plus, dacă se consideră valori mici pentru „k”, atunci rezultatele sunt influenţate in mod sensibil de datele incorecte (engl. „noisy data”). Dacă se aleg valori mari pentru „k”, se evită problema zgomotelor din datele de antrenare şi, de asemenea, se pot estima mai bine probabilităţile în cazul în care se lucrează cu valori discrete. În schimb, pe lângă avantajele oferite de o astfel de alegere apar şi 2 dezavantaje majore. O primă problemă este că nu se pot aplica valori mari pentru „k” în cazul în care se lucrează cu seturi mici de date de antrenare. Cel de-al doilea dezavantaj este că nu se cunoaşte cât de mult se poate mări valoarea lui „k” fără a scădea performanţele – mărirea valorii lui „k” înseamnă de fapt simplificarea modelului din spaţiul problemei şi dacă acest model se simplifică prea mult, este posibil să nu mai obţinem o soluţie corectă. Cercetătorii din domeniu au arătat că nu există o valoare general valabilă pentru „k” astfel încât obţinerea rezultatelor optime să fie garantată şi că această valoare

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

42

depinde de fiecare problemă în parte. De asemenea, aceştia au ajuns la concluzia că valoarea lui „k” trebuie aleasă din intervalul 1 – 30 . Abordarea noastră încearcă să elimine aceste probleme prin evitarea alegerii între diferite valori ale lui „k”, algoritmul KNN rulându-se cu toate valorile posibile mai mici decât o valoare limită. Cu alte cuvinte, în loc să se aplice algoritmul KNN pentru o singură valoare a lui „k”, acesta se aplică de mai multe ori având valori diferite pentru „k”. În acest fel, se încearcă eliminarea problemelor apărute din alegerea unei valori prea mici sau prea mari pentru „k”.

Ponderarea Problema ponderării constă în a determina dacă datele de antrenament trebuie să aibă ponderi diferite în rezultatele furnizate. Aceasta presupune să se dea o importanţă mai mare (tradusă printr-o pondere mai mare) instanţelor care sunt mai aproape de instanţa de test şi o importanţă mai mică (tradusă printr-o pondere mai mică) instanţelor care sunt departe de aceasta. Datorită îmbunătăţirilor prezentate anterior, această problema se rezolva de la sine. Abordarea noastră rezolvă în mod implicit această problemă prin considerarea multiplă a instanţelor ce sunt mai aproape de instanţa de test. Cu cât o instanţă este mai aproape de instanţa de test, cu atât valoarea acesteia va fi luată în considerare în mai multe aplicări ale algoritmului KNN având valori diferite ale lui „k”. În acest fel, instanţele aflate în apropierea instanţei de test capătă ponderi mai mari ca celelalte în final, când se decide care va fi valoarea instanţei de test. Chiar dacă această problemă este rezolvată implicit, o altă problemă apare: valorile întoarse de aplicările diferite ale algoritmul KNN trebuiesc ponderate în raport cu numărul de vecini consideraţi sau nu? Ceea ce încercăm să exprimăm prin această întrebare este posibilitatea ca valorile întoarse de aplicările algoritmului KNN pentru diferite valori ale lui „k” să aibă importanţă diferită în votarea finală. Din această cauză, sistemul permite cele două variante: valorile întoarse nu sunt ponderate în nici un fel sau ele sunt ponderate cu valorile folosite pentru „k”. Dând aceasta posibilitate, am încercat sa vedem dacă clasificările obţinute folosind valori mici ale lui „k” ar trebui să aibă mai mare importanţă (deci şi ponderi mai mari) în raport cu cele obţinute utilizând valori mai mari pentru „k”.

Distanţa O ultima problemă este aceea a identificării în ce măsură considerarea distanţei în ponderarea rezultatelor este utilă. Ideea care a generat posibilitatea considerării acesteia ca factor de ponderare a fost că în cazul în care se obţine o valoare mai mică a distanţei medii între instanţa de test şi cele de antrenament avem de-a face cu o structură mai compactă decât în cazul în care această valoare este mare, şi de aceea structura ar putea fi mai aproape de realitate. Această idee este mai uşor de înţeles urmărind exemplul următor în care valoarea lui „k” este 3 şi în care avem două posibilităţi pentru instanţele de test:

Figura 1 Exemplu 3NN

În ambele figuri instanţa de test (reprezentată printr-un pătrat) va fi clasificată ca fiind pozitivă, dar încrederea cu care se face aceasta clasificare nu este aceeaşi pentru cele două figuri. Dacă se calculează distantă medie în ambele cazuri, şi se ponderează clasificarea returnată de algoritmul 3NN cu această distanţă se observă că avem mai multă încredere în primul caz decât în al doilea. Datorită acestei situaţii, s-a realizat un test care să testeze influenta distanţei în clasificarea instanţei de test. Astfel, pentru fiecare „k” în parte, s-a calculat valoarea medie a distanţei între instanţa de test şi instanţele de antrenament considerate.

DATELE Pentru efectuarea testelor s-au folosit cinci seturi diferite de date, dintre care trei (Connect-4, Clasificarea ciupercilor şi X şi 0) au fost preluate din baza de date a UCI Machine Learning Repository [1]. Al patrulea set de date a fost preluat de pe situl Universităţii din Antwerp de pe pagina cursului de tehnologia limbajului („Language Technology” [7]). Ultimul set de date a fost preluat de pe situl Universităţii din Texas la Dallas de pe pagina cursului de învăţare automată (engl. „Machine Learning”) [8]. În continuare vom prezenta fiecare din aceste seturi de date:

Jocul Connect-4 Acest set de date conţine toate poziţiile legale din jocul connect-4 pe o tabla de 6 x 7 pătrăţele, în care nici unul dintre jucători nu a câştigat încă şi în care următoarea mutare nu este forţată [9]. Setul de date conţine 67.557 instanţe, fiecare având câte 42 atribute, corespunzătoare celor 42 de pătrăţele disponibile în joc. Aceste atribute pot să ia una din valorile X, 0 sau B ele semnificând că jucătorul X respectiv 0 au ocupat poziţia respectivă sau că nici unul din cei doi nu a ocupat pătrăţelul şi acesta este gol (engl. blank). Exemplele nu conţin valori lipsă şi sunt clasificate din perspectiva jucătorului X, şi anume: victorie (engl. win), înfrângere (engl. loss) sau egalitate (engl. draw). Din acest set, pentru experimente s-au folosit doar 300 de instanţe, împărţite în 200 instanţe pentru antrenare şi 100 pentru test.

Clasificarea ciupercilor Acest set de date conţine o descriere a unor exemple de ciuperci făcând parte din 23 de specii din familiile Agaricus şi Lepiota [10]. Fiecare exemplu este clasificat ca fiind o ciupercă otrăvitoare, bună de mâncat sau suspectă. Setul de date are 8.124 instanţe, fiecare având câte 22 de atribute. Aceste atribute au ca valori clasificările obţinute pe baza criteriului ce defineşte atributul. Setul conţine 2.480 de valori lipsă în coloanele atributelor şi 124 în coloana clasei specificând faptul că ciupercile respective nu au putut fi clasificate exact. Din acest set, s-au reţinut pentru teste numai instanţele ce au valori în coloana rezultatelor (8.000 exemple), acestea

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

43

fiind împărţite în 7.000 instanţe de antrenare şi 1.000 instanţe de test.

Setul 5 Acest set de date a fost creat în scopuri didactice şi descrie o clasificare binară bazată pe şase atribute care sunt şi ele tot binare [8]. Setul de date conţine 800 de instanţe de antrenare şi 203 instanţe de test.

Jocul X şi 0 Acest set de date codifică toate configuraţiile posibile ale unei table de joc de 3 x 3 pătrăţele pentru jocul „X şi 0” în care se presupune că jucătorul X este primul care joacă [11]. Setul conţine 958 de instanţe, fiecare având câte 9 atribute corespunzătoare celor 9 pătrăţele de pe tabla de joc. La fel ca la jocul connect-4 prezentat anterior, şi aici atributele pot avea valoare X, 0 sau B având aceeaşi semnificaţie ca mai sus. Exemplele nu conţin valori lipsă iar clasificarea folosită este binară, reprezentând capacitatea jucătorului x de a obţine victoria: pozitiv (victorie) sau negativ (înfrângere sau egalitate). Din acest set se folosesc doar 250 de instanţe, grupate în setul de antrenament (200 instanţe) şi setul de test (50 instanţe).

PREZENTAREA REZULTATELOR Pentru a evalua îmbunătăţirile propuse, s-au construit două sisteme: unul care calculează clasa unei instanţe de test folosind algoritmul clasic de KNN şi altul care foloseşte îmbunătăţirile algoritmului KNN propuse în secţiunile anterioare. Cele două sisteme au fost aplicate în paralel asupra fiecăruia din cele 5 seturi de date prezentate anterior. Pentru varianta îmbunătăţită de KNN s-au considerat mai multe funcţii de ponderare posibile – sin(x), exp(-x), sum(x) – pentru a vedea care este cea mai bună alegere. De asemenea au fost considerate combinaţii ale lui „k” cu distanţa medie a exemplelor de antrenament faţă de instanţa de test.

Formarea diminutivelor în limba olandeză Acest set de date descrie modul de formare a diminutivelor în limba olandeză [12]. Setul de date conţine 3.949 de instanţe, fiecare având câte 12 atribute. Atributele au ca valori clasificările diminutivelor realizate pe diferite criterii, iar clasificarea instanţelor se poate face în cinci clase distincte. Setul de date este complet specificat (nu are valori lipsă) şi a fost împărţit într-o parte de antrenare de 2.999 de instanţe şi o parte de test de 950 de instanţe.

S-a observat că dintre toate aceste funcţii, cele mai bune rezultate au fost obţinute în cazul în care se foloseşte votarea între clasele returnate de aplicările algoritmului KNN pentru diferite valori ale lui „k”, fără a considera nici un fel de funcţie de ponderare între termenii implicaţi în votare.

Variaţia lui k pentru toate seturile de date

20

30

40

50

60

70

80

90

100

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 75k

Acu

rateţe

a

Setul de date 1 -Interpolare

Setul de date 1 -Sumă

Setul de date 1 -Rezultate de referinţă

Setul de date 2 -Interpolare

Setul de date 2 -Sumă

Setul de date 2 -Rezultate de referinţă

Setul de date 3 -Interpolare

Setul de date 3 -Sumă

Setul de date 3 -Rezultate de referinţă

Setul de date 4 -Interpolare

Setul de date 4 -Sumă

Setul de date 4 -Rezultate de referinţă

Setul de date 5 -Interpolare

Setul de date 5 -Sumă

Setul de date 5 -Rezultate de referinţă

Figura 2 Variaţia lui „k” pentru toate seturile de date

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

44

Variaţia lui k pentru se tul de date nr. 1

20

30

40

50

60

70

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 75k

Acu

rateţe

a Interpolare

Sumă

Rezultatede referinţă

Figura 3 Variaţia lui „k” pentru setul de date numărul 1

Variaţia lui k pentru setul de date nr. 2

50

60

70

80

90

100

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 75k

Acu

rateţe

a

Interpolare

Sumă

Rezultate dereferinţă

Figura 4 Variaţia lui „k” pentru setul de date numărul 2

Variaţia lui k pentru setul de date nr. 3

40

50

60

70

80

90

100

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 75k

Acu

rateţe

a

Interpolare

Sumă

Rezultate dereferinţă

Figura 5 Variaţia lui „k” pentru setul de date numărul 3

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

45

Variaţia lui k pentru setul de date nr. 4

40

50

60

70

80

90

100

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 75k

Acur

ateţ

eaInterpolare

Sumă

Rezultate dereferinţă

Figura 6 Variaţia lui „k” pentru setul de date numărul 4

Variaţia lui k pentru setul de date nr. 5

60

70

80

90

100

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 75k

Acu

rateţe

a

Interpolare

Sumă

Rezultate dereferinţă

Figura 7 Variaţia lui „k” pentru setul de date numărul 5

Funcţia considerată pentru interpolare în graficele prezentate mai sus a fost sin (1/(K*Avg(D))). În graficul de mai jos prezentăm alte funcţii de ponderare încercate. Pentru testarea diferitelor funcţii de interpolare, am

reprezentat în grafic doar rezultatele obţinute pe setul de date numărul 1 (Jocul Connect-4), pentru celelalte seturi de date curbele fiind similare.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

46

Variaţia lui funcţiei de interpolare pentru setul de date nr. 1

10

20

30

40

50

60

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 75k

Acu

rateţe

asin(1/k*dist)

Setul de date 1 -SumăSetul de date 1 -Rezultate de referinţăSetul de date 1 -Sumă ponderatăexp(-1/k*dist)

exp(k*dist)

1/k*dist

1/k

exp(-k*dist)

exp(-1/dist)

Figura 8 Variaţia funcţiilor de interpolare pentru setul de date numărul 1

CONCLUZII În urma cu 100 de ani, Henry Ford a revoluţionat industria manufacturieră prin introducerea producţiei de masă (fabricarea în serie a mai multor produse identice). În prezent, producţia de masă a devenit un model învechit, companiile trebuind să ofere produse şi servicii care să corespundă nevoilor cumpărătorilor [2]. În acest context, dezvoltarea de tehnologii avansate de recomandare ce pot fi aplicate unor produse şi servicii configurabile astfel încât nevoile utilizatorilor să fie satisfăcute cât mai bine şi mai uşor reprezintă un nou pas înainte. Unul dintre cei mai utilizaţi algoritmi în construcţia de sisteme de recomandare este algoritmul KNN şi orice îmbunătăţire ce se poate aduce acestui algoritm poate atrage după sine o îmbunătăţire a recomandărilor generate de sistemele care se bazează pe el. În cele ce urmează vom prezenta concluziile autorilor relativ la experimentele efectuate cu scopul de a îmbunătăţi performantele algoritmului KNN. Graficele prezentate în secţiunea anterioară permit realizarea unei clasificări a metodelor descrise din punctul de vedere al acurateţei. Astfel, cea mai mare acurateţe se obţine fie folosind algoritmul clasic de KNN, fie suma clasificărilor rezultate din aplicarea algoritmului KNN pentru diferite valori ale lui „k”. Pe următorul nivel de acurateţe s-a situat o variantă de ponderare în funcţie de valoarea lui „k” a sumei clasificărilor rezultate din aplicarea algoritmului KNN pentru diferite valori ale lui „k”. Valori mai mici ale acurateţei au fost obţinute în momentul în care s-a încercat combinarea a două mărimi de ponderare (valoarea lui „k” şi distanţa medie faţă de instanţa de test). Acest comportament este explicat de faptul că în momentul în care cele două mărimi sunt combinate, se combină şi efectele pe care acestea le au asupra rezultatelor.

Cea mai slabă acurateţe a fost obţinută de funcţia exp(k*dist) deoarece aceasta este o funcţie construită greşit din punct de vedere conceptual, dar care a fost intenţionat folosită pentru a se vedea rezultatele obţinute. Testele referitoarea la ponderare au demonstrat că această abordare nu este foarte utilă, deoarece în acest fel se diminuează mult prea mult importanţa instanţelor mai puţin similare cu cea de test. Importanţa acestora este deja micşorată prin considerarea lor de mai puţine ori decât cele apropiate de instanţa de test, aşa că o nouă ponderare nu mai este necesară. Testele efectuate pentru a identifica necesitatea considerării ca valoare de ponderare a distanţei medii între instanţa de test şi cele de antrenare au arătat că situaţia descrisă în exemplul din Figura 1 este un caz particular şi că în majoritatea cazurilor, considerarea acesteia are ca efect micşorarea acurateţei. De aceea, considerăm că este mai bine să se evite această modalitate de ponderare. Din rezultatele obţinute se pot trage câteva concluzii importante: rezultatele obţinute folosind metoda votării între clasele returnate de aplicările algoritmului KNN pentru diferite valori ale lui „k”au fost mai bune decât cele returnate de algoritmul clasic de KNN pentru valori mari ale lui „k”; cea mai bună soluţie este să nu se folosească ponderări ale rezultatelor claselor întoarse de către algoritmul KNN, deoarece fiecare astfel de funcţie de ponderare introduce efecte negative; în cazul în care se combină mai multe funcţii de ponderare se observa o scădere mai mare a acurateţei comparativ cu situaţiile în care acestea se folosesc individual; ponderarea claselor întoarse de aplicările algoritmului KNN (cu diferite valori ale lui „k”) folosind ca măsură de

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

47

ponderare valoarea lui „k” este mai puţin dăunătoare pentru acurateţe decât ponderarea folosind distanţa medie a exemplelor de antrenament faţă de instanţa de test; atunci când valoarea lui „k” devine prea mare, se încearcă construcţia unui sistem mult prea simplu ce nu mai corespunde realităţii.

MULŢUMIRI Mulţumim UC Irvine Machine Learning Repository pentru punerea la dispoziţie a seturilor de date folosite la testarea variantei de îmbunătăţire a algoritmului KNN propusă în lucrarea de faţă. Cercetările prezentate în această lucrare au fost parţial finanţate din proiectul European FP7 STREP LTfLL şi din proiectul naţional CNCSIS K-Teams.

REFERINŢE 1. Asuncion and D.J. Newman, (2007). UCI Machine

Learning Repository, Irvine, CA: University of California, School of Information and Computer Science: http://www.ics.uci.edu/~mlearn/MLRepository.html

2. Felfernig, A., Friedrich, G., Schmidt-Thieme, L.: Recommender Systems. In IEEE Intelligent Systems Special Issue on Recommender Systems, Vol. 22(3) (2007)

3. Herlocker, J. L., Konstan, J. A., Terveen, L. G., and Riedl, J. T. Evaluating collaborative filtering recommender systems. In: ACM Trans. Information Systems, vol. 22, no. 1, pp. 5-53 (2004)

4. T. Hofmann. Latent Semantic Models for Collaborative Filtering. ACM Trans. Information Systems, vol. 22, no. 1, 2004, pp. 89–115.

5. J. Konstan et al. GroupLens: Applying Collaborative Filtering to Usenet News. Comm.ACM, vol. 40, no. 3, 1997, pp. 77–87.

6. T. Mitchell. Machine Learning. McGraw Hill, 1997 7. Situl cursului de tehnologia limbajului al Universităţii

din Antwerp: http://ilk.uvt.nl/~antalb/ltua/week2.htm 8. Situl cursului de învăţare automată (CS6375) al

Universităţii din Texas la Dallas: http://www.hlt.utdallas.edu/~vince/cs6375/assignments/hw1/

9. http://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/Connect-4 10. http://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/Mushroom 11. http://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/Tic-Tac-

Toe+Endgame 12. http://ilk.uvt.nl/~antalb/ltua/dimin.data.arff

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

48

Evaluare comparativă a două scenarii de învăţare bazate pe realitate îmbogăţită

Alexandru Balog, Dragoş Daniel Iordache, Costin Pribeanu ICI Bucureşti

Bd. Mareşal Averescu nr.8-10, Bucureşti [email protected], [email protected], [email protected]

REZUMAT Realitatea îmbogăţită este caracterizată de un nou tip de interacţiune om-calculator, care se bazează pe integrarea realului cu virtualul în acelaşi spaţiu de interacţiune. Mai nou, aceste sisteme au abordat scenarii de învăţare pentru şcoala generală cu scopul de a sprijini promovarea unor noi metode de predare. Această lucrare prezintă o evaluare comparativă a două scenarii de învăţare, bazate pe realitate îmbogăţită. Evaluarea a fost efectuată pe baza măsurilor cantitative şi calitative furnizate de un chestionar de utilizabilitate, care are la bază un model de aceptanţă a tehnologiei.

Cuvinte cheie Realitate îmbogăţită, utilizabilitate, acceptanţa tehnologiei, e-learning.

Clasificare ACM H.5.1 [Information Interfaces and Presentation]: Multimedia. Information Systems - Artificial, augmented, and virtual realities.

INTRODUCERE Realitatea îmbogăţită, referită frecvent cu acronimul AR (Augmented Reality), este caraterizată de un nou tip de interacţiune om-calculator care se bazează pe integrarea realului cu virtualul in acelaşi spaţiu de interacţiune. Combinaţia dintre obiecte reale şi virtuale (imagini generate de calculator) necesită proiectarea unor tehnici de interacţiune inovative, care se bazează pe posibilităţile de interacţiune cu obiecte reale. Componentele de interacţiune ale sistemelor AR trebuie să fie testate din timp cu utilizatori, pentru a evita probleme de utilizabilitate. Proiectarea pentru utilizabilitate nu este o sarcină uşoară în cazul sistemelor AR, având în vedere atât lipsa unor metode specifice de proiectare centrată pe utilizator [2] cât şi a datelor despre utilizabilitate [1]. Mai nou, aceste sisteme au abordat scenarii de învăţare pentru şcoala generală cu scopul de a sprijini promovarea unor noi metode de predare. Un exemplu în acest sens, este proiectul european ARiSE (Augmented Reality in School Environments). Obiectivul proiectului este testarea eficacităţii pedagogice a introducerii realităţii îmbogăţite în şcoli. In acest scop au fost dezvoltate 3 scenarii de interacţiune, fiecare având ca ţintă pedagogică o disciplină predată în şcoala generală. Scopul acestei lucrări este prezentarea unei evaluări comparative a două scenarii de învăţare dezvoltate în cadrul proiectului ARiSE şi testate cu utilizatori în cadrul unei şcoli de vară organizate în Bucureşti, în perioada 24-

28 Octombrie 2007. Rezultatele evaluării au fost obţinute prin administrarea unui chestionar de utilizabilitate, care are la bază un model de acceptaţă a tehnologiei, referit cu acronimul TAM (Technology Acceptance Model) [3]. Restul acestei lucrări este organizat astfel. In secţiunea următoare vom descrie metoda şi procedura aplicată în cadrul experimentului. In continuare, vom prezenta şi analiza rezultatele obţinute. Lucrarea se încheie cu concluzii şi direcţii de continuare a cercetărilor.

METODĂ SI PROCEDURĂ

Participanţi Cinci echipe au participat la scoala de vara cu un total de 20 de elevi dintre care 10 baieţi şi 10 fete. Nici unul dintre elevi nu a fost familiar cu tehnologia AR. 12 elevi au fost din clasa a 8-a (cu vârste cuprinse intre 13 şi 14 ani), 4 din clasa a 9-a (cu vârste cuprinse intre 14 şi 15 ani) şi 4 din clasa a 10-a (cu vârste cuprinse intre 15 şi 16 ani). Vârsta diferită a elevilor este datorată diferenţelor legate de curiculumul la disciplina chimie în fiecare ţară.

Echipament hardware-software

Platforma AR Platforma cuprinde patru module independente, organizate în cadrul unei mese pe care este amplasat obiectul real. Utilizatorul vede pe ecran, prin intermediul unei perechi de ochelari stereo 3D, atât obiectul real cât şi imaginea generată de calculator. Platforma a fost înregistrată de Fraunhofer IAIS cu marca Spinnstube® [8].

Scenariul pentru lecţia de biologie Primul scenariu de interacţiune a avut ca obiect biologia. Obiectul real este reprezentat de un mulaj al sistemului digestiv uman. In configuraţia dată, un mulaj a fost partajat de către doi elevi care au stat faţă in faţă. Un dispozitiv de poziţionare având o bilă colorată la capătul unei tije şi o telecomandă Wii Nintendo a fost folosit ca instrument de interacţiune, care a servit pentru trei tipuri de interacţiune: selectarea unui obiect real, selectarea unui obiect virtual şi selectarea unui articol din meniu. Obiectul real şi intrumentul de interacţiune pot fi observate in Figura 1. Participanţii au avut de indeplinit patru sarcini: urmărirea unui program demo şi trei exerciţii, corespunzător programului şcolii de vară. Sarcinile au fost prezentate prin intermediul unei interfeţe vocale în limba naţională a elevilor.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

49

Figura 1. Elevi testând scenariul de biologie

Scenariul pentru lecţia de chimie Al doilea scenariu de interacţiune a avut ca obiect chimia. Obiectele reale sunt tabelul periodic al elementelor şi un set de bile colorate simbolizând atomi. Tabelul periodic are două parţi: partea A, prezentând simbolurile elementelor chimice şi partea B, prezentând doar numerele grupelor şi ale perioadelor. Partea B este utilizată pentru a testa măsura in care elevii au înţeles structura internă a atomilor. Fiecare post de lucru a avut propriul tabel periodic. Telecomanda Wii Nintendo a fost utilizată pentru selectarea unui item din meniu. Figura 2 ilustreaza două eleve care plasează o bilă colorată pe un element din tabelul periodic.

Figura. 2. Elevi testând scenariul de chimie

Participanţii au avut de indeplinit 14 sarcini: o introducere şi 13 exerciţii grupate în 3 lecţii. Prima lecţie este despre structura chimică a atomilor şi a cuprins două exerciţii. A doua lecţie este despre formarea moleculelor şi cuprinde 8 exerciţii. Cea de-a treia lecţie este despre reacţii chimice şi cuprinde 3 exerciţii. Sarcinile au fost prezentate prin intermediul unei interfeţe vocale în limba naţională a elevilor.

Metodă şi procedură

Măsurarea utilizabilităţii şi calităţii în utilizare Standardul ISO 9241-11 [4] defineşte utilizabilitatea ca măsură în care un anumit produs poate fi utilizat de către utilizatori specificaţi, pentru a îndeplini obiective

specificate, într-un context de lucru specificat, cu eficacitate, eficienţă şi satisfacţie. Standardul ISO 9126 [5], defieşte utilizabilitatea prin capabilitatea produsului software de a fi uşor de înţeles, învăţat, utilizat şi considerat atractiv de către utilizator, atunci când este folosit în condiţii specificate. In acest standard, utilizabilitatea definită în context devine calitate în utilizare, având patru componente: eficacitate, productivitate, eficienţă şi satisfacţie. Această definiţie sugerează o perspectivă mai largă asupra utilizabilităţii, care să includă utilitatea şi atitudinea utilizatorului faţă de sistem.

Chestionarul de utilizabilitate Pentru a răspunde obiectivelor evaluării în ARiSE a fost adoptat modelul de acceptanţă a tehnologiei TAM, care este utilizat în prezent pentru evaluarea unei game largi de produse şi sisteme informatice [6], [7]. Teoria TAM susţine că intenţia de utilizare a unui sistem este influenţată de atitudinea utilizatorilor faţă de sistem, care este influenţată, la rândul său, de utilitatea percepută a sistemului.

Tabelul 1. Chestionarul de utilizabilitate

1 Ajustarea ecranului “see-through” este uşoară 2 Ajustarea ochelarilor stereo este uşoară 3 Ajustarea căştilor este uşoară 4 Postul de lucru este confortabil 5 Observarea obiectului real prin ecran este clară

6 Inţelegerea modului de operare cu aplicaţia realitate îmbogăţită este uşoară

7 Suprapunerea dintre proiecţie şi obiectul real este clară

8 Învăţarea modului de lucru cu aplicaţia de realitate îmbogăţită este uşoară

9 Reamintirea modului de lucru cu aplicaţia de realitate îmbogăţită este uşoară

10 Înţelegerea explicaţiilor vocale este uşoară 11 Citirea informaţiei pe ecran este uşoară 12 Selectarea unui item din meniu este uşoară 13 Corectarea erorilor este uşoară 14 Colaborarea cu colegii este uşoară 15 Utilizarea aplicaţiei mă ajută să înţeleg mai rapid lecţia 16 Utilizând aplicaţia voi obţine rezultate mai bune la teste

17 După utilizarea aplicaţiei voi şti mai multe despre acest subiect

18 Sistemul face învăţarea mai interesantă 19 Lucrul în grup cu colegii este stimulativ 20 Îmi place să interacţionez cu obiecte reale 21 Efectuarea exerciţiilor este captivantă 22 Aş dori să dispun de acest sistem în şcoală 23 Intenţionez să utilizez acest sistem pentru învăţare 24 Voi recomanda altor colegi să utilizeze acest sistem 25 In general, apreciez că sistemul este uşor de utilizat 26 În general, consider că sistemul este util pentru învăţare 27 În general, îmi place să învăţ cu acest sistem 28 In general, apreciez că sistemul este incitant

Pe baza acestui model, a analizei altor chestionare de utilizabilitate şi a rezultatelor obţinute la Scoala de vară ARiSE din 2006, a fost elaborat un nou chestionar,

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

50

prezentat în Tabelul 1. Chestionarul de utilizabilitate cuprinde 28 de itemi. Primii 24 itemi ţintesc mai multe dimensiuni: ergonomia platformei AR, utilizabilitatea aplicaţiei, utilitatea percepută, atitudinea şi intenţia de utilizare). Ultimii 4 itemi sunt generali şi măsoară usurinţa în utilizare, utilitatea pentru invăţare caracterul atractiv al învăţării şi caracterul incitant. De asemenea, chestionarul cuprinde 2 itemi deschişi, prin care elevii au fost invitaţi să descrie câte 3 dintre cele mai pozitive şi cele mai negative aspecte.

Procedură Evaluarea a fost făcută după o procedură care include tehnici utilizate pentru evaluarea eficacităţii pedagogice şi a utilizabilităţii: observaţia, chestionarul de utilizabilitate, grup de discuţii focalizat şi analiza fişierelor de log. In cadrul acestui articol vom analiza măsurile cantitative şi calitative obţinute prin administrarea chestionarului de utilizabilitate. Participanţii au fost rugaţi să evalueaze itemii pe o scală Likert cu 5 trepte (de la 1 – dezacord total, la 5 – acord

total). Testarea a avut loc în cadrul ICI Bucureşti, pe o platformă echipată cu patru module grupate în jurul unei mese. Fiecare gurp de elevi a testat platforma de două ori, câte o dată pentru fiecare scenariu de interacţiune. Scenariul de bilogie a fost testat în prima zi, iar cel de chimie în a doua zi.

REZULTATE

Măsuri cantitative Consistenţa internă a scalei (Cronbach’s Alpha) a fost bună: 0.931 for the scenariul de biologie şi 0.929 pentru scenariul de chimie. Ergonomia generală a platformei AR (itemii 1-5, 10 şi 11), a fost mai bine apreciată pentru scenariul de biologie. Restul itemilor au fost mai bine evaluaţi pentru scenariul de chimie. Testul t-paired arată că există diferenţe semnificative, din punct de vedere statistic (α=0.05, df=19), numai pentru itemii: 2 (t=2.604, p=0.009), 9 (t=-3.943, p<0.001), 11 (t=2.131, p=0.023) şi 21 (t=-2.364, p=0.014).

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

Biology 3.30 4.05 4.25 4.30 3.55 3.75 3.00 3.75 4.00 4.60 4.10 4.25 3.55 3.25 4.00 3.65 3.75 4.45 3.90 3.75 3.55 4.30 3.95 3.95 3.30 4.05 3.70 3.85

Chemistry 3.10 3.50 4.20 4.20 3.35 4.05 3.05 4.10 4.45 4.40 3.65 4.25 3.40 3.65 4.25 3.85 4.10 4.55 3.95 3.95 4.05 4.45 3.95 4.05 3.55 4.30 3.85 4.10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Figura 1: Comparaţie între scenariul de biologie şi chimie (valori medii).

Itemii 10, 18 şi 22 au fost evaluaţi pozitiv în cazul ambelor scenarii, cu o medie de peste 4.25, arătând că: înţelegerea explicaţiei vocale este uşoară, sistemul face învăţarea mai interesantă şi elevii ar dori să dispună de acest sistem în şcoală. Itemii 1, 5, 7, 13 şi 25 au medii scăzute în ambele scenarii, fapt care denotă probleme de utilizabilitate, descrise mai în detaliu în răspunsurile la întrebările deschise. Itemul 25 a înregistrat cel mai scăzut scor între itemii generali.

Măsuri calitative Pentru a analiza răspunsurile elevilor la întrebările deschise, au fost identificate cuvintele cheie (atribute), care au fost apoi grupate pe categorii. Unii elevi au menţionat numai unul sau două aspecte în timp ce alţii s-au referit la mai multe aspecte în cadrul unei propoziţii sau au descris ce le-a plăcut / displăcut mai mult în mai multe propoziţii. In consecinţă, au rezultat un total de 82 de aspecte pozitive pentru biologie şi 70 pentru chimie, respectiv 69 de aspecte negative pentru biologie şi 65 pentru chimie.

Aspecte pozitive În Tabelul 2, este prezentată o comparaţie a aspectelor pozitive menţionate de elevi în fiecare scenariu. Cei mai mulţi elevi au menţionat că sistemul este bun

pentru învăţare şi ajută la o mai bună înţelegere a lecţiei. Elevii s-au simţit atraşi de caracteristicile tehnologiei AR, inclusiv de interfaţa multimodală. Au considerat, de asemenea că sistemul este distractiv, provocativ, nou şi interesant.

Tabelul 2. Categorii de aspecte pozitive

Categorie Total Bio Chim Suport pentru învăţare 33 27 6 Suport pentru înţelegere 20 9 11 Suport pentru testare 7 4 3 Invăţare înteresantă 14 4 10 Distractiv, provocativ, inovativ 12 8 4 Interacţiune AR 10 5 5 Invăţare atractivă 9 5 4 Captivant, stimulativ 4 2 2 Vizualizare 3D 19 8 11 Ghidare utilizator multimodală 13 7 6 Uşor de utilizat şi altele 11 3 8

Total 152 82 70 Numărul mult mai mare de aspecte pozitive din prima categorie, pentru scenariul biologie, este explicat prin faptul că biologia se învaţă în clasa a VII-a astfel încât

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

51

elevii au apreciat suportul în reamintirea materiei învăţate, inclusiv prin testarea cunoştinţelor. Reacţiile chimice sunt studiate în anul de studiu curent, astfel încât elevii au apreciat mai mult suportul pentru o înţelegere mai uşoară şi mai rapidă. O grupare mai sintetică a categoriilor de aspecte pozitive

Tabelul 3. Principalele categorii de aspecte pozitive

este prezentată în tabelul 3.

Categorie Total Bio Chim Suport educaţional 60 40 20 Incitant şi motivant 44 19 25 AR şi interacţiune multimodală 37 20 17 Uşor de utilizat 11 3 8

Total 152 82 70

ele mai multe aspecte pozitive sunt legate de suportul

nt prezentate compartiv principalele

Tabelul 4. Categorii de aspecte negative

Ceducaţional (39.4%). Elevii au apreciat că sistemul este incitant şi motivant (28.9%) şi le-a plăcut, de asemenea, interacţiunea multimodală oferită de tehnologia AR (24.3%). Aşa cum se observă, valoarea motivaţională a fost mai mare în scenariul de chimie (35.7%) decât în cel de biologie (23.2%).

Aspecte negative În Tabelul 4, sucategorii de aspecte negative menţionate de elevi în fiecare scenariu.

Categorie Total Bio Chim Probleme de selecţie 39 25 14 Dureri ale ochilor 26 13 13 Obiectul real prea mare sau greu de manevrat

24 14 10

Vizualizare şi suprapunere 22 3 19 Probleme cu sunetul 12 6 6 Erori şi alte probleme tehnice 11 8 3

Total 134 69 65

ambele scenarii, elevii au acuzat dureri de

lâns în special de

cauzat dificultăţ

În ochi 5. ISO/DIS 9241-11:1994 Information Technology –

Ergonomic requirements for office work with visual display terminal (VDTs) - Guidance on usability.

provocate ochelarii fără fir (wireless). Aceasta reprezintă a doua mare categorie de probleme de utilizabilitate, după problemele de selecţie. De asemenea, în ambele sesiuni elevii s-au plâns de probleme de sunet. În scenariul de biologie, elevii s-au pproblemele de selecţie. Vizualizarea, inclusiv observarea obiectelor reale prin ecran, a creat mai multe probleme în scenariul de chimie, fapt consistent cu diferenţa foarte mare (+0.45) între mediile la itemul 11. O altă problemă de utilizabilitate, care a i de selecţie, este feedback-ul la acţiunile utilizatorilor. În mod special în scenariul de chimie, utilizatorii au nevoie de feedback semantic atunci când plasează o bilă în tabelul periodic. In acest sens, după o plasare reuşită, trebuie afişat pe ecran simbolul chimic al elementului.

Obiectul real (mulajul) a fost prea mare în primul scenariu şi dificil de manevrat (bilele) în cel de-al doilea scenariu. Elevii au fost nemulţumiţi de faptul că trebuie să împartă mulajul cu un coleg în cadrul scenariului de biologie, fapt consistent cu diferenţa foarte mare (+0.40) între mediile la itemul 14.

CONCLUZII În ambele scenarii, itemii din meniu sunt selectaţi cu ajutorul telecomenzii. Este de asemenea un dispozitiv de interacţiune uşor de utilizat (vezi itemul 12 cotat cu 4.25 în ambele scenarii) şi mai atractiv (este folosit în mod curent pentu jocuri pe calculator) şi are săgeţi direcţionale şi butoane, tipice pentru interfeţele telefoanelor mobile. Participanţii la şcoala de vară au considerat că scenariul pentru chimie este mult mai atractiv. În ansamblu, scenariul pentru chimie este mult mai complex şi interesant din moment ce utilizează două tipuri de obiecte reale, oferă mai multă libertate utilizatorilor (ei pot alege culorile bilelor şi pot construi diferite lucruri cu ele) şi este bazat pe o paradigmă de interacţiune mult mai interesantă (construirea cu ghidare).

Confirmare Această lucrare este finanţată din proiectul european ARiSE (FP6-027039).

REFERINŢE 1. Bach, C., Scapin, D., 2004. Obstacles and perspectives

for Evaluating mixed Reality Eystems Usability. In. Mixer workshop, Proceedings of IUI-CADUI Conference 2004, pp. 72-79. ACM Press.

2. Bowman, D., Gabbard, J., and Hix, D., 2002. A Survey of Usability Evaluation in Virtual Environments: Classification and Comparison of Methods. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, vol. 11, no. 4, pp. 404-424

3. Davis, F.D., Bagozzi, R.P., Warshaw, P.R., 1989. User Acceptance of Computer Technology: A Comparison of Two Theoretical Models, Management Science, Vol. 35, No. 8, pp. 982-1003.

4. ISO 9126-4:2001 Software Engineering - Software product quality. Part 4: Quality of use.

6. Sun, H., Zhang, P., 2006. The role of moderating factors in user technology acceptance. International Journal of Human-Computer Studies, 64 (2006), Elsevier. Pp. 53-78

7. Venkatesh, V., Davis, F.D., Morris, M.G., 2007. Dead Or Alive? The Development, Trajectory And Future Of Technology Adoption Research. Journal of the AIS, Vol. 8, Issue 4, pp. 267-286.

8. Wind, J., Riege, K., Bogen M., 2007. Spinnstube®: A Seated Augmented Reality Display System, In Virtual Environments, Proceedings of IPT-EGVE – EG/ACM Symposium, pp. 17-23., Eurographics.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

52

Noi abordări în evaluarea automată a utilizabilităţii Adriana-Mihaela Guran

Universitatea Babeş-Bolyai Facultatea de Matematică şi

Informatică Str. M. Kogălniceanu nr. 1,

Cluj-Napoca [email protected]

Daniela-Maria Onacă Universitatea Babeş-Bolyai Facultatea de Psihologie şi

Ştiinţe ale Educaţiei Republicii nr. 37,

Cluj-Napoca [email protected]

Horia D. Pitariu Universitatea Babeş-Bolyai Facultatea de Psihologie şi

Ştiinţe ale Educaţiei Republicii nr. 37,

Cluj-Napoca [email protected]

REZUMAT În acest articol sunt prezentate două abordări noi în evaluarea automată a utilizabilităţii. Este vorba de folosirea unor paradigme moderne de programare, precum programarea orientată pe aspecte şi programarea orientată pe agenţi pentru a identifica probleme de utilizabilitate.

Cuvinte cheie Utilizabilitate, programarea orientată pe aspecte, agenţi inteligenţi, sarcină, proiectare centrată pe utilizator

Clasificare ACM

H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): Evaluation/methodology.

INTRODUCERE

Utilizabilitatea a fost definită în numeroase forme de-a lungul timpului. De o largă acceptabilitate se bucură definiţia ISO care stabileşte criteriile utilizabilităţii a fi eficienţa, eficacitatea şi satisfacţia utilizatorului. Evaluarea utilizabilităţii se realizează prin diverse metode, cele mai eficiente şi în acelaşi timp cele mai costisitoare, sunt metodele care folosesc testarea cu utilizatori reali. Tipic, la un test de utilizabilitate evaluatorul propune un scenariu de utilizare a sistemului informatic. Sarcinile incluse în scenariu au scopul de a testa anumite aspecte ale interfeţei utilizator. În timpul testului de utilizabilitate specialistul în utilizabilitate observă modul în care utilizatorul execută sarcinile, comportamentul său şi comentariile pe care le face. La sfârşitul testului are loc o discuţie privind modul de realizare a sarcinilor şi gradul de satisfacţie al utilizatorului în raport cu sistemul folosit. Deoarece producătorii de sisteme informatice sunt interesaţi de dezvoltarea de sisteme cu un grad cât mai sporit de utilizabilitate, pentru aceştia este de nevoie de dezvoltarea de metode mai puţin costisitoare pentru realizarea evaluării utilizabilităţii unui sistem informatic. Una din metodele cele mai uşor de aplicat în mod automat este măsurarea unor metrici ale utilizabilităţii precum numărul de sarcini realizate cu succes, numărul de sarcini eşuate, timpul de execuţie a unor sarcini, numărul şi frecvenţa erorilor, frecvenţa de utilizare a unor funcţionalităţi ale aplicaţiei, frecvenţa de accesare a documentaţiei de utilizare, etc. Evaluarea utilizabilităţii este un aspect major din dezvoltarea de interfeţe utilizator care încearcă identificarea problemelor de utilizabilitate. Indiferent de abordarea adoptată în evaluarea utilizabilităţii, sunt efectuate următoarele trei activităţi:

• achiziţia – se referă la culegerea de date de utilizabilitate, precum timpul de efectuare a unei sarcini, încălcări ale regulilor de proiectare, erori;

• analiza – se referă la interpretarea datelor de utilizabilitate pentru identificarea problemelor;

• propunerea de sugestii de îmbunătăţire a interfeţei utilizator [2].

Primele două activităţi din cele mai sus amintite pot fi supuse unui proces de automatizare. Avantajele pe care le aduce automatizarea evaluării utilizabilităţii sunt: reducerea necesarului de resurse umane, reducerea necesarului de expertiză umană, completitudine şi posibilitatea comparării rezultatelor testelor de utilizabilitate. Automatizarea procesului de evaluare a interfeţei utilizator necesită jurnalizarea evenimentelor din interacţiunea dintre utilizator şi sistemul supus analizei. Jurnalizarea şi analiza evenimentelor care apar la nivelul interfeţei utilizator au fost recunoscute a fi surse valoroase de determinare a problemelor de utilizabilitate. Prin jurnalizarea evenimentelor din interfaţa utilizator se pot obţine informaţii precise despre ce face utilizatorul, ce date foloseşte, ce funcţionalităţi accesează, în ce ordine execută acţiunile. Astfel, metrici ale utilizabilităţii precum timpul de execuţie a unei sarcini, frecvenţa de folosire a unei funcţionalităţi sau numărul de erori pot fi calculate din fişierele de jurnalizare. Desigur, există şi alte modalităţi de evaluare a acestor metrici (înregistrarea video a sesiunii de testare, notarea manuală), dar folosind jurnalizarea evenimentelor acest lucru se poate realiza automat. Datele înregistrate în fişierele de jurnalizare au un format specific care poate fi transformat în alte formate, operaţie urmată de supunerea datelor spre analiză. Jurnalizarea automată a evenimentelor din interfaţa utilizator are şi neajunsuri, unul din acestea fiind imposibilitatea surprinderii reacţiilor utilizatorului. În mod obişnuit jurnalizarea se realizează prin inserarea unor linii de cod în cadrul codului aplicaţiei pentru a se surprinde elementele de interes din cadrul interacţiunii. Această abordare necesită o foarte bună cunoaştere a structurii aplicaţiei şi acces la codul sursă al aplicaţiei. Decizia asupra locaţiilor în care să se facă instrumentarea trebuie să aparţină unui expert în utilizabilitate care să colaboreze cu dezvoltatorii sistemului. În secţiunile următoare propunem două noi abordări în evaluarea automată a utilizabilităţii şi în identificarea problemelor de utilizabilitate.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

53

O ABORDARE BAZATĂ PE PROGRAMAREA ORIENTATĂ PE ASPECTE PENTRU EVALUAREA UTILIZABILITĂŢII

Programarea orientată pe aspecte (AOP) este o paradigmă recent dezvoltată care se adresează situaţiilor de cerinţe încrucişate (o caracteristică a unui sistem a cărei implementare este distribuită în tot sistemul) [3]. Pentru implementarea unor astfel de cerine AOP introduce patru noţiuni noi :

• join-point - punct bine definit în execuţia programului;

• pointcut - grupează o mulţime de join-pointuri şi expune anumite valori din contextul de execuţie al join-point-urilor;

• advice - secvenţă de cod care se execută la fiecare join-point dintr-un pointcut;

• aspect - este un tip care încapsulează pointcut-uri, advice-uri şi proprietăţi statice [2].

Un aspect este unitatea de modularizare a AOP. Aspectele sunt integrate într-un sistem folosind un instrument special care se numeşte weaver. Există extensii AOP pentru limbaje de programare bine-cunoscute precum Java, C++ sau C#. Activitatea de culegere de date din evaluarea utilizabilităţii constă în jurnalizarea evenimentelor care apar în timpul interacţiunii utilizator-sistem precum apăsarea unui buton, traversarea unui meniu, alegerea unei comenzi, începerea execuţiei unei sarcini. Inserarea codului necesar jurnalizării în sistemele deja dezvoltate necesită modificarea tuturor modulelor interfeţei grafice, dar folosind AOP este necesară doar scrierea unor aspecte şi integrarea acestora folosind un weaver. Activitatea de analiză constă în evaluarea unor metrici de utilizabilitate. Folosind AOP calculul metricilor de utilizabilitate poate fi realizat în timpul interacţiunii. Avantajele pe care le aduce folosirea AOP în evaluarea utilizabilităţii sunt:

• unele metrici pot fi calculate automat scăzând efortul necesar analizei;

• evenimentele sunt jurnalizate cu uşurinţă pentru analiza detaliată ulterioară;

• dacă se consideră necesară tratarea unor noi situaţii, sunt necesare doar modificări la nivelul aspectelor.

În cele ce urmează prezentăm o proiectare posibilă pentru un modul de evaluare a utilizabilităţii folosind AOP. Este necesară identificarea punctelor din fluxul de programului

de care suntem interesaţi. Primul pas este determinarea punctului din care începe măsurarea, notat prin entryPoint() şi a punctului în care se încheie măsurarea, notat prin exitPoint(). Acestea vor constitui pointcut-urile din aspectul denumit AppAspect. Apoi, depinzând de informaţiile pe care vrem să le culegem, se definesc aspecte noi. S-a realizat un studiu de caz pe două aplicaţii de dimensiuni medii. Pentru evaluarea automată a utilizabilităţii am efectuat următorii paşi:

• înregistrarea fiecărei erori împreună cu momentul apariţiei;

• preluarea unei capturi de ecran la apariţia fiecărei erori pentru a vizualiza datele introduse de utilizator;

• calcularea frecvenţei pentru fiecare tip de eroare; • calcularea timpului de execuţie a fiecărei sarcini; • calcularea numărului de sarcini încheiate cu

succes, abandonate (se începe execuţia sarcinii) sau eşuate (se începe execuţia sarcinii dar apar erori).

Acest lucru înseamnă că se vor scrie aspecte pentru diferitele metrici care se doresc a fi evaluate. Avantajul pe care îl aduce abordarea propusă de noi este acela că modulele care realizează procesele de evaluare a utilizabilităţii sunt separate de codul sursă al aplicaţiei. În plus, ataşarea acestor module la aplicaţie sau modificările apărute în modulele de evaluare a utilizabilităţii nu necesită recompilarea codului aplicaţiei, ci doar o recompilare a aspectelor. Aspectele din modulul de evaluare a utilizabilităţii sunt prezentate în Fig.1. Cercetările ulterioare vor fi îndreptate în următoarele direcţii:

• identificarea unor metode de evaluare a unor măsuri calitative ale utilizabilităţii (satisfacţiei utilizatorilor);

• verificarea aplicabilităţii acestei abordări pentru aplicaţii web;

• dezvoltarea unui cadru general de evaluare a utilizabilităţii bazat pe Programarea Orientată pe Aspecte.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

54

Figura 1 – Ierarhia de aspecte

O ABORDARE BAZATĂ PE AGENŢI PENTRU EVALUAREA UTILIZABILITĂŢII

Am extins abordările noastre spre evaluarea automată a utilizabilităţii prin folosirea agenţilor pentru identificarea problemelor de utilizabilitate. Un agent [4] este o entitate care îşi percepe mediul prin senzori şi acţionează asupra mediului prin acţiuni. Un agent este caracterizat prin partea de arhitectură – sau comportamentul agentului dat de acţiunile agentului după o secvenţă de percepţii şi partea de program – care se referă la funcţionalitatea agentului. Un sistem utilizabil se bucură de o compatibilitate sporită între modelul sarcinilor utilizator şi modelul sarcinilor proiectant. Abordarea propusă în această secţiune încearcă identificarea acelor puncte din interacţiune în care există divergenţe între modul în care este proiectat sistemul şi modul în care utlizatorii îşi imaginează că se foloseşte respectivul sistem.

Abordarea propusă foloseşte agentul pentru a compara modelul sarcinilor utilizator cu modelul conceptual al proiectantului. Mediul în care acţionează agentul este un mediu soft. Agentul foloseşte AOP pentru a culege informaţii din mediu. În Fig. 2 propunem o arhitectură generală pentru un sistem bazat pe agenţi pentru evaluarea utilizabilităţii. Componentele sistemului sunt:

Aplicaţia soft (SA) - reprezintă sistemul soft a cărui utilizabilitate o evaluăm. Aplicaţia are un model (arbore) al sarcinilor asociat (Modelul Sarcinilor proiectant) dezvoltat de proiectantul interfeţei utilizator;

Utilizatorul (U) – este o persoană care foloseşte sistemul SA pentru a îndeplini un set predefinit de sarcini;

Modulul de învăţare – în arhitectura generală acest agent învaţă comportamentul utilizatorului şi transmite feedback evaluatorului interfeţei utilizator.

Modulul de învăţare este folosit pentru a culege informaţii despre evenimentele generate de utilizator cu interfaţa: apăsări de mouse, completare de câmpuri text, alegerea de opţiuni din meniuri, etc. Aceste evenimente sunt receptate de agent şi pe baza lor se reconstruieşte modelul sarcinilor utilizator (MS utilizator).

Agentul are ca şi cunoştinţe iniţiale modelul conceptual al sarcinilor sau modelul sarcinilor proiectant (MS proiectant). În implementarea noastră, cunoştinţele iniţiale sunt stocate într-un fişier XML. Modulul de evaluare al agentului, care îi furnizează acestuia comportamentul, compară MS utilizator cu MS proiectant, verificând dacă MS utilizator este un subarbore al MS proiectant şi salvează rezultatul comparaţiei pe un dispozitiv de stocare. Modulul AOP este folosit pentru a capta evenimentele utilizator care sunt folosite de agent pentru a reconstrui modelul sarcinilor utilizator (MS utilizator). Cercetările noastre se focalizează spre construcţia modelului de învăţare care va spori acurateţea evaluării. Un alt aspect de interes în cadrul cercetărilor noastre este determinarea unor măsuri de calitate ale rezultatelor evaluării şi de a compara rezultatele produse de agent cu rezultatele altor metode de evaluare a utilizabilităţii (SUMI [5], SUS [1]). Cercetările viitoare se vor îndrepta în următoarele direcţii:

• adăugarea modulului de învăţare versiunii curente a sistemului, crescând astfel acurateţea evaluării utilizabilităţii;

• definirea de măsuri de calitate a rezultatelor evaluării utilizabilităţii;

• aplicarea abordării noastre la sisteme complexe; • compararea rezultatelor obţinute cu rezultatele

altor abordări [1], SUMI [5]. CONCLUZII În această lucrare au fost prezentate două direcţii de cercetare noi în domeniul evaluării automate a

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

55

utilizabilităţii sistemelor informatice. Avantajele abordării automatizate în evaluarea utilizabilităţii sunt remarcabile, însă rămâne sensibil aspectul evaluării satisfacţiei utilizatorului. Cercetările ulterioare se vor îndrepta în direcţia identificării de soluţii care să cuprindă şi acest aspect.

CONFIRMARE (MULŢUMIRI) Aceste cercetări au fost posibile prin sprijinul oferit din proiectul de cercetare CRONIS, contractul nr. 11-003/2007, din cadrul programului de cercetare PN II, Programul 4 -"Parteneriate in domenii prioritare", finanţat de Guvernul României.

Figura 2 Arhitectura sistemului

REFERINŢE 1. J. Brooke. SUS - A “quick and dirty” usability scale.

http://www.cee.hw.ac.uk/ph/sus.html. User information Architecture A/D Group, Digital Equipment Co. Ltd.

2. G. Kiczales, J. Lamping, A. Menhdhekar, C. Maeda, C. Lopes, J.-M. Loingtier, and J. Irwin. Aspect-Oriented Programming. In Proceedings European Conference onObject-Oriented Programming, volume 1241, pages 220–242. Springer-Verlag, 1997.

3. D. Kieras and P. G. Polson. An approach to the formal

analysis of user complexity. Int. Journal Human-Computer Study, 51(2):405–434, 1999.

4. S. Russell and P. Norvig. Artificial Intelligence - A Modern Approach. Prentice-Hall, Inc., 2003

5. SUMI Inventory, 1996. http://www.ucc.ie/hfrg/questionnaires/sumi/.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

56

Bornă interactivă informativă bazată pe realităţi augmentate

Mihai Polceanu Universitatea OVIDIUS Constanţa

B-dul Mamaia 124, 900527, România [email protected]

Dorin-Mircea Popovici Universitatea OVIDIUS Constanţa

B-dul Mamaia 124, 900527, România [email protected]

REZUMAT În prezenta contribuţie introducem sistemul BIIBAR, ce reprezintă o bornă interactivă informativă bazată pe tehnologii ale realităţii augmentate (AR), oferite de API-ul Augmented Reality Toolkit (ARToolkit). După invocarea cadrului teoretic suport al pachetului ARToolkit sunt aduse în discuţie avantajele şi dezavantajele soluţiilor posibile. În final, sunt prezentate posibilităţile oferite de soluţia adoptată precum şi direcţiile de aplicabilitate viitoare.

Cuvinte cheie Realităţi augmentate, interfaţă interactivă.

Clasificare ACM H5.2. User interfaces, I.3.7. Virtual Reality.

MOTIVAŢIE Nu rare sunt situaţiile în care lipsa de informaţii sau inaccesibilitatea acestora devine un factor stresant în viaţa cotidiană. Dacă pentru o persoană ce posedă toate capacităţile fizice această incomoditate constituie o problemă uşor de rezolvat, pentru o persoană cu handicap ar putea reprezenta o adevărată provocare. Tehnologia mileniului trei îşi face simţită prezenţa tot mai des în sistemele de asistare a persoanelor aflate în dificultate. Fără a face distincţie între aceste categorii de utilizatori, în lucrarea de faţă prezentăm o soluţie originală, bazată pe tehnologiile realităţilor augmentate (RA), de implementare a unui sistem interactiv de informare (BIIBAR), destinat largului public. După o scurtă trecere în revistă a celor mai importante realizări în domeniul RA, oferim o descriere generală a sistemului BIIBAR urmată de o secţiune destinată discuţiilor. Încheiem prin concluzii şi posibile direcţii de dezvoltare ale sistemului BIIBAR.

NIVELUL ACTUAL Una din provocările pe care dezvoltarea acestui mediu de realitaţi mixte o presupune este aceea de stabilire a pozitionării observatorului. Această informaţie trebuie extrasă din imaginea preluată de la o cameră de luat vederi. Pentru a rezolva această problemă ARToolkit [1] foloseşte algoritmi de tip computer-vision ce presupun detectarea şi recunoaşterea unor markeri (simboluri cărora le este asociat un model virtual în cadrul aplicaţiei). Aceşti algoritmi sunt asemănători celor utilizaţi de tehnologia reţelelor neuronale artificiale în ceea ce priveşte procesarea semnalelor în general, şi a imaginilor sau sunetelor, în particular.

Baze teoretice – modul de funcţionare În cele ce urmează vom descrie paşii algoritmului folosit de ARToolkit în procesarea imaginilor.

• Primul pas constă în capturarea imaginii. • Apoi este necesară aplicarea unui filtru pentru a

putea localiza markerul. Acest filtru poartă numele şi de etapa de binarizare, în care cadrul iniţial este transformat, prin diferenţierea culorilor, într-o imagine alb-negru care poate fi acum reprezentată cu uşurinţă prin codul binar, şi stocată de aplicaţie pentru procesele ulterioare.

• Are loc detecţia marginilor după care se estimează poziţia liniilor de contur, care sunt apoi parametrizate.

• Se găsesc vârfurile markerului la nivel sub-pixel. • Se normalizează imaginea curentă. • Se încarcă datele simbolurilor cunoscute şi se

face asocierea între acestea şi situaţia actuală. • Se calculează homografia markerului

(Homografia este un concept matematic din aria geometriei şi se defineşte ca relaţia între două figuri geometrice, astfel încât orice punct din una dintre figuri corespunde unui singur punct din cea de-a doua figura, şi vice-versa).

• Din acest moment se calculează transformările camerei faţă de marker, după care au loc optimizările de rigoare, apoi parametrii fiind trimişi mai departe în scopul folosirii lor de către aplicaţie.

Acest algoritm este repetat pentru fiecare cadru (frame) al capturii video. În ultima perioadă se încearcă depăşirea limitelor soluţiei curente prin implicarea reţelelor neuronale în detecţia şi interpretarea markerilor [2]. Reţelele neuronale au ca principal atu corelarea informaţiilor cu şabloane pre-stabilite, şi chiar adaptarea şabloanelor pe baza datelor colecţionate. Capacitatea de învăţare şi de recunoaştere a datelor se datorează posibilităţii de adaptare a sensibilităţii neuronilor ce compun aceste reţele, sensibilitate cunoscută sub noţiunea de adaptive threshhold. Folosirea acestei tehnologii poate revoluţiona adaptabilitatea sistemului, facându-l mai rezistent la schimbările de luminozitate des întâlnite în scenariile reale şi înzestrându-l cu capacitatea de a detecta şi obiecte concrete, diferite de markere.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

57

Soluţii curente ARToolkit este o librarie software pentru crearea realităţii augmentate, bazată pe API-ul (Application Programming Interface) de creare a graficii 2D şi 3D denumit OpenGL. Utilizarea acestui API este în continuă creştere la nivel mondial datorită posibilităţilor oferite, cât şi licenţei open-source. Principala proprietate a lui ARToolkit este de a face posibilă interacţiunea directă, mai naturală, dintre utilizator şi mediul virtual mixt simulat, prin intermediul unor metafore de interacţiune intuitive. În acest fel se deschide accesul utilizatorilor ocazionali, deci neposedând cunoştinţe tehnice, la mediile vizualizate. Dintre aplicaţiile realizate pe baza aceastei platforme putem menţiona [1]:

• ARCO – Augmented Representation of Cultural Objects – este un proiect de cercetare finanţat de Uniunea Europeană, având ca scop dezvoltarea de tehnici şi modalităţi pentru ca muzeele să îşî poată crea versiuni 3D virtuale ale exponatelor pe internet [3],

• medii de asamblare a componentelor sau de manevrare a utilajelor cu aplicaţie în diverse domenii tehnice cum ar fi cel al construcţiilor, ingineriei, fizicii sau chimiei [1,4],

• aplicaţii în învaţământul virtual, lecţii interactive ce ajuta elevii sau studenţii să capete o mai bună înţelegere a fenomenelor pe care le studiază; un exemplu în acest sens îl constituie sistemul teatrului virtual destinat copiiilor de vârste preşcolare şi şcolare prezentat în [5],

• jocuri şi alte aplicaţii de divertisment sau educaţionale [6,7].

Una dintre facilităţile platformei o constituie integrarea în cadrul unui sistem AR a mai multor camere de luat vederi (în particular webcam). Complexitatea tehnică a respectivei facilităţi este dovedită prin lipsa unor soluţii care să o valorifice, cel puţin din cunoştinţele noastre. Originalitatea soluţiei BIIBAR constă tocmai în soluţia tehnică adoptată. În continuare oferim o prezentare generală a sistemului precum şi raţiunile care ne-au condus spre actuala implementare.

SISTEMUL BIIBAR – PREZENTARE GENERALA BIIBAR exemplifică un sistem de informare ce se poate utiliza cu uşurinţă. El se caracterizează printr-o interacţiune naturală, în timp real, cu utilizatorul. Sistemul este format dintr-un suport rotativ, pe care este plasat un computer (laptop) care prelucrează informaţiile primite de la două webcamuri pentru a crea un mediu mixt prin suprapunerea unui model 3D virtual peste cel real. Sistemul a fost pus în aplicare cu ocazia “Zilelor porţilor deschise ale Universităţii Ovidius Constanţa” (2008), dând dovadă de capacitatea de a informa eficient publicul interesat (Figura 1).

Variante de implementare La implementarea sistemul BIIBAR au fost puse în discuţie două soluţii distincte.

• Sistem mobil cu un marker per obiectiv vizat,

• Sistem fix cu un marker per obiectiv vizat, • Sistem fix cu un marker per mediu vizat.

În continuare considerăm utile observaţiile obţinute pe baza analizei posibilităţilor de implementare ale sistemului. Astfel vom specifica detalii despre fiecare soluţie în parte şi vom argumenta soluţia aleasă spre implementare finală.

Figura 1 BIIBAR în practică: a) vedere de ansamblu, b)

vedere în detaliu

Sistem mobil cu un marker per obiectiv Configuraţia sistemului în acest caz presupune crearea a câte unui marker pentru fiecare obiectiv din mediul real, însoţită de crearea a câte unui model 3D virtual asociat fiecărui obiectiv. Soluţia hardware presupune cuplarea şi sincronizarea la laptopul (purtat de utilizator) a unei camere WEB şi a unei căsti de realitate virtuală – head mounted display (HMD) (Figura 2).

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

58

Figura 2 Configuraţie mobilă cu un marker per obiectiv

Avantaje: Datorită portabilităţii căştii virtuale, această configuraţie dă dovadă de o mobilitate foarte mare, utilizatorul nefiind legat de un punct fix. Dezavantaje: Casca virtuală se mişcă simultan cu utilizatorul, astfel stabilitatea imaginilor capturate este foarte scăzută. Prin urmare, faptul că imaginile respective vor fi singura modalitate pentru utilizator de a percepe mediul înconjurător face această variantă să nu fie fezabilă.

Sistem fix cu un marker per obiectiv Configuraţia în acest caz este simplificată în sensul că se utilizează o masă turnantă în detrimentul căştii de realitate virtuală (Figura 3).

Figura 3 Configuraţie fixă cu un marker per obiectiv

Avantaje: Datorită lipsei trepidaţiilor întâlnite în configuraţia anterioră, prezenta configuraţie beneficiază de o claritate a imaginii cu mult îmbunătăţită. Dezavantaje: Având un punct fix de unde se face detecţia, markerele aflate la distanţe mai mari nu pot fi clar detectate şi nici vizualizate. În acest fel scade capacitatea sistemului de a reda informaţiile solicitate.

Sistem fix cu un marker per mediu Pentru a combina avantajele celor două soluţii descrise anterior, în implementarea finală am optat către solutia fixă care utilizează un singur marker pentru întreg mediul.

Aceasta presupune însă două modificări: una la nivel hardware şi cealaltă la nivel software. În materie de hardware este nevoie de o cameră video suplimentară, pentru a putea împărţi rolurile de preluare a datelor reale şi respectiv de detecţie a markerului pentru calculul unghiului de rotaţie. Modificarea software constă în trei etape:

• Adaptarea aplicaţiei twoview din cadrul ARToolkit pentru a fi posibilă utilizarea modelelor create în formatul VRML.

• Schimbarea matricei de transformare folosită la redarea parametrilor de poziţie a markerului. Acest lucru este necesar din pricina faptului că rotirea modelului 3D trebuie făcută în funcţie de o axă diferită de cea a rotaţiei markerului.

• Informaţiile primite de la camera detectoare (webcam2 din Figura 4), vor fi folosite pentru redarea modelului asupra imaginilor preluate de camera ce observă mediul real (webcam1 din Figura 4), spre deosebire de programul standard în care fiecare cameră îşi prelua informaţiile în mod individual.

Configuraţia curentă beneficiază de un câmp vizual de 360o, prin utilizarea mesei rotative introduse în soluţia anterioară şi o rezoluţie şi claritate a imaginii net superioare prin combinarea imaginilor celor două camere web. Acestea sunt amplasate, prima având direcţia orizontală pentru a prelua imaginea reală, cea de a doua fiind poziţionată pe direcţie verticală pentru a putea detecta markerul aflat deasupra instalaţiei sistemului BIIBAR (Figura 4).

Figura 4 Configuraţie fixă cu un singur marker - Schema sistemului BIIBAR

Webcam2 va aproviziona aplicaţia cu parametrii de rotaţie ai sistemului faţă de marcator. Cu ajutorul acestor parametrii va fi stabilit unghiul de vedere al utilizatorului faţă de mediu. Astfel devine posibilă suprapunerea în mod corect a modelului 3D peste imaginile reale, în vederea obţinerii unui mediu complet interactiv ce răspunde în timp real la acţiunile utilizatorului.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

59

Avantaje: Datorită modului în care a fost conceput, acest sistem are o sensibilitate sporită la orientarea utlizatorului; este adaptabil la mediul în care va fi plasat (schimbând modelul 3D se pot satisface cerinţele oricărui nou mediu); beneficiază de o foarte bună stabilitate a imaginii.

Figura 5 Modelul virtual

Aceste calităţi ale soluţiei câştigă în importanţă de îndată ce plasăm sistemul într-un context colaborativ real: este exact cazul vizitelor de grup într-o locaţie reală (de exemplu, campusul universitar). Dezavantaje: Lipsa mobilităţii din cauza suportului fix pe care este instalat sistemul şi necesitatea amplasării sale în spaţii închise.

Dezvoltarea modelului 3D Limbajul folosit pentru a construi modelul virtual 3D este VRML (Virtual Reality Modeling Language). Există mai multe motive pentru care am ales acest limbaj. În primul rând standardul VRML este suportat de platforma ARToolkit şi permite descrierea rapidă a unor geometrii complexe, în detrimentul unui cod OpenGL. În al doilea rând, utilizând acest format de fişiere, sistemul BIIBAR este uşor adaptabil diferitelor configuraţii ale mediului real. Un aspect deosebit de important în crearea modelului este relaţionarea acestuia cu spaţiul în care sistemul va fi plasat. Pentru o bună funcţionare sunt necesare în prealabil masurători ale distanţelor între poziţiile unde se doreşte a se amplasa obiectele virtuale. Cu cât eroarea masurătorilor este mai mică, cu atât modelul virtual se va mula mai bine peste imaginile reale (Figura 5). De asemenea un alt aspect ce trebuie avut în vedere este calibrarea camerei video. Fără o configurare corectă a camerei, modelul 3D riscă să fie în dezacord cu imaginile mediului real, tocmai din cauza distorsiunii optice produse la nivelul camerei de luat vederi. Această problemă poate fi rezolvată folosind utilitarele calib_camera2, calib_cparam sau calib_distorsion ale ARToolkit.

REFERINŢE 1. ARToolkit: http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/ 2. Wnêiton L. Gomes, Celso Camilo, Leonardo Araújo

Lima, Alexandre Cardoso, Edgard Lamounier Jr., Keiji Yamanaka: Artificial Neural Networks to Recognize ARToolKit Markers, Proc. of Artificial Intelligence and Pattern Recognition, pg. 464-469, 2007

CONCLUZII Considerăm că potenţialul acestei forme de informare este unul foarte ridicat.

3. ARCO: http://www.arco-web.org/TextVersion/Description/Description1.html În primul rând necesită un nivel foarte scăzut de

cunoştinţe pentru a fi folosit eficient. 4. FaiMR – Furniture Assembly Instructor in Mixed

Reality: http://staff.fh-hagenberg.at//haller/research-faimr.html

În al doilea rând, costurile de asamblare sunt minime. În al treilea rând dă dovadă de un înalt grad de accesibilitate, şi de asemenea aplicaţia poate fi adaptată sa conţină mult mai multe informaţii, spre satisfacţia utilizatorului.

5. D.M.Popovici, C.Septseault, R.Querrec, Motivate them to communicate, , Proceedings of CW2006, IEEE Computer Society, Geneve, 2006, pg. 198-205, ISBN: 0-7695-2671-3. Sistemul poate fi folosit cu succes ca dispozitiv de

informare publică în cadrul diverselor instituţii. 6. Billinghurst, M., Kato, H., and Poupyrev, I., The MagicBook - moving seamlessly between reality and virtuality. IEEE Computer Graphics and Applications, (May-June):2–4, 2001.

CONFIRMARE Prezentul sistem a fost implementat în cadrul Laboratorului de Cercetare în domeniul Realităţii Virtuale şi Augmentate (CERVA) [8] din cadrul Facultăţii de Matematică şi Informatică a Universităţii Ovidius Constanţa.

7. Park, Y., and Woo, W., ARTable: AR based interaction system using tangible objects. In KCC05, pages 523–525, 2005.

8. CERVA: http://www.univ-ovidius.ro/cerva

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

60

Soluţii Java pentru transmisie vocală în timp real utilizând protocolul UDP

Furtună Titus Felix Academia de Studii Economice

Bucureşti – S1, Piaţa Romană nr. 6 [email protected]

Dârdală Marian Academia de Studii Economice

Bucureşti – S1, Piaţa Romană nr. 6 [email protected]

REZUMAT Tehnologiile Java acoperă la momentul actual toate aspectele ce ţin de dezvoltare software. Prezentul articol propune o soluţie software pentru transmiterea în timp real a vocii la distanţă utilizând tehnologii Java. Soluţia propusă poate fi o alternativă de comunicare directă, simplă şi utilă în cazul persoanelor cu dizabilităţii de vedere, fiind capabilă să suplinească, în anumite situaţii, tehnologii mai complicate şi mult mai costisitoare cum ar fi de exemplu sinteza vocală. Lucrarea cuprinde o parte teoretică în care sunt prezentate tehnologiile Java folosite - biblioteca Java Sound API şi elemente de programare în reţea utilizând protocolul UDP- şi o parte aplicativă în care este sunt prezentate elemente ale soluţiei software propuse – arhitectura aplicaţiei şi cod semnificativ.

Cuvinte cheie Dispozitiv audio, captura audio, playback, protocol.

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): Miscellaneous.

INTRODUCERE Java Sound este interfaţa de programare de nivel scăzut care asigură circulaţia fluxurilor audio în cadrul sistemului. Java Sound API se referă atât la aspectele legate de procesarea vocii (captura şi redarea audio) cât şi la interfaţa digitală muzicală (Musical Instrument Digital Interface – MIDI). În consecinţă, în Java Sound API au fost dezvoltate două pachete: • javax.sound.sampled, pentru procesare voce, • javax.sound.midi, pentru sinteza muzicală (MIDI). Aplicaţiile Java folosesc în general două protocoale pentru transportul datelor în reţea: • protocolul TCP (Transmission Control Protocol), protocol orientat pe conexiune, legat de paradigma client-server; • protocolul UDP (User Datagram Protocol), protocol neorientat pe conexiune care permite cea mai rapidă trimitere a datelor prin entităţi numite pachete. Pentru transmiterea datelor audio prin reţea cele mai potrivite soluţii sunt cele oferite de protocoalele neorientate pe conexiune. Pentru aplicaţiile în timp real, cum sunt şi aplicaţiile audio, garantarea unei transmisii sigure nu este neapărat o necesitate. Folosind elemente de gestiune a fluxurilor audio prin Java Sound API şi elemente de programare în reţea pe baza protocolului UDP, pot fi create componente software reutilizabile pentru transmisie în timp real a vocii la

distanţă. Aceste componente pot intra apoi în componenţa oricărei aplicaţii Java adaptate la situaţii particulare.

ASPECTE GENERALE PRIVIND DATELE AUDIO Noţiunea centrală în modelarea semnalului vocal este cea de eşantion sau de mostră (sampled audio)[1][2]. Eşantioanele sunt elemente succesive ale unui semnal. Semnalul audio este o undă de sunet. Un microfon preia semnalul acustic ca semnal analog, iar un convertor analog-digital transformă acest semnal (analog) în formă digitală. În figura 1 este prezentat un moment scurt din inregistrarea unui sunet.

Figura 1. Eşantioane într-o subsecvenţă de semnal

În acest grafic este evidenţiată variaţia

amplitudinii presiunii aerului în funcţie de timp. Eşantioanele sunt aşadar valori succesive ale amplitudinii sunetului măsurate la anumite intervale de timp. Rata de eşantionare reprezintă numărul de valori înregistrate pe unitatea de timp şi determină exactitatea aproximării digitale a semnalului analog[1][2]. În general, eşantioanele provin dintr-o înregistrare de sunet, dar pot rezulta şi dintr-un proces de generare sintetică a sunetului. Termenul sampled audio se referă la tipul de dată şi nu la originea ei. Java Sound API are o structură flexibilă care se poate adapta la o configuratie hardware specifică. Biblioteca este astfel construită încât să permită instalarea diferitelor componente audio care să fie apoi accesate de API-ul Java[4].

PROCESAREA VOCALĂ UTILIZÂND PACHETUL SAMPLED Pachetul javax.sound.sampled[4] este în mod esenţial focalizat pe transportul audio: captura audio şi redarea audio. Sarcina principală a biblotecii Java Sound API constă în gestionarea fluxurilor audio în şi înafara sistemului. Această sarcina implică deschiderea dispozitivelor de intrare-ieşire, gestionarea bufferelor de date în timp real şi mixarea mai multor fluxuri audio într-un singur flux (intrare sau ieşire). Java Sound API furnizează metode de conversie între diferite formate de date audio şi pentru citirea/scrierea din/în fişiere audio cu

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

61

formate specifice. Transportul semnalului audio poate fi realizat atât în mod flux (streaming) utilizând buffere cât şi în modul in-memory, fără buffere (unbuffered). Un flux audio este un şir de bytes care ajung la o destinaţie mai mult sau mai puţin cu aceeaşi rată cu care ei urmează a fi utilizaţi (redaţi). În modul streaming, atât în cazul intrărilor cât şi în cazul ieşirilor audio, nu este neapărat necesar să fie cunoscută aprioric lungimea sunetului. Java Sound API permite transportul fără buffere doar în cazul în care datele audio nu sunt prea mari, adică pot încape în memorie în totalitate. Pentru redarea sau captura audio folosind Java Sound API sunt necesare cel puţin trei elemente: un format pentru date, un mixer audio şi o linie de sunet. Formatul pentru datele audio include atât formatele pentru datele audio propriu-zise (Data Formats) cât şi formatele pentru fişierele audio (File Formats). Formatele pentru date arată modul în care sunt interpretaţi o serie de bytes ai unei secvenţe audio neprelucrate, preluate dintr-un fişier sau înregistrate la microfon[4]. Formatul audio este modelat prin clasa AudioFormat. Un obiect AudioFormat include următoarele atribute: • Tehnica de codare. De regulă se utilizează modulaţia în impulsuri codificate (PCM - Pulse Code Modulation) • Număr de canale - 1 pentru mono, 2 pentru stereo; • Rata de eşantionare - numărul de eşantione pe secundă, pe canal; • Numărul de biţi pe eşantion; • Rata cadrelor (numărul de cadre); • Mărimea cadrelor în octeţi. Un cadru conţine datele pentru toate canalele la un anumit moment de timp. Pentru date codate PCM, cadrul este echivalent cu un set de esantioane simultane, în toate canalele. În acest caz, numărul de cadre este egal cu numărul de eşantione iar mărimea cadrului in octeţi este egală cu mărimea eşantionului în octeţi înmulţită cu numărul de canale. Pentru alte tipuri de codări, numărul de cadre poate fi diferit de numărul de eşantioane. • Ordinea de memorare a octeţilor atunci când numărul de biţi pe eşantion este 16: big-endian sau litle-endian. Un format de fişier specifică structura fişierului de sunet, incluzând datele audio brute (şirul de octeţi reprezentând eşantionale) şi informaţii prin care se specifică structura fişierului. Fişierele de sunet sunt construite după diferite standarde precum: WAVE (Waweform Audio Format), AIFF (Audio Interchange File Format) sau AU (AUdio). Aceste tipuri de fişiere de sunet au diferite structuri. Antetul fişierului care conţine informatii descriptive este în general urmat de zona de date propriu-zise. Există şi formate audio în care alternează informaţiile descriptive cu "porţiuni" de eşantioane. În Java Sound API formatul de fişier e modelat prin clasa AudioFileFormat. Un obiect AudioFileFormat conţine: • Tipul fişierului; • Lungimea fişierului în octeţi; • Lungimea datelor audio in fişier (număr de cadre); • Un obiect AudioFormat care specifică formatul datelor audio propriu-zise conţinute în fişier. Clasa utilitară AudioSystem furnizează metode pentru citirea şi scrierea sunetelor în diferite formate de fişiere şi

pentru conversia dintre diferite formate de date. Unele metode permit accesarea conţinutul fişierului la nivel de flux prin obiecte de tip AudioInput Stream. Clasa AudioInput Stream este o subclasă a clasei generice InputStream care încapsuleaza un şir de octeţi ce pot fi citiţi secvenţial dintr-un fişier. La facilităţile superclasei, clasa AudioInputStream adaugă informaţii despre formatul datelor audio prin obiectul AudioFormat. Prin citirea unui fişier audio cu un flux AudioInputStream se obţine accesul imediat la eşantion sărind peste antet. Un dispozitiv audio este o interfaţă software scrisă pentru un dispozitiv fizic de intrare/ieşire pentru sunet[4]. În Java Sound API dispozitivele sunt reprezentate de obiectele Mixer. Scopul unui mixer este de a gestiona unul sau mai multe fluxuri audio de intrare sau ieşire. În sensul cel mai general mixerul amestecă mai multe fluxuri de intrare într-un singur flux de iesire. Intrările şi ieşirile dispozitivelor audio sunt implementate prin obiectele de tip Port. Exemple obişnuite de porturi sunt intrarea de la microfon sau ieşirea prin speaker. Atât obiectele de tip Mixer cât şi cele de tip Port sunt derivate ale conceptului mai larg de linie (Line). O linie este un element al unei „conducte” digitale audio, adică o modalitate prin care se realizează transportul audio în/din sistem. De regulă linia este o cale de intrare/ieşire într-un/dintr-un mixer. Toate aceste elemente sunt implementate în Java Sound API printr-o ierarhie de interfeţe având la bază interfaţa Line:

Line

Port

Mixer

DataLine SourceDataLine

TargetDataLine

Clip

Figura 2. Ierarhia interfeţelor Line Interfaţa de bază, Line, descrie funcţionalităţile minimale pentru toate tipurile de linii: • controlul asupra unor aspecte ale sunetului precum volumul în decibeli (gain), balansul (stânga-dreapta) , ecoul sau alte efecte acustice (reverb) şi viteza de redare; • informaţii de stare (închis sau deschis); • răspunsul la anumite evenimente. Interfaţa DataLine adaugă funcţionalităţi noi interfeţei Line, necesare procesului de captură sau redare, reflectate prin metodele: void start(); // Permite startarea sau reluarea operaţiilor de I/O asupra datelor din buffer void stop(); // Permite oprirea operaţiilor de I/O void drain(); // Eliberează bufferul intern blocând firul de execuţie curent boolean isRunning(); // Arată dacă linia este în lucru. O linie este în stare running de la prima operaţie de I/O boolean isActive(); // Arată dacă linia este activă, adică se află în timpul unei operaţiuni de I/O Un obiect TargetDataLine primeşte date de la mixer. Interfaţa TargetDataLine furnizează metode pentru deschiderea liniei şi pentru citirea datelor din bufferul liniei: void open(AudioFormat format)throws LineUnavailableException void open(AudioFormat format, int bufferSize) throws LineUnavailableException int read(byte[] b,int off, int len)

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

62

Obiectele SourceDataLine primesc date pentru redare. Interfaţa SourceDataLine furnizează metode pentru deschiderea liniei, identice celor de la interfaţa TargetDataLine şi pentru scrierea datelor în bufferul intern al liniei pentru redare: int write(byte[] b,int off, int len) În Java Sound API există o ierarhie de clase statice care oferă informaţii cu privire la linii. Această ierarhie este suprapusă ierarhiei interfeţelor Line prezentate în figura 2. De exemplu, clasa Mixer.Info oferă detalii despre un mixer instalat în sistem (producător, nume, descriere, versiune). Java Sound API pune la dispoziţie o clasă utilitară care acţionează ca intermediar în obţinerea accesului la resusele audio ale sistemului. Aceasta este clasa AudioSystem. De exemplu, clasa AudioSystem furnizează informaţii cu privire la mixerele instalate în sistem sau metode care permit obţinerea unei linii directe, fără o legătură explicită cu mixerul. Prin urmare obţinerea unei linii pentru captură sau redare se poate face în două moduri: • obţinerea mixerului şi apoi a liniei; • obţinerea directă a liniei prin metode AudioSystem. Metodele care permit obţinerea unui mixer sunt: public static Mixer.Info[] getMixerInfo(); // Întoarce un masiv cu obiectele de tip Mixer.Info asociate mixerelor instalate în sistem public static Mixer getMixer(Mixer.Info info); // Întoarce obiectul mixer specificat Metodele care permit obţinerea liniilor sau a informaţiilor despre linii, dintr-un obiect Mixer sunt: Line[] getSourceLines(); Line[] getTargetLines(); Line.Info[] getSourceLineInfo(); Line.Info[] getTargetLineInfo(); Pentru obţinerea directă a unei linii este invocată metoda clasei AudioSystem: public static Line getLine(Line.Info info) throws LineUnavailableException;

TRANSMITEREA DATELOR UTILIZÂND PROTOCOLUL UDP Transmiterea datelor prin reţea se realizează cu ajutorul unui canal de comunicaţie numit socket[5]. În cazul utilizării protocolului UDP socket-urile sunt implementate prin clasa DatagramSocket. Datele sunt transmise sub forma unor pachete numite datagrame. Acestea specifică

adresa destinatarului. Pentru datagrame este dezvoltată clasa DatagramPacket. Există două tipuri de constructori pentru clasa DatagramPacket, după scopul utilizării pachetelor: pentru transmitere sau pentru recepţionare[5]. Pentru trimiterea de pachete, o aplicaţie se poate limita la următoarele operaţiuni: • crearea unei obiect de tip DagramSocket invocând un constructor fără parametrii; • crearea unui obiect de tip DatagramPacket de tip transmitere cu datele transmise; • trimiterea pachetului prin invocarea metodei send a obiectului socket. Pentru recepţionarea de pachete etapele minimale sunt: • crearea unui obiect DatagramSocket conectat la un anumit port; • crearea unui obiect DatagramPacket pentru recepţia unei datagrame; • recepţia datagramei şi preluarea datelor din datagramă.

ARHITECTURA APLICAŢIEI PENTRU TRANSMISIE VOCE O aplicaţie pentru transmisie vocală în timp real preia semnalul audio de la o staţie din reţea (staţie emiţător) şi îl distribuie spre alte staţii în care este redat (staţii receptor). Într-o arhitectură simplificată aplicaţia include două module: un modul de captură audio şi transmisie pentru staţia emiţător şi un modul de recepţie şi redare (palyback) pentru staţia receptor. Ambele module sunt realizate pe fire de execuţie independente. Pentru o funcţionalitate mai mare se poate introduce o staţie intermediară, un fel de server de voce care să preia semnalul de la mai multe staţii emiţător şi să-l distribuie spre toate staţiile care solicită acest lucru (staţii receptor). Rezultă o arhitectură de tip stea precum cea din figura 3. O astfel de arhitectură are însă dezavantajul unor pierderi de timp provocate de preluarea şi retransmiterea pachetelor de către serverul de voce. În tabelul 1 este prezentată o metodă a unei clase Java cu crearea şi startarea unui fir de execuţie care efectuează recepţia pachetelor audio din reţea şi redarea lor. Metoda prezentată în tabelul 2 crează şi startează un fir de execuţie pentru captura audio, constituirea pachetelor de date audio şi transmiterea acestora prin reţea. Firele de execuţie rulează pâna la schimbarea stării unei variabile booleene cu rol de semafor.

Tabelul 1. Playback

private void playback(){ Thread fir=new Thread() { public void run() { sfarsit=false; try{ DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info( SourceDataLine.class,audioFormat); if(!AudioSystem.isLineSupported(dataLineInfo)){ JOptionPane.showMessageDialog(null, "Format incompatibil!");return; } sourceDataLine = (SourceDataLine) AudioSystem.getLine( dataLineInfo); sourceDataLine.open(audioFormat); sourceDataLine.start(); while(!sfarsit){ s.receive(d); if(d.getLength()>0){ byte a[]=d.getData(); sourceDataLine.write(a,0,a.length); } } sourceDataLine.stop();sourceDataLine.close(); } catch(Exception e){JOptionPane.showMessageDialog(null,"Eroare receptie!!");} } }; fir.start(); }

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

63

Tabelul 2. Captura audio

private void captureAudio() { try { audioFormat = getAudioFormat(); DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info( TargetDataLine.class, audioFormat); targetDataLine = (TargetDataLine) AudioSystem.getLine( dataLineInfo); targetDataLine.open(audioFormat); targetDataLine.start(); Thread captura=new Thread() { byte tempBuffer[] = new byte[1000]; public void run() { stopCapture = false; try { while(!stopCapture) { int cnt = targetDataLine.read( tempBuffer, 0, tempBuffer.length); if(cnt > 0) { DatagramPacket rasp=new DatagramPacket(tempBuffer,tempBuffer.length, InetAddress.getByName(jt_server.getText().trim()), 2000); s.send(rasp); } } } catch (Exception e) { JOptionPane.showMessageDialog(null,"Eroare transmisie!"); } } }; captura.start(); } catch (Exception e) { JOptionPane.showMessageDialog(null,"Eroare captura!"); } }

Figura 3. Arhitectura aplicaţiei

CONCLUZII Transmisia la distanţă a semnalului vocal oferă oamenilor un mijloc direct de comunicare, iar prin intermediul sistemului de calcul acest mijloc este unul ieftin pentru că utilizează reţele de calculatore. Eficienţa comunicării, din punct de vedere al costului de transmisie este semnificativ

mai mare în cazul în care utilizatorii se află în ţări sau pe continente diferite, datorită accesului ieftin la Internet. Pe de altă parte, există biblioteci şi componente sofware care pot mixa transmisia vocală între diferite tipuri de reţele (reţeaua de telefonie pentru voce şi reţelele de calculatoare pentru date), ceea ce lărgeşte sfera de comunicare vocală între oameni.

REFERINŢE [1] Vijay M., Douglas W., Digital Signal Processing

Handbook, Chapman & Hall, 2005 ; [2] Stein., J., Digital Signal Processing: A Computer

Science Perspective, John Wiley & Sons, 2003 [3] ***, Java Reference Documentation,

http://java.sun.com/reference/docs/ [4] ***, Java Sound API,

http://java.sun.com/products/java-media/sound/ [5] ***, Java Networking Features,

http://java.sun.com/javase/6/docs/technotes/guides/net/index.html

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

64

DAISY - cărţi digitale accesibile pentru persoanele cu deficienţe vizuale şi dificultăţi de citire

Marian Pădure Universitatea « Babeş-Bolyai » Cluj-Napoca

Str. Panduri nr. 7 et. 2 cam. 204 [email protected]

REZUMAT Sincronizarea fişierelor text şi audio, ţinând cont de standardele DAISY, permite persoanelor cu deficienţe de vedere să lectureze o carte ştiinţifică în condiţii aproape asemănătoare cu o persoană fără deficienţe. În cadrul acestui articol prezentăm standardul DAISY şi avantajele utilizării acestuia de către pesoanele cu deficienţe de vedere.

Cuvinte cheie Cărţi audio digitale, DAISY, tehnologii de acces, deficienţă de vedere

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): Miscellaneous.

CE SUNT CĂRŢILE DAISY? Formatul DAISY constă dintr-o colecţie structurată de fişiere, care pot fi distribuite pe un suport digital, ce permite reproducerea conţinutului unui material tipărit, într-un format audio digital, accesibil persoanelor cu deficienţe de vedere, dar şi persoanelor cu dificultăţi de citire. Cărţile DAISY, cunoscute şi sub denumirea de Cărţi audio digitale (DTB Digital Talking Book), se pot asculta selectiv, exact ca şi o carte tipărită şi pot fi lecturate cu un aparat simplu de mânuit (victor reader) [1], asemănător unui CD-player sau pe computer cu un soft special (easy reader) [2]. Persoanele care citesc aceste cărţi se pot deplasa cu uşurinţă prin structura lor, pot naviga din cuprins la un anumit capitol, dintr-un capitol în altul, de la un paragraf la altul, pot relua o frază anterioară, pot sări peste notele de subsol sau se pot poziţiona direct la pagina care îi interesează. Dacă este inclus şi textul electronic, care reproduce conţinutul cărţii tipărite, formatul DAISY oferă facilităţi de căutare şi de sincronizare a textului tipărit cu cel vorbit. Standardul DAISY utilizează fişiere XML şi MP3 (figura 1), perfect sincronizate, astfel încât persoana cu deficienţe de vedere sau cu alte deficienţe (ex: dislexie), să poată avea acces mult mai uşor la informaţie.

DAISY: STRUCTURĂ, CARACTERISTICI, TIPURI Standardul DAISY a fost brevetat în 1994 în Suedia şi reprezintă acronimul de la Digital Accessible Information System (Sistem Digital de Acces la Informaţii)[4][5]. Scopul proiectului a constatat, în utilizarea înregistrări audio digitale şi introducerea unei structuri a documentelor, astfel încât, să permită cititorului o lectură cât mai flexibilă. Consorţiul DAISY a fost înfiinţat în 1996, de un număr de biblioteci care împrumutau cărţi

audio pentru a coordona tranziţia mondială, astfel făcând trecerea de la cartea audio analogică la cea digitală. Viziunea consorţiului constă în aceea, că toate informaţiile tipărite ar trebui să fie accesibile şi persoanelor cu dificultăţi de învăţare, imediat ce sunt publicate, fără costuri suplimentare, într-un format accesibil, având o structură similară şi cu aceleaşi posibilităţi de parcurgere selectivă a textului. Începând din 1997, Consorţiul DAISY a hotărât să adopte un standard deschis bazat pe formatul fişierelor dezvoltate pe Internet (.xhtml). Specificaţiile DAISY 2.0 au apărut în 1998, iar recomandările 2.02 au fost aprobate în februarie 2001. Standardul DAISY 3, ANSI/NISO Z39.86 2002 a devenit oficial în martie 2002. Acest ultim standard a fost realizat cu contribuţia Consorţiului DAISY, National Library Service for the Blind and Physically Handicapped (care face parte din Biblioteca Congresului S.U.A.), la care s-au adăugat alte organizaţii din America de Nord şi se bazează şi pe standardele de accesibilitate W3C [6]. Caracteristicile principale ale standardului DAISY, valabile pentru versiunea audio, text şi/sau alternativ, sunt următoarele [7]:

• deplasare literă cu literă, cuvânt cu cuvânt, rând cu rând, salt de la o propoziţie la alta, trecerea de la un paragraf la altul sau deplasarea din pagină în pagină;

• citirea unei cărţi de la început până la sfârşit; • deplasare la capitolul, secţiunea, antetul

sau alte segmente de text, indicate de lector;

• deplasare la capitolul, secţiunea, antetul sau alte segmente de text, indicate de lector;

• navigarea înainte şi înapoi prin carte, permiţând creşterea sau descreşterea vitezei de redare audio;

• index de navigare prin legături hypertext; • redarea audio a notelor de subsol şi referinţelor,

permiţând întoarcerea în text imediat după punctul următor;

• posibilitatea de a insera seturi de semne de carte care pot fi ulterior accesate sau căutate;

• semnele de carte pot fi stocate într-un fişier separat, sincronizat, ce poate fi exportat spre alte cărţi compatibile;

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

65

Figura 1 – Structura unei cărţi DAISY [3] • semnele de carte pot fi etichetate după text sau

sunet, organizate în seturi; • stabilirea unui semn de carte ne-etichetat în locul

unde s-a oprit lectura; • căutarea sau sărirea peste elementele subliniate; • căutarea unui şir de cuvinte, element/elemente de

structură sau etichete; • redarea auditivă a atributelor aplicate textului

(îngroşat etc.) şi a elementelor de punctuaţie (spaţiu, semnul exclamării etc.);

• lecturarea într-un mod accesibil şi logic a tabelelor (pe rând / pe coloană, localizarea spaţiilor etc.);

• liste îmbricate (incluzând şi nivelul de îmbricare);

• posibilitatea de a sări peste textul selectat; • etichetarea elementelor din text sau informarea

despre formatul şi structura elementelor textului; • informaţii despre locul în care s-a oprit lectura

(capitol, paragraf, pagină, timpul scurs); • informaţii sumare despre structura cărţii: titlul

cărţi şi autorul, numărul de părţi / capitole / secţiuni, durata totală de lectură a cărţii - (auditiv pentru persoanele cu deficienţe vizuale);

• posibilităţi de control a utilizatorului asupra stilului de prezentare al textului: mărimea fonturilor şi tip; stabilirea culorilor de fundal etc.);

• reîntoarcere la stilul implicit de redare a textului. Cărţile DAISY se deosebesc între ele prin absenţa sau prezenţa diverselor tipuri de fişiere media (audio, text), dar şi prin numărul de nivele definite în structura lor, în momentul producerii. Fişierele media, din structura unei cărţi DAISY, pot avea conţinut audio, imagini sau fişiere de tip text (în format XML, conceput astfel încât să suporte corectarea cuvintelor, căutare după cuvinte cheie şi navigare). Fişierele de tip Synchronised Multimedia Integration Language (SMIL)[8], determină sincronizarea fişierelor media, astfel încât fişierele cu conţinut audio, fişierele vizuale şi cele text, să fie prezentate simultan. Un fişier de control al navigaţiei, gestionează legăturile prin intermediul fişierelor XML din structură (de ex. capitole, secţiuni, numărul paginilor), permiţându-i utilizatorului să navigheze de la diviziuni mari la cele mai mici, diviziuni ce sunt marcate în momentul formatării. Un fişier XML permite sublinierea rândurilor sau evidenţiere acestora, un pachet de fişiere conţine metadatele care descriu cartea si standardul de citire a componentelor sale, iar fişierele administrative înregistrează informaţiile pentru deplasare. Opţional, pot fi introduse fişiere CSS, ce pot fi folosite pentru a controla prezentarea elementelor din cadrul cărţii [9].

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

66

Principalele tipuri de cărţi DAISY sunt [4]: • Audio cu NCX: Carte digitală audio cu

l de Control

odus de compania DOLPHIN [10], este te aplicaţii, care permite

conţinut va fi redat

n simplu wizard.

Nu este necesară

esional. Prin conectarea unui microfon la

ea că, deţine un sintetizor Text to Speech (TTS),

cipalele caracteristici de care dispune

umentelor direct în

ura de

u textul

artea audio în cadrul

ech (TTS) Encoder – generarea audio

tatea de validare – execută o verificare

i

OR DAISY me de redare a cărţilor

structură. NCX reprezintă CentruNavigaţional, un fişier ce conţine toate marcajele din carte, de care se poate folosi utilizatorul pentru a lectura cartea. Fişierul XML, dacă este prezent, conţine structura cărţii şi poate să conţină legături către alte marcaje, cum ar fi notele de subsol etc. Unele cărţi structurate conţin şi texte adiţionale, index şi glosare, sau suportă căutarea după cuvinte cheie;

• Audio şi text integrat: DTB cu structură şi componente ce sunt integral text şi audio. Această formă de cărţi este cea mai complexă. Fişierul XML conţine structura şi corpul complet al cărţii. Informaţia audio este sincronizată cu textul;

• Text fără informaţii audio. Fişierul XML conţine structura şi corpul întreg al cărţii, dar nu există fişiere audio. Acest tip de carte DAISY poate fi redată cu ajutorul unui TTS sau display braille.

CREAREA DE CĂRŢI DAISY EasePublisher pruna dintre cele mai cunoscucrearea unui conţinut multimedia, în conformitate cu standardele DAISY. Acesta reprezintă modalitatea ceea mai eficientă de a crea cărţi audio digitale, de la formatarea automată a textului, pentru sincronizarea cu fişierele audio, până la sintetizarea automată a diverselor informaţii şi sincronizarea cu textul. O carte creată după standardele DAISY cu EasyPublisher, conferă editurilor singuranţa că acel corect în toate dispozitivele de redare. Acesta poate importa şi structura fişiere HTML sau TXT existente în producţie, utilizând uEasePublisher deţine şi un editor HTML. Acest lucru permite ca un text care a fost importat şi structurat să fie editat ulterior dacă este necesar. Textul poate fi adăugat sau şters, imaginile şi materialele video pot fi inserate sau eliminate, culorile şi caracterele pot fi formatate. Editorul HTML permite crearea şi structurarea unor documente noi, direct în cadrul structurii deja existente. EasePublisher prezintă două mari facilităţi şi anume [10]: Sync as you hear şi Sync as you speak. „Sync as you hear”, reprezintă o metodă care este valabilă în orice software de sincronizare audio.„eliminarea” părţii audio, ci doar ascultarea acesteia şi accesarea comenzii de sincronizare la momentul corespunzător. „Sync as you speak”. EasePublisher este şi un program de înregistrare profcalculator, este posibilă înregistrarea audio, direct în cadrul aplicaţiei şi simultan sincronizarea cu textul pe ecran. O altă facilitate importantă a programului EasePublisher, este acecare permite convertirea automată a textelor în fişiere

audio, conţinutul sintetizat fiind sincronizat automat cu textul respectiv. Rezumând, prinEasyPublisher sunt următoarele [10]:

• editare HTML – crearea docEasePublisher şi editarea textului existent;

• marcarea automată a documentelor – structsincronizare se creează automat prin recunoaşterea punctuaţiei documentelor;

• sincronizarea fişierelor audio importate ccorespunzător în timp real;

• sincronizarea textului cu pnaraţiunii;

• Text to Speautomată prin redarea vocală a textului de pe ecran;

• posibilicompletată pentru a identifica eventualele erori;

• construire şi protecţie – comprimarea rezultatuluîn formate alternative şi copierea cu protecţie a conţinutului.

REDAREA CĂRŢILUnul dintre cele mai utilizate prograîn format DAISY este EasyReader (figura 2) [11], care îi permite utilizatorului să citească şi să asculte un conţinut având în combinaţie text, informaţii audio şi imagini. Unul din avantajele principale ale folosirii EasyReader este legat de facilitarea deplasării prin conţinut, lectorul poate să plaseze/insereze semne pentru a evidenţia ariile de interes. EasyReader permite redarea prin intermediului unui TTS a textelor, permite vizualizarea textului marcat pe parcursul redării audio (un instrument folositor în special pentru persoanele cu dificultăţi de citire - cu dislexie), posibilitatea de a alege culorile, tipul caracterelor şi dimensiunea textului, bineînţeles în funcţie de particularităţile lectorului.

Figura 2 – Panoul de redare a unei cărţi DAISY.

ITUAŢIA ACTUALĂ ŞI PROIECTE DE VIITOR ucere a

SO primă încercare de popularizare şi introdformatului DAISY în şcolile speciale din România a fost

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

67

făcută în 2002, de către Fundaţia Cartea Călătoare, prin crearea primului manual şcolar. Producţia de serie a început în anul 2007, când Fundaţia Cartea Călătoare a creat un serviciu de împrumut, prin intermediul Bibliotecii Judeţene Focşani. Obiectivul principal, constă în facilitarea unui acces extins la literatură pentru persoane cu deficienţe de vedere, prin intermediul formatului DAISY. Un proiect actual al concernului DAISY [13], constă în conceperea de cărţi audio digitale DAISY pentru producerea automată a limbajului braille. Problemele semnalate constau în faptul că, trebuiesc create două cărţi, una care să fie formatată pentru reproducere braille şi alta care nu a fost formatată pentru redare braille, iar eventualele erori descoperite trebuiesc editate în fişierul original; editarea braille poate să nu se plieze perfect în limbajul XML. Realizarea de cărţi DAISY care să faciliteze şi reproducerea în format braille, prin intermediul unui display braille, ar putea fi o soluţie eficientă în procesul instructiv-educativ de predare a abecedarului la elevii cu deficienţe de vedere, de predare a noţiunilor gramaticale sau matematice, dar şi pentru învăţarea limbajului braille de către utilizatorii cu cecitate dobândită. O citire rapidă a textului fără înţeles, prezenţa omisiunilor, inversiunilor, sunt semne clare a prezenţei la elevi, a dificultăţilor de citire. Cu ajutorul computerului şi a cărţilor în format DAISY, se pot trasa program educaţionale individualizate, cu scop de corectare a dificultăţilor de citire. Pentru elevul cu deficienţe de vedere, un manual în format DAISY îi oferă posibilitatea de a parcurge o carte, la orele de curs, într-un ritm apropiat de cel al elevilor fără deficienţe. Introducerea în România a producţiei de carte DAISY, oferă o nouă perspectivă educaţională şi corectiv-compensatori, cadrelor didactice, părinţilor implicate în procesul instructiv-educativ al elevilor cu cerinţe educative speciale.

REFERINŢE 1. HumanWare – Victor Reader Stream Online la:

http://www.humanware.com/en-new_zealand/products/dtb_players/compact_models/_d

etails/id_81/victorreader_stream.html. Consultat în 10 martie 2008.

2. DOLPHIN – What is EasyReader? Online la: http://www.yourdolphin.co.uk/productdetail.asp?id=9. Consultat în 10 martie 2008.

3. Brzoza, P.; Spinczyk, D. (2006). Multimedia Browser for Internet Online Daisy Books, în Computers Helping People with Special Needs, Springer, Germany, pp. 1087-1093.

4. DAISY Consortium – What is a Digital Talking Book. Online la: www.daisy.org/about_us/dtbooks.shtml. Consultat în 5 aprilie 2008.

5. Kerscher, G. (2006). The Essential Role of Libraries Serving Persons Who Are Blind and Print Disabled in The Information Age. în Computers Helping People with Special Needs, Springer, Germany, pp. 100-105.

6. World Wide Web Consortium - Online: www.w3.org . Consultat în 18 aprilie 2008.

7. Miriam, E.; Stenberg, N. (2007). Appraising and Evaluating the Use of Daisy, For Print Disabled Students in Norwegian Primary – and Secondary Education. Departament of Informatics, University of Oslo.

8. World Wide Web Consortium - Synchronized Multimedia, Online: www.w3.org/AudioVideo/. Consultat în 18 aprilie 2008.

9. Morgan, G. (2003). A world in your ear: library service for print disabled readers in the digital age. The Electronic Library, Academic Research Library, vol. 23, nr. 3, pp. 234-239.

10.Dolphin Computer Access (2007). EasyPublisher ver. 2.1, Dolphin Computer Access Ltd, UK.

11.Dolphin EasyReader - Digital Talking Book Player. Online: http://www.yourdolphin.com/productdetail.asp?id=9, Consultat în 10 martie 2008.

12.Bucur, M. (2008). Biblioteca pentru toţi. Revista Radar, nr. 51. Online: www.revistaradar.ro . Consultat în 20 aprilie 2008.

13.DAISY Consortium – Braille in DAISY. Online la http://www.daisy.org/projects/braille/. Consultat ]n 20 aprilie 2008.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

68

Sistem multimedia distribuit pentru interacţiunea om-calculator

Adriana Reveiu Academia de Studii Economice Bucureşti

Piaţa Romană, Nr. 6, Sector 1, Bucureşti [email protected]

REZUMAT Lucrarea de față propune o serie de componente software dezvoltate pentru achiziția, controlul și gestiunea în timp real a fluxurilor multimedia, a dispozitivelor multimedia și pentru interacțiunea dintre sistemul de calcul și utilizatori. Componentele software implementate sunt integrate într-un sistem multimedia care permite gestiunea unitară a datelor multimedia, soluţie care acoperă întregul canal de distribuire a serviciilor multimedia: de la achiziţia conţinutului multimedia, la transmiterea, prelucrarea, stocarea şi până la utilizarea lor, în diferite forme, de către utilizatorii finali. Tehnologia folosită pentru dezvoltarea componentelor software este tehnologia .NET a componentelor, aceasta fiind o tehnologie adecvată dezvoltării sistemelor distribuite şi reutilizării componentelor în aplicaţii Windows şi Web.

Cuvinte cheie Arhitectură multinivel, componente software, flux multimedia, sistem multimedia distribuit

Clasificare ACM H.5.1 Multimedia Information Systems

INTRODUCERE Sistemele informaţionale multimedia gestionează creşterea exponenţială a informaţiilor generate de diverse aplicaţii, de la servicii multimedia interactive de tip desktop până la sisteme colaborative distribuite. Sistemele multimedia distribuite au caracteristici şi cerinţe specifice datorate caracterului temporal al fluxurilor multimedia, volumului mare al datelor ce trebuie prelucrat şi gestionat în timp real. Principalele caracteristici pe care trebuie să le ofere un sistem multimedia distribuit sunt: • Integrarea tehnologiilor prin integrarea sistemelor de

comunicaţii, a sistemelor informaţionale şi a sistemelor de calcul pentru a forma un mediu digital, unitar de prelucrare;

• Integrare datelor multimedia prin reunirea într-un mediu unic a datelor dependente de timp: fluxuri video şi audio şi a celor independente de timp: imagini statice, informaţii în format text, animaţii;

• Asigură performanţe bune pentru realizarea prelucrărilor în timp real, ceea ce presupune ca sistemele implicate: sistemul de prelucrare, sistemul de stocare a datelor şi sistemul de comunicaţie să fie performante la operaţiile realizate în timp real;

• Asigură interactivitate cu utilizatorii finali, realizând comunicarea în dublu sens între utilizatori şi sistem;

• Oferă suport pentru sincronizarea datelor multimedia în cadrul unui flux media continuu şi pentru asigurarea relaţiilor temporale dintre diferitele tipuri de date;

• Oferă suport pentru standardizare prin realizarea interoperabilităţii în ciuda eterogenităţii conţinutului, a formatelor de prezentare a datelor, a interfeţelor utilizator, a dispozitivelor periferice utilizate şi a reţelelor de comunicaţie folosite.

Soluţiile software existente pe piaţă acoperă, în general, doar anumite segmente ale dezvoltării aplicaţiilor multimedia, ale distribuirii şi integrării datelor, fără a oferi o soluţie integrată, deschisă, interoperabilă. În plus, tehnologiile consacrate folosite pentru dezvoltarea aplicațiilor distribuite precum Remote Procedure Calls (RPC), Distributed Component Object Model (DCOM), Common Object Request Broker Architecture (CORBA), JavaRMI (Remote Method Invocation) nu au facilităţi pentru captarea, controlul şi gestiunea fluxurilor multimedia. S-a avut învedere respectarea şi implementarea standardelor şi formatelor de date consacrate şi interoperabilitatea cu instrumentele multimedia consacrate. Pentru exemplificarea utilizării componentelor software s-a creat un sistem de generare a unor prezentări web multimedia sincronizate pentru prezentarea unor produse sau servicii, dar componente pot fi folosite într-o serie de aplicaţii economice. Criteriile avute în vedere la alegerea tehnologiilor folosite pentru implementarea componentelor sunt următoarele: • să permită interoperbilitatea cu alte sistemele

software, • să poată fi integrate cu uşurinţă cu sistemele software

consacrate, folosite pentru dezvoltarea aplicaţiilor economice,

• să fie independente de caracteristicile tehnice ale echipamentelor periferice şi ale reţelelor de comunicaţie,

• să permită controlul total al datelor multimedia, în vederea prelucrării în timp real a acestor date, fără a fi necesară utilizarea de instrumente software distincte.

ARHITECTURA SISTEMULUI MULTIMEDIA DISTRIBUIT În vederea implementării sistemului multimedia distribuit au fost create o serie de componente software pentru:

• controlul dispozitivelor multimedia periferice (camere web), achiziţia şi controlul fluxului video preluat de la camera web,

• transmisia la distanţă şi gestiunea în timp real a fluxului media: salvarea fluxului, salvarea unui cadru din flux,

• prelucrarea fluxului, adnotarea conţinutului şi salvarea datelor multimedia (imagini statice şi secvenţe video) în baza de date,

• interogarea bazei de date în vederea extragerii şi utilizării datelor multimedia stocate. Interogarea bazei de date multimedia se realizează în două moduri: folosind pentru căutare informaţii de tip text (soluţia convenţională), sau folosind informaţii multimedia (imagini statice) pentru realizarea căutării,

• informaţiile preluate din baza de date multimedia sunt folosite pentru generarea unor prezentări web multimedia sincronizate, ce pot fi apoi utilizate independent de sistem.

Funcţionalitatea asigurată de sistemul integrat este următoarea: • Fluxul video este preluat de la o cameră web şi redat

prin intermediul unui client Web sau a unui client Windows.

• Clientul Windows solicită conectarea la serverul media şi dacă este acceptată, fluxul video este transmis serverului.

• Serverul media este format din trei componente: una destinată recepţionării fluxului video de la clienţi, alta pentru gestiunea fişierelor video salvate pe server şi a treia folosită pentru salvarea în baza de date a fişierului video, a cadrelor cheie şi a adnotărilor.

• Componenta server pentru gestiunea transmiterii fluxului video permite recepţionarea datelor primite de la clienţi, salvarea secvenţei de cadre recepţionate ca un fişier .AVI comprimat cu DIVX şi deconectarea clienţilor de la server.

Figura 1 Arhitectura sistemului multimedia distribuit

• Componenta care se ocupă de gestiunea fişierelor multimedia, detectează fişierele AVI existente pe server şi le “încarcă” în aplicaţia server, permite vizualizarea fluxului video, activarea componentei de adnotare a fluxului video şi a celei de salvare a datelor în baza de date multimedia.

• Componenta pentru adnotarea fişierului video afişează succesiunea de cadre a fişierului video, permite crearea cadrelor cheie şi adăugarea de caracteristici tehnico-economice care descriu produsul sau serviciul.

• Fişierul video împreună cu cadrele cheie şi adnotările asociate sunt salvate în baza de date. Terminarea salvării este notificată serverului iar informaţiile stocate în baza de date pot fi folosite de componenta de generare a prezentărilor.

• Alegerea produsului sau serviciului pentru care se doreşte generarea prezentării se poate face fie selectând prezentarea dorită din lista fişierelor video existente în baza de date, fie utilizând pentru selectarea datelor multimedia ce vor fi folosite pentru generarea prezentării o imagine statică după care se realizează căutarea în baza de date. Căutarea se va face printre toate imaginile statice cu rol de cadre cheie stocate în baza de date multimedia.

• Componenta web pentru generarea prezentărilor permite selectarea unei secvenţe video, din cele stocate în baza de date multimedia, pentru generarea

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

70

prezentării produsului/ serviciului sau alegerea unei imagini statice după care să se realizeze selectarea celor mai potrivite resurse multimedia pentru generarea prezentării.

• Componenta de generare a prezentării, extrage din baza de date fişierul video selectat şi fişierele de tip imagine corespunzătoare cadrelor cheie, generează câte un fişier-imagine cu conţinutul adnotării,

generează fişierul XML standardizat în format MPEG-21 care conţine descrierile resurselor folosite, aplică fişierului XML transformările corespunzătoare pentru ca în final să genereze fişierul HTML ce conţine prezentarea sincronizată a fluxului video cu adnotările şi cadrele cheie ale filmului. Arhitectura generală a soluţiei integrate şi legăturile dintre componentelor sistemului sunt prezentate în figura 1.

Dezvoltarea aplicaţiei s-a făcut pe niveluri. Figura 2 prezintă schemtic nivelurile folosite şi componentele corespunzătoare fiecărui nivel. Limbajul de programare folosit pentru crearea componentelor software este Visual C# .NET. Am ales această soluţie deoarece Microsoft .NET Framework este

o platformă software ce oferă o serie de facilităţi pentru dezvoltarea aplicaţiilor distribuite şi anume: - foloseşte modelarea obiectuală pentru dezvoltarea diferitelor tipuri de aplicaţii: Windows Forms, aplicaţii Web şi servicii Web, - oferă un mediu robust de execuţie a aplicaţiilor asigurând securizarea, robusteţea şi viteza de execuţie a aplicaţiilor,

Figura 2 Arhitectura multinivel a sistemului distribuit

- asigură suport pentru standardizare, permiţând utilizarea standardelor XML (Extensible Markup Language), SOAP (Simple Object Access Protocol) şi CLI (Common Language Infrastructure).

Componenta pentru controlul dispozitivelor multimedia periferice şi achiziţia fluxului video Pentru a face posibilă reutilizarea componentei software în diferite aplicaţii Windows şi Web, am creat un control Windows având următoarele funcţionalităţi: posibilitatea de selectare şi conectarea la un dispozitivul periferic multimedia, selectarea caracteristicilor fluxului video (dimensiunea cadrelor, framerate secvenţei video, codec-ul folosit la salvarea fluxului), preluarea secvenţei de cadre ale fluxului video şi controlul secvenţei video pentru

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

71

transmisia la distanţă a fluxului sau salvarea sa într-un fişier AVI. Dispozitivul multimedia periferic pentru preluarea şi controlul fluxului video folosit pentru exemplificare este o cameră web conectată la calculator prin intermediul portului USB. Datorită faptului că ierarhia de clase a .NET Framework a fost creată în ideea dezvoltării de aplicaţii economice clasice, .NET Framework nu oferă suport pentru dezvoltarea aplicaţiilor multimedia sau pentru accesarea directă a echipamentelor periferice. De aceea soluţia de programare aleasă pentru dezvoltarea componentei de achiziţie este apelul funcţiilor multimedia ale bibliotecii Win32API din unmanaged code. Apelul direct al funcţiilor API oferă avantajul flexibilităţii şi independenţei de caracteristicile dispozitivului periferic controlat, motiv pentru care se pot folosi pentru preluarea fluxului video diferite tipuri de camere web sau alte dispozitive periferice multimedia ce permit achiziţia secvenţelor video.

Componenta pentru transferul în timp real a datelor multimedia la distanţă O cerinţă importantă a sistemelor multimedia distribuite este transmiterea în timp real a informaţiilor. Acest lucru presupune utilizarea protocoalelor de comunicaţie pentru transferul datelor multimedia, cele mai folosite fiind protocoalele H.323 şi T. 120. Principalul dezavantaj al standardelor de comunicaţie multimedia amintite este că ele nu sunt potrivite pentru aplicaţiile care au nevoie de fluxuri audio/video de înaltă calitate, cu o rată de transfer a fluxului video de 25-30 cadre/secundă. Scopul arhitecturii folosite pentru transmiterea datelor a fost implementarea unui sistem care să reflecte la distanţă, în timp real şi la o calitate bună a datelor multimedia, toate modificările ce au loc la sursă (la client), în ceea ce priveşte conţinutul multimedia şi forma sa de prezentare. Din aceste motive, am ales pentru realizarea transferului datelor multimedia între clienţi şi serverul media, tehnologia .NET Remoting. In plus, tehnologia .NET Remoting oferă o serie de facilităţi pentru dezvoltarea aplicaţiilor multitier distribuite. Transmisia se realizează în timp real, pe măsura recepţionării de către aplicaţia client, a unui nou cadru de la camera web. Arhitectura sistemului de comunicaţie distribuit este compusă din două tipuri de componente, componenta sursă sau client, care preia fluxul video de la dispozitivul de captură video, camera web, şi-l transmite componentei destinaţie sau server care recepţionează şi gestionează fluxurile preluate de la diverşi clienţi.

Componenta de stocare şi gestiune a datelor multimedia Gestiunea datelor multimedia se realizează la două niveluri: controlul fişierelor .avi stocate pe disc, prin intermediul unui server media, respectiv stocarea şi gestiunea secvenţelor video şi a cadrelor cheie folosind o bază de date multimedia.

Componenta de gestiune a datelor multimedia se ocupă, pe de o parte, de stocarea şi compresia secvenţei de cadre care compun fluxul video, într-un fişier de tip AVI, pe disc şi, pe de altă parte, de gestiunea datelor în vederea utilizării viitoare şi a integrării cu alte tipuri de date sau cu alte baze de date. Pentru aceasta am folosit sistemul de gestiune a bazelor de date multimedia Oracle 10g. Spre deosebire de serverul media, un sistem de gestiune a bazelor de date multimedia oferă o interfaţă unică pentru toate tipurile de date, suport pentru crearea de interogări şi oferă servicii de gestiune pentru datele multimedia. Serverul media lasă în responsabilitatea utilizatorului formatarea, organizarea şi controlul datelor. Pentru a putea folosi un sistem de gestiune a bazelor de date multimedia în sistemele distribuite, acesta trebuie să permită integrarea tipurilor eterogene de date şi să ofere suport pentru manipularea diferitelor tipuri media. Pentru salvarea fluxului video pe disc şi pentru transferul în baza de date a cadrelor cheie şi a secvenţelor video salvate am utilizat soluţia programării thread-urilor, deorece aceste operaţii sunt consumatoare de timp.

Componenta de adnotare a secvenţei video şi crearea cadrelor cheie Adnotarea secvenţei video şi crearea cadrelor cheie presupune selectarea celor mai importante frame-uri ale secvenţei video, asocierea de descrieri acestora şi ulterior salvarea acestora în baza de date.

CONCLUZII Soluţia propusă pentru dezvolarea componentelor software are avantajul că permite integrarea componentelor software dezvoltate în aplica�ii diferite, independent de tehnologia folosită pentru dezvoltarea acestor aplicaţii. Soluţia propusă este conformă cu standardele recunoscute în domeniu. Componentele software au fost dezvoltate în sistem deschis, astfel încât acestea pot fi integrate cu alte componente software, în diferite aplicaţii multimedia.

REFERINŢE 1. Halsall, F. (2001). Multimedia communications –

applications, networks, protocols and standards, Pearson Education Limited;

2. Crowcroft, J., Handley, M., Wakeman, I.. (1998). Internetworking multimedia, UCL Press;

3. Reveiu, A. (2005). .NET Component for Managing Web Cam Stream, Revista de Informatică Economică, nr 2;

4. Reveiu, A. (2005). Manage and Content-Based Retrieve Images using InterMedia Oracle 10g, Revista de Informatică Economică, nr 4;

5. Reveiu, A. (2005). Building Distributed Applications Using .NET Remoting Support, the proceedings of the seventh International Conference of Economic Informatics, Bucharest;

6. DiMarco, J. (2004). Computer Graphics and Multimedia: Applications, Problems and Solutions, Idea Group Publishing;

7. Pagani, M. (2005). Encyclopedia of multimedia technology and networking, Idea Group Reference;

8. MSDN Library, Microsoft Corporation (2007).

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

72

Ignorarea informatiei irelevante de pe ecran Ion Juvina

Department of Psychology, Carnegie Mellon University 5000 Forbes Avenue, Baker Hall 336A, Pittsburgh PA, 15213

[email protected]

REZUMAT Aceasta lucrare isi propune sa contribuie la dezvoltarea unei teorii coerente a modului in care oamenii selecteaza informatia relevanta si ignora informatia irelevanta prezentata pe ecrane. Sunt prezentate doua studii empirice. Primul studiu analizeaza modul in care interferenta dintre informatia trecuta si cea actuala este minimizata. Pentru a explica datele empirice, sunt propuse doua modele cognitive inspirate de doua pozitii teoretice diferite, repectiv, ignorarea automata si controlata a informatiei. Al doilea studiu isi propune sa diferentieze intre cele doua modele cognitive.

Cuvinte cheie Control cognitiv, atentie, inhibitie cognitiva.

ACM Classification H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): Miscellaneous.

INTRODUCERE Abilitatea de a ignora informatia irelevanta prezentata pe ecrane devine din ce in ce mai importanta odata cu cresterea complexitatii interfetelor om-masina. In mod current, ecranele prezinta mult mai multa informatie decat ar fi necesara pentru luarea unei decizii la un anumit moment. De exemplu, o pagina tipica de Web prezinta continuturi si optiuni pentru o varietate de utilizatori. Un anumit utilizator trebuie sa selecteze informatia care este relevanta pentru scopul sarcinii curente si sa ignore restul. Adesea, proiectantul interfetei decide sa afiseze informatii redundante pentru a face interfata accesibila, usor de invatat si utilizat. De exemplu, functia care opreste un proces deja initiat (e.g., descarcarea unei pagini) este adesea indicata de catre o iconita rosie in forma de cerc cu o cruce in mijloc; uneori este adaugat si cuvantul “opreste” (“stop” in limba engleza). Culoarea rosie, crucea si cuvantul “opreste” au aceeasi semnificatie; spunem ca semnificatiile lor sunt congruente. Congruenta acestor semne ajuta atentia utilizatorilor. Totusi, nu intotdeauna este posibil sa se asigure congruenta si consistenta informatiei prezentate pe ecran. In special in contextul internetului, mai multe stiluri de interferte pot coexista. Culoarea rosie poate avea o anumita semnificatie in interfata programului de navigare (engl.: browser) si o alta semnificatie (posibil opusa) in interfata sitului web. Utilizatorul trebuie sa selecteze semnificatia care este relevanta pentru sarcina curenta si sa ignore informatia irelevanta.

PRIMUL STUDIU

Sarcina Stroop Sarcina Stroop este una dintre cele mai cunoscute sarcini pentru studiul efectelor de facilitare si interferenta dintre informatiile relevante si cele irelevante [17].

Participantilor li se prezinta o secventa de cuvinte scrise cu cerneala de diferite culori si li se cere sa numeasca culoarea cernelei in care este scris fiecare cuvant. Sunt trei conditii: (1) congruenta, cand cuvantul si culoarea cernelei sunt congruente, de exemplu, cuvantul “rosu” este scris cu cerneala rosie; (2) incongruenta, cand intelesul cuvantului si culoarea cernelei sunt incongruente, de exemplu, cuvantul “rosu” este scris cu cerneala verde; si (3) neutralitate, cand cuvantul nu face referinta la o anumita culoare, de exemplu, cuvantul “masa” scris in orice culoare. In mod tipic, numirea culorii unui cuvant incongruent dureaza mai mult si a unui cuvant congruent mai putin decat numirea culorii unui cuvant neutru. Interferenta Stroop se defineste ca diferenta dintre timpul de reactie (TR) la stimuli incongruenti si la stimuli neutri. Facilitarea Stroop se defineste ca diferenta in TR dintre stimulii congruenti si neutri. Efectele de interferenta si facilitare vor fi numite efecte intra-stimuli, deoarece sunt calculate fara luarea in considerare a influentei stimulilor anteriori asupra stimulului curent.

Efecte inter-stimuli in sarcina Stroop Numim efecte inter-stimuli acele afecte care rezulta din modul de aranjare a stimulilor intr-o secventa (ele mai sunt numite si efecte de secventa). Astfel de efecte sunt de regula observate in cazurile in care exista repetitii de stimuli, dimensiuni ale stimulilor sau modalitati de raspuns. MacLeod [10, pp. 178] descrie urmatoarele efecte inter-stimuli: “Cand cuvantul irelevant al stimulului n-1 este numele culorii tinta a stimulului n, interferenta cu numirea culorii va fi crescuta temporar. Cand culoarea stimulului n-1 corespunde cuvantului stimulului n, va aparea o facilitare a numirii culorii stimulului n. Daca cuvantul stimulului n-1 este repetat pentru stimulul n, atunci cuvantul este deja suprimat si va cauza mai putina interferenta in numirea culorii diferite a stimului n. Un studiu interesant ar fi sa se combine aceste doua tipuri de efecte de repetitie in acelasi experiment pentru a se compara in mod direct dimensiunea lor. Eu sunt inclinat […] sa invoc o idee de suprimare astfel incat efectele de facilitare si interferenta resultate din secventierea stimulilor sa aiba o baza comuna” [10]. Acest prim studiu, prezentat pe scurt, a avut ca scop sa raspunda sugestiei lui MacLeod. Obiectivele acestui studiu sunt: replicarea tuturor efectelor intra- si inter-stimuli, masurarea dimensiunilor lor relative si a duratelor lor, si exlicarea lor intr-un mod integrat.

Participanti, design, si procedura Au fost recrutati 92 participanti din cumunitatea universitatii Carnegie Mellon pe baza de anunt. Fiecarui subiect i-au fost administrate trei conditii: incongruent, congruent, si neutru. Stimulii din cele trei conditii au fost

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

73

amestecati in mod aleator (non-block design) si prezentati pe rand impreuna cu doua variante de raspuns.

Rezultate Efectele intra-stimuli au fost similare cu cele raportate in alte studii. Cele trei efecte inter-stimuli raportate de MacLeod [10] au fost replicate. Ele au fost etichetate Cuvant-Culoare, Culoare-Cuvant si Cuvant-Cuvant, respectiv. Pe langa aceste trei efecte, un al patrulea efect a fost observat si a fost numit Culoare-Culoare. Figura 1 prezinta cate un exemplu din fiecare effect. Aceste efecte sunt semnificative din punct de vedere statistic. Marimea lor variaza intre 20 si 50 milisecunde si descreste gradual catre zero in 2-3 secunde. Stimulul

precedent Stimulul present

TR

Cuvant-Culoare

ROSU VERDE Creste albastru rosu

Culoare-Cuvant

ROSU GALBEN Scade galben verde

Culoare-Culoare

ROSU ALBASTRU Creste verde verde

Cuvant-Cuvant

ALBASTRU rosu

ALBASTRU galben

Scade

Figura 1 Effecte inter-stimuli in primul studiu. Cuvantul este scris cu majuscule, iar culoarea este scrisa cu minuscule. Cand cuvantul stimulului precedent coincide cu culorea stimulului prezent timpul de reactie (TR) creste. Cand

culoarea stimulului precedent coincide cu cuvantul stimulului prezent TR scade. Cand culoarea stimulului

precedent coincide cu culoarea stimulului prezent TR creste. Cand cuvantul stimulului precedent coincide cu cuvantul

stimulului prezent TR scade.

MECANISMUL EXPLICATIV Asa cum a sugerat MacLeod [10], ar fi de preferat sa explicam toate aceste efecte cu ajutorul unui singur mecanism. La momentul respectiv (1991) MacLeod recomanda un mecanism de suprimare. Totusi, in ultimii ani, MacLeod recomanda prudenta in interpretarea datelor comportamentale in termeni de suprimare sau inhibitie cognitiva [12]. Existenta reala a unui mecanism de inhibitie cognitiva este inca in dezbatere. Unii autori afirma ca inhibitia cognitiva este esentiala pentru controlul cognitiv [1,5], altii afirma ca ea nu este necesara [3,4]. In cele mai multe cazuri, efecte comportamentale care sunt atribuite controlului cognitiv pot fi explicate la fel de bine cu sau fara un mecanism de inhibitie. Din aceste motive, prima incercare de a interpreta rezultatele acestui studiu a facut apel la mecanismele explicative existente care nu postuleaza inhibitia cognitiva: regasirea episodica [9,13] si nepotrivirea trasaturilor [15]. Fiecare din aceste mecanisme poate explica unul sau mai multe din cele patru efecte inter-stimuli dar nu pe toate. Urmatoarea incercare de interpretare a facut apel la mecanismul clasic de inhibitie selectiva [6,14]. Conform acestui mecanism, trasatura tinta (culoarea) este activata, in timp ce trasatura distractoare (cuvantul) este inhibata. Nici acest mecanism nu poate explica toate cele patru efecte inter-stimuli. Un nou mecanism a fost necesar pentru a explica toate cele patru efecte. Postularea noului mecanism a inceput

prin respingerea mecanismului inhibitiei selective. Asa cum mai multi autori au aratat [2,3,16], efectele intra-stimuli pot fi explicate fara apelul la un mecanism de inhibitie. Ambele tipuri de trasaturi – tinta si distractoare – sunt activate dar in masuri diferite. Initial trasatura cuvant este mai activa, reflectand deprinderea mai puternia de a citi cuvinte. Totusi, activarea trasaturii culoare depaseste activarea trasaturii cuvant datorita unei unitati de control care activeaza trasatura dorita (culoare). Acest mecanism simplu, reuseste sa explice efectele intra-stimuli. Pentru a explica si efectele inter-stimuli, activarea celor doua trasaturi trebuie urmata de suprimare. Aceasta suprimare care urmeaza activarii este non-selectiva, adica se aplica ambelor trasaturi ale stimulului (cuvant si culoare). Pe scurt, ambele trasaturi sunt activate pentru a produce efectele intra-stimuli si apoi ambele trasaturi sunt suprimate pentru a produce efectele inter-stimuli. Rolul suprimarii este de a reduce interferenta dintre stimulii precedenti si procesarea stimulului curent. Cu alte cuvinte, suprimarea este necesara pentru a elimina informatia care a devenit irelevanta. Noul mecanism va fi numit mecanismul de suprimare a repetititei.

Implementarea mecanismului de suprimare Este necesar sa intelegem modul in care mecanismul de suprimare a repetitiei este implementat in creierul uman pentru a putea construi instrumente de sprijinire a utilizatorilor in selectarea informtiei relevante si sprimarea informatiei irelevante pe ecrane. Literatura de specialitate sugereaza doua modalitati de conceptualizare a mecanismului de suprimare a repetitiei: prima este idea de inhibitie reactiva, aplicata in sarcinile de generare de numere aleatoare si inhibitia de intoarcere; a doua este idea de inhibitie activa, applicata in sarcini de stop-semnal si anti-saccada. Ambele idei au baze teoretice, empirice si neurologice convingatoare. Pentru a diferentia intre aceste doua conceptualizari ale mecanismului de suprimare, am dezvoltat doua modele cognitive ale sarcinii Stroop. Aceste doua modele sunt identice in toate privintele cu exceptia modului in care genereaza efectele inter-stimuli. Ele implementeaza ideile de inhibitie reactiva si activa, si vor fi numite modelul suprimarii automate si modelul suprimarii controlate, respectiv.

Modelul suprimarii automate Acest model postuleaza marcatori (tags) inhibitori care sunt asociati automat cu elementele de memorie care au fost utilizate recent. Acesti marcatori incetinesc reutilizarea elementelor de memorie cu care sunt associati. Iata un exemplu pentru efectul Cuvant-Culoare. Sa presupunem ca stimulul anterior este cuvantul ROSU, iar stimulul actual este scris cu cerneala rosie. Reprezentarea in memorie a conceptului “Rosu” a fost utilizata si apoi marcata (adica inhibata). Pentru a numi culoarea stimulului actual reutilizarea conceptului “Rosu” este incetinita deoarece are asociat marcatorul inhibitor.

Modelul suprimarii controlate Acest model implemeteaza idea de perturbare de sus in jos (top-down biasing) [2,4]. Conform acestei idei, activarile elementelor de memorie pot fi perturbate (crescute sau scazute) de catre reprezentari ale scopurilor sarcinii. In cazul nostru, reprezantari ale stimulilor anteriori difuzeaza activare negativa (adica suprimare) catre elementele de

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

74

memorie corespunzatoare. Reprezentarea stimulului curent difuzeaza activare pozitiva catre elementele corespunzatoare in memorie. Nivelul de activare a elementelor de memorie determina viteza cu care aceste elemente pot fi accesate pentru a fi utilizate. Iata un exemplu pentru efectul Culoare-Cuvant. Sa presupunem ca stimulul anterior a fost scris cu culoarea galben. Dupa numirea acestei culori, s-a creat un scop inhibitor care difuzeaza activare negativa catre reprezentarea in memorie a conceptului “Galben”. Atunci cand cuvantul GALBEN apare ca trasatura distractoare a stimulului actual, conceptul corespunzator din memorie are un potential redus de interferenta deoarece este suprimat.

750

800

850

900

950

1000

1050

Bloc 1 Bloc 2 Bloc 3

Tim

p d

e r

eact

ie in

milis

ecu

nd

e

Extra culoriExtra cuvinte

Discutie a primului studiu Am prezentat o replicare a unor cunoscute efecte intra-stimuli in sarcina Stroop. Trei dintre aceste efecte au fost trecute in revista de MacLeod [10], iar a patrulea (Culoare-Culoare) este cunoscut in literatura despre inhibitia de intoarcere [8]. Am propus mecanismul de suprimare a repetarii si am implementat acest mecanism in doua modele cognitive cu scopul de a diferentia intre doua posibile implementari ale acestui mecanism in creierul uman. Cele doua modele produc rezultate comparabile si ambele sunt plauzibile. Totusi, ele genereaza predictii diferite care pot fi testate empiric. Modelul suprimarii automate afirma ca numai informatia care a fost utilizata in trecutul recent este suprimata. Modelul suprimarii controlate afirma ca orice informatie trecuta este suprimata, indiferent daca a fost utilizata sau nu.

Figura 2 Timpul de reactie pentru fiecare grup si bloc. Se pot observa un efect principal de scadere a timpului de reactie si

o interactiune intre bloc si grup.

Efectele inter-stimuli observate in primul studiu au fost replicate in acest studiu in blocurile de control (1 si 3). In blocul experimental unele dintre aceste efecte au fost eliminate. Astfel, extra culorile au eliminat efectul culoare-culoare si extra cuvintele au eliminat efectul cuvant-cuvant. Acest rezultat intareste concluzia conform careia extra stimulii inhiba trasatura corespunzatoare a stimulului principal. Aceste doua rezultate indica faptul ca extra stimulii nu sunt complet ignorati dar nu exclud posibilitatea suprimarii automate sau controlate a acestor stimuli. Nu este clar la ce nivel sunt extra stimulii reprezentati, perceptual sau semantic.

STUDIUL AL DOILEA Acest studiu a avut ca scop diferentierea intre cele doua moduri de implementare a mecanismului de suprimare a repetitiei. Toate conditiile primului studiu au fost repetate. In plus, acest studiu a inclus un bloc in care o serie de extra stimuli irelevanti a fost prezentata pe ecran alaturi de stimulii Stroop obisnuiti [7,11]. Obiectivul acestui studiu a fost de a investiga daca extra stimulii sunt reprezentati in memorie si daca reprezentarile lor sunt activate sau suprimate in timpul procesarii stimulilor Stroop obisnuiti. Daca modelul suprimarii automate este corect, extra stimulii vor fi activati. Daca modelul suprimarii controlate este corect, extra stimulii vor fi suprimati.

Pentru a raspunde la aceasta intrebare am analizat co-aparitiile dintre extra-stimuli si trasatura corespunzatoare a stimulului principal. Sunt posibile patru cazuri: o extra culoare coincide cu (1) culoarea sau cu (2) cuvantul stimulului principal, si un extra cuvant coincide cu (3) culoarea sau cu (4) cuvantul stimulului principal (vezi Figurile 3 si 4). In doua dintra aceste patru cazuri s-au obtinut efecte semnificative. Cand o extra culoare coincide cu cuvantul stimulului principal (Fig. 3) sau cand un extra-cuvant coincide cu cuvantul stimulului principal (Fig. 4), timpul de reactie creste. Participanti, design, si procedura

Studiul a fost realizat cu 62 participanti si a fost similar cu primul studiu. Singura diferenta a fost adaugarea blocului cu extra stimuli (experimental) precedat si urmat de blocuri de control. Blocul experimental a inclus trei extra stimuli alaturi de stimulul principal, iar participantii au fost instruiti sa ignore acesti extra stimuli. Jumatate din participanti au primit culori iar cealalta jumatate au primit cuvinte ca extra-stimuli. Blocurile de control au fost administrate exact ca in primul studiu.

Co-aparitii Extra-stimul - Stimul

-0.01

-0.005

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

Extra-culoare-Culoare Extra-culoare-Cuvant

Dif

ere

nta

in

TR

(se

cun

de)

Rezultate si discutie a studiului al doilea Asa cum se arata in Figura 2, timpul de reactie (TR) creste cand extra stimulii sunt culori si scade cand extra stimulii sunt cuvinte. Acest rezultat sugereaza o influenta inhibitorie din partea extra stimulilor asupra stimulului principal.

Figura 3 Timpul de reactie creste cand o extra culoare

coincide cu cuvantul stimulului principal.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

75

4. Herd, S. A., Banich, M. T., & O'Reilly, R. C. (2006). Neural Mechanisms of Cognitive Control: An Integrative Model of Stroop Task Performance and fMRI Data J. Cognitive Neuroscience MIT Press, 18(1), 22-32.

Co-aparitii Extra-stimul-Stimul

-0.02

-0.01

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

Extra-cuvant-Culoare Extra-cuvant-Cuvant

Dif

ere

nta

in

TR

(se

cun

de)

5. Houghton, G., & Tipper, S. P. (1996). Inhibitory Mechanisms of Neural and Cognitive Control: Applications to Selective Attention and Sequential Action Brain and Cognition, 30, 20-43.

6. Houghton, G., Tipper, S. P., Weaver, B., & Shore, D. I. (1996). Inhibition and interference in selective attention: Some tests of a neural network model. Visual Cognition, 3(119–164).

Figura 4 Timpul de reactie creste cand un extra cuvant

coincide cu cuvantul stimulului principal. 7. Kahneman, D., & Chajczyk, D. (1983). Tests of the automaticity of reading: Dilution of Stroop effects by color-irrelevant stimuli. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 9(4), 497-509.

Rezultatul prezentat in Figura 3 (Extra-culoare-Cuvant) sugereaza ca extra-stimulii sunt reprezentati la nivel semantic. O pata de culoare poate creste activarea unui cuvant numai prin intermediul conceptului corespunzator. Din rezultatele prezentate in Figurile 3 si 4 s-ar putea conclude ca extra stimulii sunt doar activati si nu suprimati, ceea ce ar conta ca proba in favoarea modelulul suprimarii automate. Totusi, nu s-au obtinut rezultate semnificative in ce priveste culoarea stimulului principal (partea stanga a figurilor 3 si 4). E posibil sa existe si o suprimare controlata care actioneaza numai in timpul procesarii culorii stimulului principal. Sunt necesare investigatii suplimentare pentru a clarifica relatia dintre suprimarea automata si controlata a informatiei irelevante.

8. Law, M. B., Pratt, J., & Abrams, R. A. (1995). Color-based inhibition of return. Percept Psychophys., 57(3), 402-408.

9. Logan, G. D. (1990). Repetition priming and automaticity: Common underlying mechanisms? Cognitive Psychology, 22, 1-35.

10.MacLeod, C. M. (1991). Half a Century of Research on the Stroop Effect: An Integrative Review Psychological Bulletin, 109(2), 163-203.

11.MacLeod, C. M., & Bors, D. A. (2002). Presenting two color words on a single Stroop trial: Evidence for joint influence, not capture Memory and Cognition, 30(5), 789-797.

CONCLUZIE Studiile prezentate au raspuns la cateva intrebari si au generat intrebari suplimentare referitoare la modul in care oamenii selecteaza informatia relevanta si ignora informatia irelevanta prezentata pe ecrane. Suprimarea stimulilor trecuti care au devenit irelevanti pare sa fie controlata de catre creier intr-un mod reactiv, adica suprimarea este un post-efect al activarii [9].

12.MacLeod, C. M., Dodd, M. D., Sheard, E. D., Wilson, D. E., & Bibi, U. (2003). In Opposition to Inhibition. In B. H. Ross (Ed.), The Psychology of Learning and Motivation (Vol. 43, pp. 163-214): Elsevier Science.

Cand stimuli irelevanti sunt adaugati pe ecran alaturi de stimulul principal, ignorarea lor este relativ dificila. Ei interfereaza in special cu trasatura distractor (cuvant) a stimulului principal. Trasatura tinta a stimulului principal (culoarea) pare sa fie protejata impotriva interferentei, probabil printr-un mecanism de suprimare controlata.

13.Neill, W. T. (1997). Episodic Retrieval in Negative Priming and Repetition Priming. Journal of Experimental Psychology; Learning, Memory, and Cognition 23(6), 1291-1305.

14.Neill, W. T., & Westberry, R. L. (1987). Selective attention and the suppression of cognitive noise. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 13, 327-334.

REFERINTE 1. Aron, A. R., Durston, S., Eagle, D. M., Logan, G. D.,

Stinear, C. M., & Stuphorn, V. (2007). Converging Evidence for a Fronto-Basal-Ganglia Network for Inhibitory Control of Action and Cognition. The Journal of Neuroscience 27(44), 11860-11864.

15.Park, J., & Kanwisher, N. (1994). Negative priming for spatial locations: Identity mismatching, not distractor inhibition. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 20, 613-623.

2. Cohen, J. D., Dunbar, K., & McClelland, J. L. (1990). On the control of automatic processes: A parallel distributed processing account of the Stroop effect. Psychological Review, 97, 332-361.

16.Roelofs, A. P. A. (2003). Goal-referenced selection of verbal action: Modeling attentional control in the Stroop task Psychological review, 110, 88-124.

17.Stroop, J. R. (1935). Studies of interference in serial verbal reactions. Journal of Experimental Psychology, 18, 643-662.

3. Egner, T., & Hirsch, J. (2005). Cognitive control mechanisms resolve conflict through cortical amplification of task-relevant information. Nature Neuroscience, 8(1784-1790).

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

76

Comunicare vizuală prin intermediul infograficelor Ecaterina Valică

Facultatea de Informatică, Universitatea “A.I.Cuza” din Iaşi Str. Berthelot, nr. 16, Iaşi 700483

[email protected]

REZUMAT Tehnicile de interacţiune şi reprezentare vizuală permit utilizatorilor să vizualizeze, să exploreze şi să înţeleagă cantităţi mari de informaţie. Cercetarea îndreptată în zona vizualizării informaţiei s-a concentrat pe abordări, care redau în mod intuitiv informaţiile abstracte. Graficele informaţionale, numite şi infografice, permit filtrarea informaţiei, stabilirea relaţiilor între componentele ei, desluşirea de şabloane şi reprezentarea acestora într-o manieră, care permite consumatorului să asimileze cunoştinţe într-un mod mult mai rapid şi uşor. Pe măsură ce infograficele sunt folosite în mediul online, linia de separaţie între acestea şi software este din ce în ce mai puţin vizibilă. Uşurinţa interpretării informaţiilor din cadrul unui grafic informaţional se bazează pe faptul că se utilizează un limbaj vizual universal. În ultimii ani au apărut diverse instrumente automate pentru reprezentarea şi vizualizarea datelor. Aceste instrumente uşurează procesul de utilizare şi creare de infografice şi realizează tranziţia de la graficele prezentaţionale la cele interactive.

Cuvinte cheie Infografice, vizualizarea informaţiei, comunicare vizuală.

Clasificare ACM H.5.2. [Information Interfaces and Presentation]: User Interfaces - Screen design.

INTRODUCERE Datele informaţionale au o rată de creştere fără precedent. Diversitatea şi multitudinea domeniilor actuale, "alimentează" ritmic şi exponenţial datele informaţionale. În această multitudine de date este dificil de găsit informaţia cea mai obiectivă şi relevantă, motiv pentru care este nevoie de metode şi tehnici noi, care să permită analiza acestor date multi-dimensionale, provenind din surse multiple. Aceasta este necesară cu atât mai mult, dacă avem în vedere faptul că datele informaţionale, după cum e şi firesc, fie au o evoluţie, fie se modifică şi astfel variază de la o etapă la alta în timp. Designul de informaţie este aria care se ocupă de pregătirea informaţiei, pentru a facilita înţelegerea şi utilizarea acesteia de către consumatori. Această arie este deseori confundată şi încadrată fie în designul vizual, fie în arhitectura informaţiei, deoarece le foloseşte preponderent pe amândouă, încercând să prezinte informaţiile nu doar în mod atractiv, ci şi eficient şi logic. Designul de informaţie este ubicuu, adică îl găsim peste tot în jurul nostru: în semne de circulaţie, hărţi, în cea mai simplă broşură pentru un produs sau un serviciu, în orice sit Web sau formular completat, în instrucţiuni sau

prescripţii, etc. Vizualizarea grafică a informaţiei are scopul de a oferi consumatorilor o înţelegere calitativă a conţinutul informaţional. Informaţia poate fi reprezentată de date, procese, relaţii sau concepte. Reprezentările grafice pot fi manipulări de entităţi grafice (puncte, linii, forme, imagini, text) şi atribute (culoare, mărime, poziţie, formă). Există mai multe ramuri ale vizualizării, care sunt studiate separat, de exemplu: vizualizarea informaţiei, vizualizarea datelor, cartografia (cea mai veche dintre aceste, folosită pentru vizualizări ale datelor spaţiale) sau vizualizări ştiinţifice. Vizualizarea datelor se concentrează pe date cantitative, care pot fi reprezentate sub formă de tabelă sau listă. Vizualizarea de informaţie este mai cuprinzătoare, oferind posibilitatea de a vizualiza informaţia în cadrul contextului în care apare, până la afişarea informaţiei, care nu a fost procesată sau codată în date. Graficele şi diagramele pot comunica date, în timp ce infograficele transformă datele în informaţie.

INFOGRAFICELE ÎNTRE REPREZENTARE ŞI INTERPRETARE Graficele informaţionale, numite şi infografice, reprezintă în mod vizual informaţie, date sau cunoştinţe. Aceste grafice se utilizează atunci când este nevoie de explicarea informaţiei în mod rapid şi facil, îmbunătăţind abilitatea de a procesa cantităţi mari de informaţie. Rolul infograficelor este acela de a ilustra informaţie, care ar fi mai puţin eficientă în formă textuală, dar care poate fi rapid receptată şi percepută în forma ei vizuală. Suntem înconjuraţi mereu de informaţie, care se prezintă sub diferite forme şi încearcă să se transmită consumatorului. Majoritatea persoanelor sunt obişnuite cu infograficele clasice, cum ar fi hărţi meteorologice, care folosesc pictograme pentru a indica zonele cu presiuni ridicate sau scăzute, sau prognoze pentru soare, ploaie, zăpadă. Unităţi mici de informaţie vizuală, puse în contextul potrivit, structurează împreună informaţia într-un mod diferit, o face accesibilă şi ajută astfel audienţa să perceapă mesajul transmis, într-un mod mai clar. Unele infografice sunt realizate prin folosirea unui limbaj comun, astfel încât să poată fi universal accesibile şi înţelese. De exemplu, multe persoane recunosc octogonul roşu, care este convenit ca fiind simbolul de stop. Alte semne de circulaţie ilustrează informaţii ca intersecţii în formă T, curbe, pante. Aceste infografice sunt foarte utile pentru zonele în care există persoane, care vorbesc limbi diferite. Infograficele sunt folosite de cele mai multe ori ca unelte de comunicare. De exemplu un turist ar putea să deţină o hartă cu infografice, care să o poată folosi pentru a cere informaţii despre „mâncare”, „telefon”, „apă”, etc. Factorul de înţelegere universal [4] este foarte valoros în grupurile mixte. Utilizarea infograficelor măreşte

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

77

siguranţa că mesajul va fi înţeles şi transmis indiferent de cunoştinţele membrilor. O zonă în care există persoane, care vorbesc limbi şi au culturi diferite este şi spaţiul Web. Un infografic poate include de asemenea şi informaţii textuale. De exemplu hărţile au asociate legende, care explică elementele grafice, făcându-le astfel mai uşor de înţeles. Hărţile de metrou utilizează cuvinte pentru a descrie fiecare staţie şi marchează prin culori traseele respective. Atunci când graficele sunt utilizate pentru a prezenta datele, acestea au asociate şi informaţii textuale, de exemplu descrierea axelor. Ceasul, de exemplu, este probabil cel mai cunoscut infografic din lume. Trei indicatori care se deplasează pe suprafaţa ceasului la viteze diferite dezvăluie informaţie despre secunde, minute, ore şi momentul zilei. Este un exemplu de utilizare a patru măsuri folosind doar o singură scală. Deşi se găsesc şi în cărţile pentru copii, majoritatea infograficelor se dedică literaturii ştiinţifice, unde ilustrează sisteme fizice, în special cele care nu pot fi fotografiate (de exemplu diagrame de secţiune, diagrame astronomice, imagini ale sistemelor microscopice, etc.) Nigel Holmes [6] a introdus termenul de „grafice explicative”, care conţin nu doar expunerea vizuală de informaţie ci şi cunoştinţe, modul în care creează, dezvoltă, şi utilizează lucrurile descrise. Comunicarea se bazează pe reprezentarea conceptelor, care se doresc transmise. Putem transmite idei despre lucruri care nu sunt fizic în proximitatea noastră decât doar prin apelul la o reprezentare mentală potrivită (metaforă [4]). Aceste reprezentări sunt stocate în categorii, definite de relaţii şi sunt caracterizate de grade de abstractizare. Reprezentările care se comunică cu succes sunt uşor de citit, simple, imediate, coerente şi generale.

Această capacitate de a generaliza, de a forma asociaţii, de a detecta relaţii şi de a le organiza este baza sistemului de comunicare. În timp ce cuvintele şi propoziţiile sunt componente ale sistemului verbal de comunicare, imaginile şi reprezentările grafice alcătuiesc sistemul vizual de comunicare. Infograficele operează într-un sistem hibrid compus atât din vizual, cât şi din verbal, deoarece utilizează o combinaţie de imagini, cuvinte şi numere. Ca o consecinţă a naturii lor, infograficele ne oferă oportunitatea de a da eficienţă comunicării. O reprezentare poate fi caracterizată de nivelul ei de abstractizare. Uşurinţa interpretării variază în funcţie de nivelul de abstractizare al reprezentării. Reprezentările realistice sunt simplificate şi uşor de înţeles, în timp ce reprezentările ştiinţifice sunt mult mai ambigue. Unul dintre atuurile unei reprezentări grafice este capacitatea de a lăsa loc de interpretare cititorilor pentru a-şi realiza propriile concluzii şi de a permite flexibilitatea de a "absorbi" numai informaţiile pe care aceştia le consideră relevante (consumatorul face propria selecţie). Prezentăm în continuare un infografic, care descrie conceptul enunţat în următorul text: „RSS (Really Simple Syndication) [15] este un format structurat de distribuţie electronică a informaţiilor prin Internet. Pentru a fi la curent cu ultimele informaţii publicate pe Web, utilizatorii trebuie să viziteze frecvent siturile preferate, lucru care necesită mult timp. O altă abordare mult mai rapidă este aceea de a publica conţinutul nou cu ajutorul formatului RSS. Utilizatorii pot să se înscrie prin intermediul unei pictograme de culoare portocalie găsite pe situl respectiv şi să primească automat actualizările. Folosind un program specializat (RSS Reader, agregator) aceştia pot vizualiza în acelaşi timp noutăţi din mai multe surse şi domenii de interes.”

Figura 1. Explicarea conceptului RSS folosind infografice

INFOGRAFICELE ÎNTRE ISTORIE ŞI ACTUALITATE - GRAFICE INTERACTIVE Primele infografice au fost create în preistorie, de primii oameni, sub formă de desene rupestre şi mai apoi hărţi. Oamenii primitivi nu aveau abilităţi de vorbire dezvoltate, ei comunicau vizual, prin gesturi, observaţie şi mimică. Odată cu presa scrisă, cuvintele au putut fi mult mai uşor

reproduse decât imaginile: cu 100 de caractere alfanumerice se poate transmite orice idee, în schimb imaginile trebuie să fie create în mod unic [9]. Totuşi un infografic valorează cât 1,000+ cuvinte. În 1984, Apple a introdus prima interfaţă grafică [13] "inspirată" din proiectul Augmentation of Human Intellect al lui Douglas Engelbart. Pentru prima dată, oamenii

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

78

obişnuiţi au putut interacţiona în mod vizual cu computerul, cu ajutorul ferestrelor, pictogramelor, directoarelor. Persoane, care înainte nu erau de acord cu ideea de computere personale, aveau acces acuma la o unealtă puternică pentru a-i sprijini în scopurile lor creative şi pentru a le permite să realizeze lucruri care înainte nu erau posibile. În 1991, Tim Berners-Lee a inventat un alt dispozitiv revoluţionar pentru comunicarea vizuală: navigatorul Web [14]. Astăzi, datorită navigatoarelor, oricine poate să publice sau să caute informaţie de oriunde de pe glob. În prezent suntem capabili să utilizăm instrumente ale Web-ului Social, care să ne permită să facem blogging, podcasting, photosharing, videoblogging. Internetul se îndreaptă către o cultură care comunică vizual şi care va conduce în final la realizarea unui limbaj global vizual. Pe măsură ce infograficele intră în mediul online, linia de separaţie între acestea şi software este din ce în ce mai puţin vizibilă. Interfeţele grafice interactive sunt folosite pentru afişarea structurii, extragerea de date sau navigarea prin informaţii complexe şi de dimensiuni mari. Scopul vizualizării informaţiei este acela de a găsi reprezentări potrivite pentru a descrie relaţii, şabloane, tendinţe, grupuri sau dependenţe. Exemple de reprezentări pentru date pot fi grafice, diagrame, hărţi, liste, arbori, reţele, serii temporare, coordonate parelele [8] pe care putem implementa funcţii de filtrare, navigare (zoom, pan) sau desenare.

CARACTERISTICI ALE VIZUALIZĂRILOR În cadrul produselor interactive comunicarea se realizează în mod preponderent vizual. Designul interfeţelor vizuale influenţează eficienţa şi impactul pe care poate să-l aducă un produs şi ajută la construirea unei experienţe - utilizator unice. Majoritatea aplicaţiilor sunt "conştiente" de faptul că trebuie să prezinte informaţiile pe care vor să le transmită în mai multe moduri, utilizatorul fiind din ce în ce mai obişnuit să găsească şi o reprezentare vizuală pentru datele respective. Primul lucru care trebuie avut în vedere atunci când se proiectează o experienţă Web este audienţa [7]. În funcţie de aceasta se iau decizii asupra structurii (conţinut şi organizare), prezentării (personalitate vizuală, ton) şi interacţiunii (funcţionalitate şi comportament). Eficienţa transmiterii mesajului depinde de audienţă. Comunicarea nu poate avea loc decât dacă utilizatorii sunt capabili să interpreteze mesajul transmis. Modul în care mesajul va fi perceput depinde de receptor, de starea sa de spirit, experienţa, obiective, cultură şi cunoştinţe. Există trei provocări [5] în procesul de creare al unui infografic: • de a înţelege ce tip de informaţie se încearcă a fi

comunicat – spaţial, cronologic, cantitativ sau, după caz, o combinaţie de acestea;

• de a realiza o reprezentare potrivită pentru acea informaţie, care să fie percepută ca un întreg – care este mai mult decât suma componentelor lui: tabele, diagrame, hărţi, calendare;

• de a alege un mediu convenabil pentru reprezentare – static (hârtie sau ecran), mişcare (animaţie sau video) sau interactiv (aplicaţii Web).

Există trei implicaţii [1] când dorim să vizualizăm informaţia: • date de intrare trebuie de obicei prelucrate, curăţate şi

apoi transformate pentru o explorare corespunzătoare;

• pentru a transmite concluzii este necesar inserarea de informaţie suplimentară;

• prezentarea eficientă a rezultatelor este critică în influenţarea deciziilor.

Pentru ca ideile complexe să poată fi comunicate cu precizie, claritate şi eficienţă, graficele ar trebuie să îndeplinească următoarele proprietăţi [3]: • să afişeze datele de bază; • să conducă cititorul să se gândească la semnificaţie şi

nu la metodologie, design, sau la tehnologia cu care s-a realizat graficul;

• să nu distorsioneze datele pe care le prezintă; • să încadreze suficiente date într-un spaţiu restrâns,

diminuând supra-încărcarea cognitivă; • să realizeze coerenţa seturilor mari de date; • să încurajeze ochiul să compare piese diferite de date; • să dezvăluie datele pe mai multe nivele de detaliu, de

la o perspectivă generală, până la o structură detaliată;

• să servească doar unui scop, acela poate fi descriere, explorare, condensare sau decorare;

• să fie în corespondenţă şi concordanţă cu datele statistice şi textuale pe care le descrie.

Persoanele înţeleg lucrurile pe care le văd prin recunoaşterea similitudinilor şi diferenţelor între elementele vizuale. Recunoaşterea de tipare este benefică pentru a separa ceea ce ne interesează de zgomotul de fundal. Dezordinea şi supraîncărcarea nu sunt atribute ale informaţiei. Sunt eşecuri ale designului [2].

CONCLUZII În ultimii ani au apărut pe piaţă diverse instrumente [10] automate pentru reprezentarea şi vizualizarea datelor cantitative (de exemplu Google Chart [18], Maps [19], Flot [16], Chaco [17]) Aceste instrumente uşurează procesul de utilizare şi creare de infografice de tip tabele, diagrame şi hărţi, facilitând comunicarea conceptelor şi datelor în cadrul Web şi realizează tranziţia de la grafice pur şi simplu prezentaţionale, la cele interactive. Persoanele care nu au cunoştinţe de design, au posibilitatea de a comunica informaţiile folosind aceste framework-uri. Următorul pas în tehnologie va oferi posibilitatea de crea automat infografice descriptive interactive, care să ne permită transmiterea de concepte, folosind baze de date, de metafore universale. Informaţiile descrise de aceste infografice nu vor rămâne doar la stadiul prezentaţional, ci vor descrie concret procesele şi conceptele prezentate.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

79

Figura 2. Exemplu de explorare a surselor de trafic realizat cu Google Visualization [20]

REFERINŢE 1.Chaomei Chen, „Information Visualization: Beyond

the Horizon“ (2nd edition), Springer, 2004 2.Eduard Tufte „Visual Explanations: Images and

Quantities, Evidence and Narrative“ Graphics Press, 1997

3.Eduard Tufte, „Beautiful Evidence“, Graphics Press, 2006

4.Alan Cooper, Robert Reimann, David Cronin, „About Face 3.0: The Essentials of Interaction Design“, Wiley, 2007

5.Venkatesh Rajamanickam, „Information Design and Visual Thinking“, 2005

6.Nigel Holmes, „Wordless Diagrams“, Bloomsbury, 2005

7.Luke Wroblewski, „Understanding Visual Organization“, 2003: www.lukew.com/resources/articles/visible_narratives.html

8.Andrew Abela, „Choosing a good Chart“, 2006: extremepresentation.typepad.com/blog/2006/09/choosing_a_good.html

9.Dave Gray, “What’s next in visual communication?”, 2008: www.davegray.info/2008/04/03/whats-next-in-visual-communication/

10.Rui Carmo, „Visualization“, 2008: the.taoofmac.com/space/Visualization

11.***, Visual Modeling: www.idiagram.com 12.***, Xplane: www.xplane.com/xblog 13.***, Graphical User Interface Timeline:

www.guidebookgallery.org/timelines 14.***, Web Browser History,

www.livinginternet.com/w/wi_browse.htm 15.***, RSS : web.resource.org/rss/1.0 16.***, Flot: code.google.com/p/flot/ 17.***, Chaco: code.enthought.com/chaco/ 18.***, Google Chart API: code.google.com/apis/chart 19.***, Google Maps API: code.google.com/apis/maps 20.***, Google Visualization API:

code.google.com/apis/visualization

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

80

O abordare centrată pe utilizator în dezvoltarea unui asistent în alegerea carierei (profesiei)

Onacă Daniela-Maria Facultatea de Psihologie şi Ştiinţe ale Educaţiei

Republicii nr. 37, Cluj-Napoca [email protected]

Guran Adriana-Mihaela Facultatea de Matematica şi Informatică M. Kogălniceanu Nr. 1, Cluj-Napoca

[email protected]

REZUMAT În acest articol sunt prezentate rezultatele unui studiu privind nevoile utilizatorilor în ceea ce priveşte dezvoltarea unui asistent cu rol de a oferi sprijin în alegerea unei instituţii de învăţământ superior. Studiul a luat forma unor proiecte de cercetare multiple focalizate pe categorii diferite de posibili utilizatori. Metodologia folosită a fost un calitativă. Rezultatele obtinute au permis conturarea unui model al procesului decizional precum şi identificarea principalelor dificultăţi sau oportunităţi în cadrul acestui proces. Acestora din urmă li s-au asociat în final propuneri cu privire la forma şi funcţionalităţile care pot fi înglobate în cadrul unui sistem inteligent de suport al deciziei.

Cuvinte cheie asistent, carieră, agent, analiza sarcinilor, proiectare centrată pe utilizator.

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): User centered design.

INTRODUCERE Alegerea carierei este o problemă de decizie a cărei complexitate este influenţată de factori precum numărul mare de alternative, numărul de factori subiectivi care influenţează decizia, incertitudinea privind preferinţele viitoare ale individului, schimbările neprevăzute care pot să apară, necesitatea compromisului, barierele sociale, etc. Scopul studiului nostru este acela de a identifica modul în care subiecţii percep ideea unui asistent personal care să îi sprijine în alegerea unei facultăţi şi care sunt sarcinile în care aceştia necesită sprijinul unui astfel de asistent. Studiul derulat urmează îndeaproape o abordare centrată pe utilizator. Astfel, în prima etapă, ne-am propus realizarea unei analize extensive a sarcinilor. Scopul acestui pas a fost determinarea modului în care oamenii iau decizia privind alegerea unei facultăţi. Următorul pas a constat în identificarea modului în care este percepută ideea unui asistent personal şi care sunt sarcinile la care ar putea participa sau care ar putea să îi fie delegate în totalitate.

ANALIZA SARCINILOR Demersul nostru se înscrie în linia clasică identificată în litaratura de specialitate unde, la baza realizării unor instrumente de suport stă o analiză calitativă de adâncime a categoriilor principale de beneficiari sau realizarea unor chestionare cu scop exploratoriu în scopul ierarhizării principalelor nevoi [5], [6], [1], [3]. După cum vom vedea, demersurile noastre au vizat ambele abordări. Demersul general de analiză a fost proiectat dintr-o perspectivă centrată pe utilizator în care au fost integrate metode de cercetare psihologice adaptate analizei deciyiei de carieră. S-au urmărit identificarea principalelor elemente premergătoare propunerii de soluţii tehnologice în cadrul unui proiect, şi anume: analiza oamenilor, sau a principalilor utilizatori, analiza activităţilor specifice procesului decizional, analiza contextului în care au loc aceste activităţi şi analiza tehnologiei disponibile (analiza PACT, [2]) Studiul a fost realizat cu participarea unor studenţi ai Universităţii Babeş-Bolyai şi a avut ca scop identificarea factorilor care au influenţat decizia lor privind cariera, impedimentele care le-au întâmpinat în luarea deciziei şi informaţiile care le-au oferit sprijin în luarea deciziei, metode folosite de subiecţi pentru a depăşi piedicile în alegerea carierei.

REZULTATELE STUDIULUI

Metodologie Demersul nostru a fost structurat sub forma unor proiecte de cercetare independente pornite de la aceleaşi întrebări de cercetare „Cum se ia decizia de înscriere la facultate?” şi „Cum este percepută ideea de asistent personal în această decizie şi la ce nivel ar putea interveni?”. Cele 7 proiecte de cercetare au fost realizate de echipe de studenţi masterali înscrişi la cursul de Ergonomie cognitivă. Metodologia folosită nu a fost foarte diferită pe parcursul proiectelor, axându-se pe cercetarea calitativă a diverselor categorii de utilizatori şi persoane implicate. Sinteza metodologiei folosite în aceste proiecte este redată în cele ce urmează.

Proiect Metoda 1 Nr. Partic. caracteristici Metoda 2 Nr. Partic. Caract.

1 interviu semistructurat 10

6, stud; 2 elevi; un absolvent si un consilier scolar chestionar 92

47 lic; 45 stud

2 focus group 12 elevi cls. VIII

3 interviu semistructurat 17

studenti an terminal, absolv, masteranzi angajati, angajati posibili masteranzi

4 interviu 16 studenti, absolventi,

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

81

semistructurat, "povesti de viata"

masteranzi

5 interviu semistructurat 14 Studenti

analiza documente

formum MEC

Stud, elevi, absolv. cadre

6 focus group 7 Studenti interviuri individuale 11 studenti

7 interviu semistructurat 10 Studenti

Figura 1 – Sinteza abordărilor în identificarea nevoilor potenţialilor utilizatori

Participanţi Numărul total al respondenţilor incluşi în întregul proiect a fost de 189, categoriile fiind foarte diferite în acord cu metodologia folosita, preponderent calitativă. Au fost chestionate principalele categorii de beneficiari: elevi, studenţi licenţă, studenţi master, absolvenţi, angajaţi doritori de a urma un curs la nivel masteral, consilieri şcolari.

Instrumente Principalele instrumente folosite au fost cele specifice metodologiilor calitative: ghidul de interviu semistructurat, ghidul de focus-group, chestionar exploratoriu.

Procedură S-a folosit o procedura inductivă, specifică cercetărilor calitative. S-a încercat ignorarea propriilor asumpţii şi concepţii cu privire la funcţionalitatea unui asistent inteligent şi s-a pornit de la chestionarea şi observarea procesului decizional în acest domeniu aşa cum are el loc în mod obişnuit, nevoile specifice şi dificultăţile întâmpinate pe parcursul acestuia.

Rezultate Analizând configuraţia demersurilor de cercetare am putut identifica principalele categorii de utilizatori posibili: elevi de liceu, studenţi actuali, absolvenţi, masteranzi, oameni activi pe piaţa forţei de muncă dar care doresc să îşi continue studiile, consilieri şcolari şi diriginţi în sistemul preuniversitar. Nevoile identificate la fiecare categorie nu diferă foarte mult. Au fost identificate însă anumite subcategorii la nivelul utilizatorilor viitori decidenţi care sunt caracterizate de nevoi diferite în cadrul acestui proces. Astfel, avem tipologia independentă (nevoia predominantă: informarea), hotărâtă (decizia este deja luată, are nevoie de suport la nivel de implementare), nehotărâtă (nevoie principală: suport social în vederea luării deciziei, integrarea informaţiei despre sine) şi tipologia influenţabilă (nevoie principală: suport social, compararea şi integrarea informaţiei). La nivel de activităţi cuprinse în demersul decizional, în urma analizei combinate a rezultatelor obţinute am putut contura un model al procesului decizional implicat în alegerea domeniului de continuare a studiilor la nivel universitar precum şi principalele dificultăţi întâmpinate pe parcursul acestui proces. Modelul este structurat după un model al deciziilor raţionale, având în vedere argumentele din literatura de specialitate conform cărora deciziile cu impact pe termen lung asupra vieţii noastre este cel mai bine să fie modelate conform unui model raţional [4].

Sinteza rezultatelor obţinute este redată în Fig. 2. Din analiza rezultatelor putem observa că procesul decizional îşi are startul într-o primă decizie, cea de a continua studiile. În acest cadru avem de-a face cu procesele esenţiale ale luării deciziei, şi anume: formularea opţiunilor, stabilirea criteriilor de evaluare a opţiunilor, evaluarea acestora şi decizia. Aceleaşi etape se parcurg şi în pasul 2 când participantul decide urmarea unui anumit program educaţional la o anumită instituţie de învăţământ. Următoarea etapă vizează înscrierea şi concretizarea deciziilor luate prin procesul de alcătuire şi depunere a dosarului. Următorul pas vizează admiterea efectivă care se realizează prin evaluarea efectivă e potrivirii cu criteriile de admitere, afişarea rezultatelor şi confirmarea locului, trecând astfel la ultima etapă, cea de începere a activităţii. La fiecare din aceste etape au fost identificate câteva dificultăţi raportate de către potenţialii beneficiari care urmează apoi să fie analizate pentru a vedea cum poate fi îmbunătăţit procesul prin intervenţia unui asistent inteligent. Astfel, putem observa că în primele etape dificultăţile cel mai des invocate sunt cele relaţionate cu găsirea informaţiei complete (despre sine, despre profesii, despre piaţa forţei de muncă, informaţii administrative, informaţii despre alternative) precum şi posibilităţile de combinare a acestor informaţii in funcţie de anumite criterii de evaluare (combinarea între informaţiile despre sine şi cele despre profesii, compararea ofertelor existente etc.). În partea a doua a demersului schiţat sunt preponderente dificultăţile legate de detaliile administrative şi instrumentele necesare concretizării eficiente a deciziei de carieră luate precum şi informaţii utile pentru materializarea deciziei de carieră luate. De menţionat este si faptul că acest proces are loc iterativ, la fiecare moment putând fi reluat indiferent de locul în acre ne aflăm în proces sau chiar ce un astfel de proces este încheiat. Mai mult, unele dintre aceste reveniri la etape anterioare ale procesului sunt determinate tocmai de dificultăţile întâlnite pe parcurs care împiedică desfăşurarea la eficienţă maximă a procesului. La nivel de context, cercetările noastre au relevat faptul că deciziile de acest fel sunt decizii cu o încărcătură socială puternică. De multe ori criteriile de evaluare a alternativelor depind de factorii sociali (familie, prieteni, modele sociale şi profesionale, factori emoţionali), iar alteori chiar de factori economici impuşi de statutul social. De asemenea, la fiecare stagiu decizional sunt relevaţi factori emoţionali implicaţi cu impact major asupra rezultatului final. Tocmai datorită acestor elemente, de foarte multe ori, în momentul evaluării atitudinii faţă de existenţa unui agent inteligent

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

82

informatic, mulţi posibili utilizatori declară reţineri relaţionate cu funcţiuni ale acestuia care să meagă dincolo de funcţia de informare invocând tocmaai aceşti factori sociali şi emoţionali. Cu toate acestea credem că anumite funcţionalităţi care ţin te aceste aspecte pot fi înglobate prin crearea unor reţele de suport social, facilitarea interacţiunii cu modele sociale, simulări ale mediului relevant, porsibilitatea implicării diferenţiate a familiei şi prietenilor, oferirea de instrumente. Aceste posibile soluţii adresabile prin intermediul unui sistem informatic sunt sintetizate în cea de-a doua parte a Figurii 2, raportate la fiecare categorie de dificultăţi în parte. Astfel, în prima parte a procesului asistenţa necesară adresează preponderent nevoile de informare şi de combinare/integrare a acestor informaţii. În ce-a de-a doua parte a procesului vor predomina informaţiile şi instrumentele de suport administrativ, pentru ca în ultima parte ele să se completeze cu asistenţa privind adaptarea socială, academică şi profesională.

SISTEME DE SUPORT AL DECIZIEI Conform rezultatelor studiului efectuat, este necesară dezvoltarea unui sistem de suport al deciziei. Sistemele de suport ale deciziei sunt sisteme informatice bazate pe cunoştinţe care sprijină activităţile de luare a deciziilor. Un sistem de suport al deciziei bine proiectat este un sistem soft interactiv care ajută la compilarea de informaţii utile din date primare, documente, cunoştinţe personale, modele pentru a identifica şi rezolva probleme. În cazul scopului propus, sistemul de suport al deciziei trebuie să furnizeze următoarele funcţionalităţi:

Identificarea intereselor şi aptitudinilor utilizatorului;

Prezentarea unei imagini realiste a pieţei forţei de muncă;

Identificarea unui set de instituţii de învăţamânt care corespund nevoilor utilizatorilor;

Prezentarea unui set complet de informaţii administrative despre instituţiile de învăţământ;

Integrarea şi comparatea informaţiilor în funcţie de criterii multiple

Facilitarea înscrierii efective a candidatului la instituţia de învăţământ aleasă.

Facilitarea unor reţele de suport bazate pe caracteristici, interese sau apartenenţă comună

Din punct de vedere arhitectural, sistemul de suport al deciziei va cuprinde patru componente majore: baza de cunoştinţe, interfaţa utilizator, componenta de analiză şi modelare, respectiv componenta de comunicare în reţea. Interfaţa utilizator este necesar să ia forma unei pagini web, accesibilă unui public cât mai larg. Baza de cunoştinte se va construi şi actualiza în baza unui proces de învăţare automată folosind o tehnică supervizată. Aceasta va folosi rezultatele predicţiei prezentate unui

utilizator al sistemului asociate cu rezultatele (istorice) obţinute de utilizator pe parcursul derulării studiilor, în cazul în care urmează decizia sugerată de sistemul de suport al deciziei. Componenta de analiză şi modelare este responsabilă de prelucrarea informaţiilor preluate şi formularea sugestiei privind alegerea unei instituţii de învăţământ superior. Componenta de comunicare în reţea are rolul de a asigura conexiunea cu diverse surse de informaţii colaterale necesare în procesul de formulare a deciziei (baze de date ale profesiilor, instituţiilor de învăţământ, baze de date ale instituţiilor de plasare a forţei de muncă ).

CONCLUZII În această lucrare s-a prezentat o abordare centrată pe utilizator pentru dezvoltarea unui asistent cu rol în alegerea unei facultăţi. Rezultatele acestui studiu au fost folosite în proiectarea arhitecturii unui asistent inteligent care să ofere sprijin în alegerea unei facultăţi.

CONFIRMARE (MULŢUMIRI) Dorim să aducem mulţumirile cuvenite studenţilor programului masteral Psihologia Resurselor Umane şi Marketing din cadrul Facultăţii de Psihologie şi Ştiinţe ale Educaţiei Cluj-Napoca pentru modalitatea în care s-au implicat şi au realizat proiectele propuse în cadrul disciplinei Ergonomie Cognitivă.

REFERINŢE 1. ***, Career Decision-making Difficulties

Questionnaire, http://kivunim.huji.ac.il/eng-quest/cddq/cddq_main.html;

2. Benyon, D., Turner, P. & Turner, S., Designing Interactive Systems, People, Activities, Context and Technology. Addison-Wesley, Edinburgh.

3. Germeijs, V., Verschueren, K., Highschool Students’ Career Decision-Making Process: Development and Validation of the Study Choice Task Inventory. Journal of Career Assessment, 2006.

4. Lemeni, G., Miclea, M., Consiliere şi orientare. Ghid de educaţie pentru carieră. Editura ASCR, Cluj-Napoca, 2004

5. Lenta, R., Brown S., Talleyranda, R., McPartland, E. B. Davisa, T., Chopraa, S.B., Alexander, M. S., Suthakarana, V.and Chai C., Career Choice Barriers, Supports, and Coping Strategies: College Students' Experiences, Journal of Vocational Behavior, Volume 60, Issue 1, February 2002, Pages 61-72

6. Norris, D. M., Ewald, C. D.; A decision-support system aids career planning, T H E Journal (Technological Horizons In Education), Vol. 18, 1991

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

83

Înscriere

Admitere

Figura 2 – Modelul procesului decizional privind alegerea unei instituţii de învâţământ superior

Constientizarea nevoii luării deciziei

Continuarea/reluarea studiilor

Alegere program educ. (fac., specializ.)

Începerea activităţii

1.Formulare optiuni

2.Criterii de evaluare

3.Evaluare optiuni

4.Decizie

1.Intocmire dosar

2. Inscriere

1.Evaluarea indeplinirii criteriilor de admitere 2.Aflare rezultat 3.Confirmare

Inf. insuficiente Autocunoastere deficienta Explorare profesii deficitara Emotii negative Informaţii piaţa muncii

Concordanţa dintre materiile studiate şi cele ce urmează să fie Concordanţa dintre personalitate, interese, deprinderi şi domeniu Emoţii negative Informaţii administrative deficitare Informaţii piaţa muncii Combinare si comparare a ofertei Combinarea surselor de inf. Informatie evaluativă

Adrese Procedură Deplasări Cazare Intocmire dosar Instrumente si documente necesare pentru intocmirea dosarului

Detalii administrative Tematica Procedura de testare Aflarea rezultatelor Confirmarea locului Taxe

Rel. cu colegii Orar Profesori Cerintele cursurilor Expectante Cazare Transport Masă Materiale Viaţa socială Sesiune

Asistenţă privind: -locaţie - cazare - transport -comunicarea tuturor condiţiilor de înscriere -completarea dosarului şi depunere

Asistenţă privind: -obţinerea informaţiilor despre locuri disponibile, regulamente, termene limită, taxe -bibliografie agreată -confirmarea locurilor -plata taxei

Asistenţă privind: -obţinerea informaţiilor organizatorice -crearea de reţele de suport social -grupe de studiu şi suport

Asistenţă privind: -autocunoaşterea -explorarea pieţei -explorarea profesiilor - reducerea emoţiilor negative -suport social

Asistenţă privind: -combinarea informaţiilor existente -conturarea unei scheme integrate despre sine -schemă integrată de comparare pe criterii alese - reducerea emoţiilor negative -suport social -obţinere

materiale necesare

DIFICULTĂŢI

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

84

Portal web de ştiri autonom bazat pe prelucrarea limbajului natural

Traian Rebedea Universitatea „Politehnica”

Bucuresti, Facultatea de Automatică şi Calculatoare Splaiul Independenţei, Nr. 313, Bucureşti, România

[email protected]

Costin-Gabriel Chiru Universitatea „Politehnica”

Bucuresti, Facultatea de Automatică şi Calculatoare Splaiul Independenţei, Nr. 313, Bucureşti, România

[email protected]

Ştefan Trăuşan-Matu Universitatea „Politehnica”

Bucuresti, Facultatea de Automatică şi Calculatoare Splaiul Independenţei, Nr. 313, Bucureşti, România

Institutul de Cercetare în Inteligenţa Artificială al Academiei Române,

Calea 13 Septembrie, Nr 13, Bucureşti, România [email protected]

REZUMAT În această lucrare este prezentat un portal web de ştiri pentru limba română care încorporează un modul autonom de grupare şi de clasificare a ştirilor. Pentru a asigura funcţionarea complet autonomă a portalului sunt folosite tehnici de prelucrare a limbajului natural. Ştirile sunt colectate automat de la un număr însemnat de surse folosind sindicalizarea web. Apoi, sunt utilizate tehnici de învăţare automată pentru clasificarea ştirilor. În primul rând, acestea sunt grupate folosind un algoritm aglomerativ, iar cele mai numeroase grupuri corespund celor mai importante subiecte ale momentului. În acest fel se asigură şi colectarea mai multor informaţii despre aceste subiecte, întrucât sunt utilizate ştiri din diverse surse. În al doilea rând, portalul foloseşte un algoritm de clasificare automată pentru a încadra fiecare grup de ştiri într-un număr predeterminat de categorii. Atât pentru testarea, cât şi pentru evaluarea performanţelor clasificatoarelor au fost folosite peste o mie de ştiri pre-etichetate. Lucrarea conţine şi o comparaţie completă a rezultatelor obţinute pentru algoritmii de clasificare.

Cuvinte cheie Portal de ştiri, Agent inteligent, Grupare, Clasificare, Prelucrarea limbajului natural

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): Miscellaneous.

INTRODUCERE În ultimii 10 ani am asistat la o adevărată explozie a web-ului, atât ca număr de domenii web existente, cât şi ca trafic şi număr de utilizatori. Avansul tehnologic din această perioadă a facilitat accesul la Internet al unui număr mare de utilizatori, oferindu-le acestora viteze de transfer din ce în ce mai mari. Studiile Internet World Stats [5] relevă faptul că în ultimii 5 ani numărul de utilizatori de Internet la nivel mondial s-a dublat, ajungând la 20% din populaţia lumii – adică peste 1 miliard de utilizatori. Creşterea numărului de utilizatori (consumatori) a determinat intrarea pe această piaţă a unui număr din ce în ce mai mare de ofertanţi. Astfel, conform datelor oferite de Netcraft [7] – vezi figura 1, tot în ultimii 5 ani, numărul total al siturilor web s-a triplat, ajungându-

se în februarie 2008 la aproximativ 158 milioane de situri web, dintre care aproape jumătate sunt active – evoluţia siturilor active fiind similară în această perioadă cu cea a siturilor totale. În aceste condiţii, nu este o surpriză că volumul de informaţie disponibil pe web a crescut exponenţial în această perioadă, ajungând la cifre impresionante. Yahoo a făcut public în august 2005 [14] că indexează peste 20 de miliarde de articole, dintre care 19,2 miliarde de documente web, 1,6 miliarde de imagini şi peste 50 de milioane de fişiere audio şi video. Numărul mare de documente aflate pe web, precum şi starea de continuă schimbare a acestuia pot să convertească web-ul într-un sistem haotic. Astfel, ca o consecinţă directă a popularităţii de care se bucură ca sistem global de informare, web-ul este bombardat în mod constant de cantităţi mari de date şi informaţie, care fac din găsirea informaţiei utile pe web o experienţă dificilă şi frustrantă. Soluţia pentru găsirea informaţiei pe web sunt motoarele de căutare. Odată cu redefinirea importanţei unei pagini web de către Brin şi Page [8], motoarele de căutare au intrat într-o nouă etapă, oferind rezultate satisfăcătoare pentru majoritatea căutărilor. Totuşi, odată cu dezvoltarea web-ului, rezultatele unei căutări, chiar dacă este bine formulată, oferă câteva sute de rezultate utilizatorului. Volumul mare de informaţii nu este singura problemă indusă de dezvoltarea web-ului. O altă problemă importantă este redundanţa informaţională întrucât multe dintre aceste informaţii se repetă în surse diferite. Pentru a oferi rezultate mai bune utilizatorului se pot crea programe care să exploateze exact aceste caracteristici – prin procesarea cantităţii mari de informaţie existentă, precum şi prin determinarea şi prelucrarea datelor redundante se pot obţine rezultate folositoare. Ideea principală a acestei lucrări este de a folosi redundanţa informaţională din cadrul fluxurilor de ştiri preluate sub formă de sindicalizare web. Pentru aceasta se folosesc metode avansate de procesare a textului, incluzând gruparea şi clasificarea, cu scopul de a obţine un portal de ştiri complet autonom. Lucrarea continuă cu o secţiune în care este introdusă ideea de prelucrare inteligentă a ştirilor şi a conceptelor sale fundamentale. A treia secţiune descrie cele mai importante tehnici folosite pentru gruparea şi clasificarea textelor. Secţiunea

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

85

următoare conţine descrierea portalului web de ştiri pentru limba română ce foloseşte prelucrări inteligente, precum şi rezultatele obţinute. Lucrarea se încheie cu concluzii şi referinţe.

PROCESAREA INTELIGENTĂ A ŞTIRILOR Cele mai importante surse de ştiri din lume au introdus sindicalizarea web ca o modalitate nouă de furnizare a ştirilor către cititori sau către alte situri web sau aplicaţii care doresc să le folosească. Formatele bazate pe XML folosite pentru sindicalizarea web au fost proiectate astfel încât conţinutul lor să fie uşor de folosit de către programe numite cititoare de flux de ştiri sau agregatoare. Acestea automatizează procesul de colectare periodică a fluxurilor de ştiri şi de prezentare a acestora utilizatorului într-o manieră uşor de urmărit. Însă nu rezolvă cele două probleme esenţiale: cantitatea mare de informaţie şi redundanţa ştirilor. Într-o fază iniţială a prelucrării fluxurilor de ştiri, s-au dezvoltat portaluri web de ştiri care au folosit numărul de cititori al unei ştiri drept criteriu de calcul al importanţei ştirii. Deşi prezintă unele avantaje clare – printre care determinarea importanţei în funcţie de preferinţele utilizatorilor, această metodă are şi multe dezavantaje: nu rezolvă nici problema cantităţii mari de informaţie, nici pe cea a redundanţei ştirilor, şi nu oferă un criteriu automatizat pentru calculul importanţei a priori a unei ştiri – înainte de a fi citită de cineva. În plus, fiecare ştire este legată de sursa din care a fost preluată, fără a se oferi surse alternative în legătură cu acel subiect. Alternativa propusă în această lucrare doreşte rezolvarea tuturor acestor probleme. În ultima perioadă, mai multe echipe de cercetare, precum şi companii de renume şi-au axat eforturile spre prelucrarea inteligentă a fluxurilor de ştiri. De ce numesc aceste prelucrări inteligente? In primul rând, rezultatul acestor prelucrări determină automat subiectele zilei şi oferă o clasificare a acestor subiecte în funcţie de numărul de ştiri ce le alcătuiesc, prezentând în acest fel utilizatorului ştirile cu adevărat importante. În acest caz, determinarea importanţei unui subiect are la bază nu opţiunea subiectivă a cititorilor, ci pe cea “obiectivă” a specialiştilor, a agenţiilor de ştiri şi a ziarelor ce relatează diversele subiecte. În al doilea rând, pentru realizarea acestor prelucrări se utilizează o serie de tehnici de învăţare automată. Ştirile preluate din cadrul diverselor fluxuri pot fi folosite pentru două prelucrări esenţiale: prima este gruparea („clustering”) ştirilor şi aflarea subiectelor celor mai importante, iar a doua o constituie clasificarea automată a ştirilor în diverse categorii de ştiri predefinite. În plus, unele lucrări din domeniul extragerii de informaţii din ştiri [11, 12] propun o prelucrare mai amănunţită a acestora, cu accentul pe extragerea de cunoştinţe specifice – precum nume de persoane, de ţări, de organizaţii şi de companii – şi folosirea acestor cunoştinţe pentru gruparea şi clasificarea ştirilor. Desigur că există o multitudine de abordări în domeniul prelucrării inteligente a ştirilor, majoritatea aflându-se încă în faza de cercetare. O idee interesantă o reprezintă asignarea de etichete (cuvânt sau grup de cuvinte cheie, foarte semnificative) fiecărui grup de ştiri rezultat din grupare. În acest fel, utilizatorul poate urmări mult mai uşor lista de subiecte relativ la o anumită

etichetă. Problema esenţială a acestei abordări o reprezintă calitatea etichetării, întrucât nu s-au găsit algoritmi de etichetare care să ofere rezultate satisfăcătoare [11]. O metodă nouă este oferită de sistemul NewsJunkie [4] ce propune determinarea noutăţii informaţiei unei ştiri – astfel având un flux de ştiri despre un subiect comun relatat de-a lungul unei perioade mai lungi de timp, sistemul îşi propune găsirea informaţiilor cu adevărat noi şi filtrarea articolelor ce relatează evenimente deja prezentate. O idee similară este propusă şi în Ranking a Stream of News [2]. Gruparea ştirilor exploatează redundanţa informaţiei obţinute prin colectarea unui număr mare de ştiri din diverse surse, obţinându-se grupuri de ştiri cu subiect comun. Redundanţa informaţiilor dintr-o colecţie de ştiri poate fi utilizată spre atingerea a două scopuri. În primul rând, poate fi folosită drept un criteriu de calcul al importanţei unei ştiri/subiect pornind de la ideea că numărul de apariţii ale unui subiect în surse diferite este proporţional cu importanţa acestuia. În al doilea rând, ştirile pot fi grupate în jurul acestor subiecte, reducând cantitatea de informaţie prezentată utilizatorului. În plus, această modalitate oferă avantajul de a prezenta fiecare subiect relatat din perspectiva fiecărei surse, permiţându-i cititorului urmărirea subiectului din sursa dorită sau compararea relatărilor din mai multe surse. Importanţa unei ştiri este determinată de către comunitatea media a agenţiilor de presă – această măsură putând fi considerată profesionistă şi obiectivă. Clasificarea automată a ştirilor poate fi folosită cu succes împreună cu gruparea ştirilor, descrisă anterior, pentru crearea unui portal de ştiri care să funcţioneze complet automatizat şi să ofere utilizatorului toate facilităţile unui portal de ştiri obişnuit. Toate siturile de ştiri oferă o structurare a ştirilor în categorii pentru a furniza utilizatorilor informaţiile necesare în funcţie de interes. Chiar dacă standardele folosite pentru sindicalizarea web oferă posibilitatea definirii categoriei unui articol, faptul că nu există o taxonomie de ştiri valabilă universal, face ca această facilitate să fie practic inutilă în cadrul unui portal care culege ştiri de la un număr mare de surse. Singura opţiune este de a se folosi algoritmi de clasificare pentru asignarea fiecărei ştiri la o anumită categorie. Astfel, într-o primă etapă, se vor aduna ştiri care vor fi asignate manual sau pseudo-automat fiecărei categorii definite de portal. Întrucât există sindicări web ce conţin ştiri dintr-un singur domenii, procesul de colectare a ştirilor necesare pentru antrenare poate fi automatizat. Rezultatele obţinute folosind diverşi algoritmi de clasificare sunt promiţătoare, permiţând folosirea acestei tehnici cu rezultate foarte bune [3]. Deoarece ştirile sunt grupate în funcţie de subiect, algoritmul de clasificare poate fi folosit pentru grupuri şi nu pentru fiecare ştire individual – fiecare ştire din cadrul unui grup aparţinând categoriei în care este încadrat grupul respectiv. TEHNICI DE GRUPARE ŞI CLASIFICARE A TEXTELOR Metodele de grupare şi clasificare sunt utilizate des în prelucrarea limbajului natural. O ştire poate fi reprezentată ca un vector, ale cărui elemente sunt asociate cuvintelor cheie din text. Valorile elementelor pot fi şi variabile booleene reprezentând apariţia sau lipsa unui cuvânt cheie

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

86

din textul asociat ştirii, şi anume titlul şi descrierea preluate din sindicalizarea web. O îmbunătăţire a acestei reprezentări este de a folosi frecvenţa fiecărui termen sau măsura TF-IDF [1, p. 56-57]. Atât algoritmii de grupare, cât şi cei de clasificare necesită calcularea similarităţii între două elemente, în acest caz, între documente text. Spaţiul caracteristicilor folosit pentru reprezentarea documentelor are dimensiunea egală cu numărul de termeni distincţi din toate documentele, indiferent de metodele prezentate anterior. Transformarea distanţelor metrice în măsuri de similaritate nu oferă rezultate bune pentru texte. De aceea, pentru calculul similarităţii între documentele text sunt folosite alte măsuri [10], iar una dintre cele mai utilizate este cosinusul unghiului format între vectorii ce corespund documentelor care sunt comparate. Gruparea datelor [6, p. 495-528] este o tehnică de analiză statistică a datelor, folosită cu succes în diverse subdomenii ale inteligenţei artificiale, precum învăţarea automată, mineritul datelor, recunoaşterea formelor şi analiza imaginilor. Gruparea este o modalitate de partiţionare a datelor în subseturi – grupuri, clustere – astfel încât datele din fiecare grup să aibă o caracteristică comună. De obicei, gruparea datelor se face în funcţie de proximitatea elementelor de grupat, pentru aceasta folosindu-se o funcţie distanţă. Gruparea datelor poate fi privită ca o tehnică de generalizare, întrucât datele de intrare sunt împărţite în clase de echivalenţă folosind anumite criterii. Toate elementele ce formează o clasă de echivalenţă moştenesc atributele grupului din care fac parte. Algoritmii de grupare pot fi împărţiţi folosind mai multe criterii [10]. O prima clasificare este în algoritmi divizivi („top-down”) şi algoritmi aglomerativi („bottom-up”). Procesarea top-down porneşte cu toate datele într-un singur grup, pe care apoi îl rafinează în subgrupuri. Algoritmii aglomerativi, consideră fiecare element ca un grup separat, iar acestea sunt grupate ulterior. În funcţie de rezultatul grupării, avem de a face cu algoritmi ierarhici şi algoritmi de tip centroid („flat”). Algoritmii ierarhici oferă ca rezultat o structură arborescentă ce poate fi vizualizată ca o dendrogramă. De asemenea, gruparea poate fi tare („hard”) sau slabă („soft”). Gruparea tare va produce clustere ce nu se întrepătrund, adică fiecare element aparţine unui singur grup. Gruparea slabă asignează fiecărui obiect o probabilitate de a fi membrul unui grup. Algoritmii ierarhici folosesc aproape întotdeauna o grupare tare, numai cei de tip centroid abordând şi gruparea slabă. Algoritmii de grupare ierahici sunt algoritmi greedy, ce folosesc pentru construirea arborelui rezultat ori o abordare top-down, ori una bottom-up. Algoritmii divizivi pornesc cu toate elementele considerate într-un singur cluster şi la fiecare pas, se determină grupul cel mai puţin coerent, acesta urmând ales să fie divizat. Grupurile ce conţin elemente mai similare au o coerenţă mai mare decât grupurile ce conţin elemente mai puţin similare. Algoritmii aglomerativi încep cu fiecare element ca un cluster separat şi, la fiecare pas, se aleg cele mai similare două clustere spre a fi unite. În cadrul algoritmilor ierarhici aglomerativi există trei metode de determinare a similarităţii dintre două grupuri –

pentru a afla ce grupuri trebuie unite la fiecare pas. Prima abordare, defineşte similaritatea între două grupuri ca similaritatea între cei mai similari doi membri, câte unul din fiecare grup. Această variantă se numeşte legătură simplă („single link”) şi corespunde unui algoritm de determinare a arborelui minim de acoperire pentru setul de puncte determinate de elementele ce trebuie grupate. A doua abordare, denumită legătură completă („complete link”), defineşte similaritatea a două grupuri ca similaritatea celor mai puţin similare două elemente ce aparţin unul fiecărui grup. Această abordare produce rezultate mult mai bune decât cea anterioară, întrucât foloseşte calitatea globală a unui grup şi nu pe cea locală – prima abordare are tendinţa de a produce clustere „alongate”. Dezavantajul metodei legătură completă îl reprezintă complexitatea mai mare decât cea a metodei legătură simplă. Pentru a păstra performanţele metodei legătură completă şi complexitatea redusă a metodei legătură simplă, se foloseşte o abordare ce defineşte similaritatea a două grupuri ca fiind similaritatea medie între elementele fiecărui grup în parte. Clasificarea automată este definită ca procesul de asignare a unor obiecte din universul problemei în două sau mai multe categorii sau clase. Procesul de clasificare statistică poate fi împărţit în două etape distincte: etapa de antrenare a clasificatorului şi etapa de utilizare efectivă a acestuia. Pentru etapa de antrenare, datele de intrare sunt numărul de categorii distincte şi elemente ce aparţin fiecărei categorii (un element poate aparţine uneia sau mai multor categorii). Aceste obiecte formează setul de antrenament şi poate fi reprezentat ca un set de (x, c) unde x este un vector m-dimensional ce codifică un obiect din setul de antrenament, iar c este clasa căreia obiectul îi aparţine. Pentru fiecare algoritm se defineşte o procedură de antrenare al cărei rezultat este un model de date (clasificatorul) pe baza căruia se pot clasifica obiectele din universul problemei. Acest model este implicat în cadrul etapei de utilizare efectivă a clasificatorului. Algoritmii de clasificare diferă prin modul cum este definită procedura de antrenare, deci şi prin modelul folosit pentru clasificator. Există două categorii importante în care se împart algoritmii de clasificare. Prima variantă foloseşte o separare a universului problemei, care este de obicei un spaţiu vectorial multidimensional, în regiuni diferite, fiecărei regiuni fiindu-i asignată câte o categorie. Aceşti algoritmi nu folosesc praguri de încredere sau clase de probabilitate şi în această categorie se află algoritmul NN („Nearest Neighbour”) şi algoritmul de selecţie a caracteristicilor. A doua categorie priveşte problema clasificării ca pe o problemă de estimare a unei funcţii de forma ),()|( θxfxclasaP = , unde x este vectorul de intrare, iar funcţia f este de obicei parametrizată cu vectorul θ . În acest caz, algoritmul de clasificare trebuie să determine din familia de funcţii parametrizate funcţia ce clasifică cel mai bine setul de antrenament – deci avem o problemă de optimizare. Aceşti algoritmi folosesc un model matematic mai complex, dar oferă rezultate mult mai bune. Printre aceştia se numeră reţelele Bayes şi maşinile vectorilor de suport („SVMs – Support Vector Machines”).

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

87

Categorizarea documentelor text [1, p. 124-169] este una dintre aplicaţiile algoritmilor de clasificare în domeniul prelucrării limbajului natural, având scopul de a clasifica textele în funcţie de subiect. Algoritmii de clasificare sunt folosiţi de o perioadă lungă de timp în inteligenţa automată, recunoaşterea formelor şi mineritul (bazelor) de date; trebuie avut însă în vedere că în toate aceste domenii datele sunt mult mai „structurate” decât în cazul textului. Una dintre caracteristicile definitorii pentru texte este numărul extrem de mare de termeni, de ordinul miilor sau zecilor de mii, spre deosebire de mineritul datelor unde numărul de coloane poate fi de ordinul zecilor sau sutelor, în cel mai rău caz. Clasificatoarele Nearest Neighbour (NN) [1, p. 133-138] sunt cei mai folosiţi algoritmi ce separă spaţiul caracteristicilor în regiuni corespunzătoare fiecărei categorii. Ideea de bază este că documentele similare ar trebui să aparţină aceleiaşi clase. Faza de antrenare presupune o simplă indexare a datelor de test în funcţie de clasa din care fac parte – deci este foarte rapidă. Pentru clasificarea unui document dq, se determină k documente cât mai similare cu dq, unde k e o constantă. Clasa căreia îi aparţin cele mai multe dintre aceste documente reprezintă clasa în care este încadrat dq. O variantă mai bună este de a utiliza un scor pentru fiecare categorie astfel: dacă d face parte din cele k documente cele mai apropiate de documentul de clasificat dq şi d este clasificat în categoria cd, atunci scorul acestei categorii acumulează

valoarea similarităţii dintre d şi dq. Clasa ce va avea scorul cel mai mare, după ce sunt considerate toate cele k documente cele mai apropiate de dq, va fi clasa în care acesta este încadrat. Pentru o acurateţe şi mai bună, pentru fiecare clasă se poate folosi un deplasament, offc, ce va fi adunat scorului categoriei. Considerând diverse valori

pentru offc şi k, ce se obţin în urma antrenărilor succesive, clasificatorul poate deveni foarte puternic, oferind „o acurateţe comparabilă cu cea a celor mai bune clasificatoare de texte” [1, p. 135]. Avantajele clasificatoarelor NN sunt faptul că sunt uşor de antrenat şi de folosit, nefiind nevoie de construcţii matematice suplimentare. Pe lângă aceasta, oferă şi rezultate bune, dacă k şi deplasamentele categoriilor sunt bine alese. Dezavantajele lor ţin de timpii mari de clasificare, precum şi de cantitatea mare de memorie consumată în cadrul procesului de clasificare. Pentru a îmbunătăţi performanţele clasificatoarelor NN se poate folosi un algoritm greedy de selecţie a caracteristicilor esenţiale pentru fiecare clasă [1, p. 136-143]. Algoritmii ce folosesc estimarea unei distribuţii de probabilitate pentru fiecare clasă sunt puternici în clasificarea textelor, producând rezultate foarte bune. Dar pentru a obţine aceste rezultate este necesar un număr mare de date în setul de antrenare, pentru a obţine un estimator cât mai bun al fiecărei categorii. În condiţiile unui set de antrenament suficient de mare şi a unor categorii bine definite, categorizatoarele de texte bazate pe reţele Bayes şi SVM-uri au avut o acurateţe de peste 80% [3].

PORTAL WEB DE ŞTIRI INTELIGENT PENTRU LIMBA ROMÂNĂ Prin combinarea facilităţilor oferite de tehnologiile web precum sindicalizarea şi a avantajelor furnizate de către

tehnicile de minerit ale textelor este posibilă dezvoltarea unui portal de ştiri care poate funcţiona cu un minim de intervenţie umană. Acesta oferă o alternativă viabilă pentru portalurile de ştiri tradiţionale, datorită avantajelor oferite precum autonomia faţă de un administrator uman,

Figura 1 Grup de ştiri corespunzător unui subiect în cadrul portalului

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

88

precum şi metodologia folosită pentru a prezenta ştirile pornind de la importanţa unui subiect.

Funcţionarea şi arhitectura portalului Una dintre trăsăturile fundamentale ale aplicaţiei este lipsa intervenţiei umane în timpul funcţionării – portalul trebuie să funcţioneze automat. Aceasta face ca portalul de ştiri construit să fie considerat un agent autonom. Funcţionarea de bază a portalului web poate fi descrisă de către următoarea secvenţa de paşi: Inspectarea periodică a siturilor agenţiilor de ştiri şi ziarelor ce oferă RSS şi colectarea automată a sindicărilor noi; Introducerea ştirilor din cadrul fiecărui RSS nou într-o bază de date, pentru a oferi acces mai uşor la aceste informaţii; Prelucrarea informaţiei text a fiecărei ştiri noi, prin aplicarea diverselor tehnici lingvistice, pentru determinarea vectorului caracteristic – numărul de apariţii ale fiecărui cuvânt; Gruparea ştirilor folosind un algoritm de clustering pentru texte, pornind de la reprezentarea ştirilor în spaţiul m-dimensional al cuvintelor; Clasificarea fiecărui grup de ştiri în cadrul unei categorii predefinite, folosind un clasificator care este reantrenat în mod regulat; Generarea automată a paginilor web corespunzătoare subiectelor celor mai importante dintr-o anumită perioadă, grupate în diverse modalităţi, inclusiv pe fiecare categorie de ştiri. Aceste pagini web constituie rezultatul final al funcţionării portalului şi sunt vizibile de către utilizatori; Generarea automată a sindicărilor RSS şi Atom oferite de portal, în conformitate cu subiectele folosite la pasul 6. Acţiunile elementare descrise anterior, pot fi rulate atât

într-o singură etapă, în mod secvenţial, urmând ordinea

precizată, cât şi individual, la momente de timp diferite. Modul de funcţionare este determinat de cantitatea fluxurilor RSS preluate, de numărul ştirilor noi într-o anumită perioadă, cât şi de intervalul de timp la care situl este modificat automat. Din modul de funcţionare al portalului descris anterior se poate remarca că acesta este un agent reactiv (răspunde schimbărilor din mediul său), necomunicativ (poate comunica numai într-o mică măsură, prin sindicalizare web) şi neadaptiv. Pe lângă acest comportament de agent autonom, portalul trebuie să implementeze şi un modul web care să permită căutarea text în cadrul subiectelor, cât şi o personalizare a portalului pe bază de utilizator, prin alegerea categoriilor, a ordinii acestora şi a numărului de ştiri din fiecare categorie. Intervenţia unui administrator al portalului este necesară doar într-un singur punct şi anume pentru administrarea listei de adrese web a sindicărilor colectate în prima etapă a funcţionării automate. Legat de administrarea listei de sindicări folosite, administratorul va decide care dintre fluxurile RSS vor fi folosite pentru etapa de antrenare a clasificatorului de ştiri. O etapă importantă în cadrul funcţionării aplicaţiei o constituie antrenarea iniţială şi, eventual, reantrenarea periodică, a clasificatorului. Antrenarea iniţială trebuie efectuată în momentul când avem exemple suficiente pentru fiecare categorie considerată. Reantrenarea se poate face periodic, pe măsură ce numărul setului de antrenament va creşte – în acest fel acurateţea clasificatorului ar trebui să se îmbunătăţească. După cum se poate deduce şi din descrierea funcţionării portalului, acesta este alcătuit din două module cu o funcţionare relativ independentă: un modul ce conţine partea de agent a portalului (partea inteligentă) şi un modul web. Ambele module folosesc o bază de date în

Figura 2 Arhitectura portalului web de ştiri – modulele agent şi web

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

89

care sunt salvate informaţiile despre ştiri, după cum se poate observa şi din figura 2. Modulul agent este, la rândul său alcătuit din următoarele submodule: Submodul de preluare a ştirilor – responsabil cu citirea din baza de date a listei de adrese web ale sindicărilor web, preluarea RSS-urilor de pe Internet şi salvarea acestora atât ca fişiere de sine stătătoare, pentru arhivă, cât şi în baza de date. Rezultă că acest submodul este responsabil şi de parsarea fişierelor RSS; Submodul de grupare a ştirilor în subiecte – se ocupă cu citirea celor mai recente ştiri din baza de date, aplicând apoi un algoritm de grupare pentru determinarea subiectelor. Grupurile sunt apoi inserate în baza de date; Clasificatorul de ştiri – funcţionează în două etape: prima etapă o constituie antrenarea folosind un set de date preluate din RSS-uri predefinite pentru fiecare categorie, iar a doua etapă constă în clasificarea subiectelor determinate la pasul anterior; Generatorul de pagini web – creează paginile web cu ştirile cele mai importante din fiecare categorie, paginile corespunzătoare fiecărui subiect, precum şi alte pagini web. Generatorul de sindicări – rulează odată cu submodulul anterior, şi creează fişierele RSS şi Atom folosite pentru sindicalizarea conţinutului portalului. Modulul web reprezintă interfaţa dintre portal şi utilizatori şi conţine patru submodule: Interfaţa (prezentarea) portalului – conţine paginile web şi sindicările generate de către submodulele 4 şi 5 ale modulului agent, împreună cu alte pagini web statice, imagini şi fişiere necesare funcţionării portalului web; Motor de căutare – permite căutarea în cadrul subiectelor şi ştirilor a unor cuvinte cheie; Submodul de personalizare – permite personalizarea paginii de start a portalului în funcţie de interesele utilizatorului; Sistem de alarme – definirea de cuvinte cheie pentru trimiterea de alarme prin poştă electronică la întâlnirea acelor cuvinte în cadrul ştirilor. Cele două module pot funcţiona independent, fiecare pe câte un server. De asemenea, baza de date poate să fie găzduită pe un server de sine stătător. De altfel, datorită volumului mare de date pe care portalul le va aduna şi prelucra de-a lungul funcţionării, o astfel de arhitectură este foarte utilă, chiar necesară. În plus, arhitectura are un grad mare de paralelism, întrucât modulul agent poate să fie la rândul său distribuit pe mai multe calculatoare. Submodulele constituente pot să funcţioneze independent, necesitând doar acces la baza de date.

Prelucrarea textului şi gruparea ştirilor Fluxurile de ştiri trebuie sa fie procesate înainte de aplicarea metodelor de grupare şi clasificare. Deoarece diacriticele nu sunt folosite de către toate sursele de ştiri, acestea au trebuit sa fie eliminate, indiferent de schema de codificare utilizată de furnizor. De asemenea, sunt eliminate etichetele şi entităţile HTML, precum şi cuvintele de stop. Textul rezultat este descompus în

cuvinte şi fiecare termen este adus la forma de stem, folosind un algoritm special pentru limba română, pentru a reduce numărul de forme ale cuvintelor. Implementarea unui algoritm de eliminare a sufixelor pentru limba română este extrem de dificilă deoarece regulile de flexionare sunt numeroase şi destul de complicate, afectând şi structura internă a cuvintelor. Mai mult, fiecare regulă de eliminare a sufixelor poate aduce dezavantaje [14], motiv pentru care s-a optat pentru folosirea unui set restrâns de reguli. Acestea reduc numărul de termeni cu aproximativ 20-25%, depinzând de numărul de ştiri procesate.

Spaţiu frecvenţă Spaţiu boolean Nr. ştiri

Nr. grup-uri

Dim. medie

Dim. max.

Nr. grup-uri

Dim. medie

Dim. max.

666 545 1.22 10 556 1.20 6 674 524 1.29 14 510 1.32 38 641 530 1.21 12 532 1.20 13 545 440 1.24 12 430 1.27 35 644 520 1.24 22 533 1.21 15 780 650 1.20 14 641 1.22 39 1024 828 1.22 18 845 1.20 10

Tabelul 1 Rezultatele grupării

După etapa de procesare iniţială prezentată anterior, se extrage vectorul caracteristic pentru fiecare articol. Deoarece spaţiul caracteristicilor este foarte mare, iar o ştire conţine doar un număr mic de termeni, aceşti vectori sunt foarte rari, motiv pentru care este utilă o reprezentare folosind un set ordonat după termeni. Algoritmul de grupare foloseşte o strategie ierarhică aglomerativă, cu asignare tare şi cu un calcul de tip legătură medie pentru similaritatea între grupuri. La fiecare pas, două grupuri sunt unite numai dacă similaritatea lor este mai mare decât un prag determinat în faza de testare a funcţionării portalului. De fapt, algoritmul utilizează două praguri diferite, o valoare mai mare pentru creearea unui prim set de grupuri cu articole foarte similare şi o valoare mai scăzută ce este utilizată numai când nu se mai găsesc grupuri care să aibă o similaritate mai mare decât prima valoare. Pragul mai mare evită unificarea, într-o primă fază, a articolelor care au subiecte asemănătoare, dar totuşi diferite. În acest fel, fiecare grup format în prima fază va acoperi doar un singur subiect. Pentru îmbunătăţirea timpului de procesare, a fost folosit un buffer pentru memorarea similarităţilor între grupuri. Deoarece modalitatea de calcul a similarităţii este foarte importantă pentru gruparea ierarhică, au fost evaluate rezultatele folosind toate măsurile prezentate în [10], pentru a le găsi pe cele mai potrivite. Pentru spaţiile vectoriale ale caracteristicilor bazate pe frecvenţă, a fost aleasă similaritatea cosinus, iar pentru cele booleene a fost aleasă o măsură definită de către autori şi adaptată din teorema cosinusului. Rezultatele obţinute folosind aceste metode sunt prezentate în tabelul 1.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

90

Clasificarea subiectelor de ştiri Determinarea celor mai importante subiecte ale zilei îmbunătăţeşte calitatea informaţiei oferite consumatorului de ştiri. Dar sunt foarte mulţi utilizatori care doresc să citească numai ştirile dintr-un anumit domeniu de interes. Pentru aceasta, a fost implementat un clasificator automat pentru grupurile de ştiri, având următoarele opt categorii: România, Politică, Economie, Cultură, Internaţional, Sport, High Tech şi Monden. Criteriile determinante în alegerea categoriilor au fost: categoriile să fie cât mai bine definite (să nu se suprapună), să includă domeniile generale de interes şi să existe fluxuri de ştiri specializate pentru fiecare categorie, care să poată fi utilizate în cadrul antrenării clasificatorului. Trei variaţii ale clasificatoarelor de tip Nearest Neighbour au fost implementate şi comparate: prima este un k-NN simplu, iar cea de a doua foloseşte un clasificator k-NN cu un scor pentru fiecare categorie, ce este calculat prin însumarea similarităţilor celor mai apropiate k documente ce aparţin aceleiaşi clase. A treia metodă seamănă cu un clasificator de tip NN, dar foloseşte o abordare un pic diferită. În loc de a calcula similaritatea între documentul ce trebuie să fie clasificat şi cei mai apropiaţi vecini ai săi, algoritmul calculează similaritatea între acest document şi centroidul fiecărei categorii, alegând categoria de al cărui centroid este cel mai similar. Din această cauză, metoda aceasta se numeşte cel mai apropiat centru (nearest centre – NC) sau NN bazat pe centroid şi funcţionează foarte bine când obiectele dintr-o categorie nu sunt distribuite uniform în jurul centroidului său. Spre deosebire de clasificatoarele NN clasice, această metodă necesită o fază de antrenare simplă ce calculează vectorul caracteristic al fiecărei categorii prin însumarea vectorilor ce aparţin clasei respective din setul de antrenare.

Categorie Dimensiune set de antrenare

Dimensiune set de validare

Romania 640 325 Politică 313 157 Economie 182 92 Cultură 88 45 Internaţional 481 241 Sport 316 158 High-Tech 76 38 Moden (HL) 84 43 Total 2180 1099

Tabelul 2 Dimensiunile seturilor de antrenare şi de evaluare folosite pentru evaluarea clasificatoarelor

Deşi în alegerea categoriilor s-a încercat să se profite de existenţa unor fluxuri de ştiri specifice categoriilor, acest lucru nu a fost posibil pentru fiecare categorie, motiv pentru care a fost necesară o mapare a categoriilor furnizorilor de ştiri către cele ale portalului. În acest fel, a fost posibilă construirea semi-automată a datelor din setul de antrenare. Clasificatoarele au fost comparate folosind tehnica de validare încrucişată, pentru a determina metoda cu cea mai bună acurateţe. Astfel, datele din setul de antrenament, au fost împărţite în două subseturi: două

treimi au fost folosite pentru antrenarea efectivă, iar ultima treime a fost utilizată pentru evaluarea rezultatelor. Dimensiunile fiecarui subset, pentru fiecare categorie, sunt prezentate în tabelul 2. Numărul de articole din fiecare categorie nu este foarte mare şi acestea sunt distribuite inegal, existând o diferenţă mare între categoria cu cele mai puţine articole în setul de antrenament şi cea cu cele mai multe. Acestea au afectat procesul de antrenare, rezultatul reflectându-se astfel în performanţa clasificatoarelor. Parametrii prezentaţi în continuare se pot îmbunătăţi odată cu creşterea dimensiunii corpusului de antrenament. Utilizând datele menţionate mai sus, au fost testate următoarele clasificatoare: unul de tipul cel mai apropiat centru (NC), unul de tipul NN şi două de tipul k-NN (pentru k = 3 şi k = 5). Parametrii evaluaţi au fost: acurateţea clasificatorului definită ca numărul de articole clasificate corect împărţit la numărul total de ştiri, durata procesului de antrenare şi durata procesului de clasificare efectivă. În plus, pentru fiecare clasificator a fost calculată matricea de confuzie, dar aceste date nu vor fi prezentate în această lucrare. Pentru fiecare clasificator, au fost utilizate ambele tipuri de criterii de similaritate. După cum se poate observa şi din tabelul 3, ce prezintă acurateţea clasificatoarelor, modelele bazate pe frecvenţă sunt mai precise decât cele binare, indiferent de algoritmul folosit. Cea mai bună acurateţe este oferită de către algoritmul cel mai apropiat centru (NC), care depăşeşte algoritmii NN şi k-NN, chiar şi variantele care folosesc însumarea similarităţii celor mai apropiaţi vecini din fiecare categorie. Deşi faza de antrenare a algoritmului NC necesită mai mult timp decât cea a algoritmilor NN şi k-NN, acesta compensează prin viteză de clasificare, fiind de câteva ori mai rapid decât algoritmii de tip NN.

Tipul clasificatorului

Timp antrenare (s)

Timp clasificare (s)

Acurateţe (%)

NC – cosinus 279 17 64 NC – binar 280 18 63 NN – cosinus 1 60 61 3-NN – cosinus 1 59 57 5-NN – cosinus 1 59 54 3-NN – cosinus (sumă) 1 59 58

5-NN – cosinus (sumă) 1 59 56

Tabelul 3 Acurateţea clasificatoarelor implementate

Clasificatorul de tip NC, folosind vectorul caracteristic al frecvenţelor şi similaritatea cosinus, s-a dovedit cea mai bună opţiune atât din punctul de vedere al acurateţii, cât şi a duratei clasificării. În figura 3 este prezentată matricea de confuzie a acestui clasificator – ultima coloană conţine precizia, iar ultima linie acoperirea, pentru fiecare categorie. În plus, parametrii săi descriptivi caracteristici sunt următorii: acoperirea medie = 59%, precizia medie = 62%, acurateţea = 64%, F1 (media armonică a preciziei şi acoperirii) = 61%.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

91

CONCLUZII Lucrarea prezintă o alternativă pentru portalurile de ştiri clasice, proiectată pentru a rezolva problemele cantităţii mari de ştiri şi a redundanţei informaţiei, prin folosirea acesteia din urmă ca un avantaj. În plus, portalul foloseşte sindicalizarea web şi tehnici de prelucrare a limbajului natural pentru a atinge o funcţionare autonomă, independentă de intervenţia umană, ce poate fi numită inteligentă deoarece determină automat importanţa unui subiect, precum şi categoria sa. Fluxurile de ştiri oferă o soluţie simplă pentru preluarea ştirilor de la un număr mare de surse şi gruparea este folosită pentru a exploata ştirile similare şi pentru a le grupa în funcţie de subiect. Utilizatorului îi sunt prezentate subiectele de ştiri, ordonate în funcţie de numărul de ştiri ce alcătuiesc fiecare subiect. În plus, cititorii au posibilitatea de a alege sursa favorită pentru a citi un articol dintr-un anumit subiect. Clasificarea automată a subiectelor de ştiri aduce avantaje importante faţă de clasificarea unei singure ştiri deoarece caracteristicile unui grup sunt mai consistente decât cele ale unui singur articol. Acest lucru este de o importanţă crucială în aplicaţie deoarece sindicalizarea oferă numai o scurtă descriere pentru fiecare ştire în parte. Dezvoltarea ulterioară a portalului urmăreşte două direcţii esenţiale: îmbunătăţirea tehnicilor de grupare şi de clasificare, precum şi încercarea de a face funcţionarea sa independentă de limbă sau, cel puţin, multilingvă.

PRECIZĂRI Cercetările prezentate în această lucrare au fost finanţate parţial din proiectul european FP7 STREP LTfLL şi din proiectul naţional CNCSIS K-Teams.

REFERINŢE 1.Chakrabarti, S.: Mining the Web: Discovering

Knowledge from Hypertext Data. Morgan Kaufmann Publishers (2002)

2.del Corso, G., Gulli, A., Romani, F.: Ranking a Stream of News. Proceedings of the 14th international conference on World Wide Web, Chiba (2005) 97–106

3.Dumais, S., Platt, J., Heckerman, D., Sahami, M.: Inductive Learning Algorithms and Representations for Text Categorization. Proceedings of the Seventh International Conference on Information and Knowledge Management, Bethesda (1998) 148–155

4.

Figura 3 Matricea confuziei pentru clasificatorul de tip NC

5. 6.Gabrilovich, E., Dumais, S., Horvitz, E.: Newsjunkie:

Providing Personalized Newsfeeds via Analysis of Information Novelty. Proceedings of the Thirteenth International World Wide Web Conference (2004)

7.Internet World Stats: World Internet Usage and Population Statistics, disponibil online la adresa http://www.internetworldstats.com/stats.htm (2007)

8.Manning, C., Schutze, H.: Foundations of Statistical Natural Language Processing. MIT Press, Cambridge, Massachusetts (2003)

9.Netcraft: February 2008 Web Server Survey, disponibil online la adresa http://news.netcraft.com/archives/web _server_survey.html (2008)

10.Page, L., Brin, S., Motwani, R. and Winograd, T.: The page-rank citation ranking: Bring-ing order to the web. Technical Report, Stanford University (1998)

11.Porter, M.F.: An algorithm for suffix stripping. Journal of the Society for Information Science, 3(14) (1980) 130–137

12.Strehl, A.: Relationship-based Clustering and Cluster Ensembles for High-dimensional Data Mining. Doctoral dissertation, University of Texas at Austin (2002)

13.Toda, H., Kataoka, R.: A Clustering Method for News Articles Retrieval System. Special interest tracks and posters of the 14th international conference on World Wide Web, Chiba (2005)

14.Ueda, Y., Oka, M., Yamashita, A.: Evaluation of the Document Categorization in "Fixed-point Observatory”. Proceedings of NTCIR-5 Workshop Meeting, Tokyo (2005)

15.Ullman, J.: Data Mining Lecture Notes (2000) 16.Yahoo! Search Blog: Our Blog is Growing Up And So

Has Our Index, disponibil online la adresa http://www.ysearchblog.com/archives/000172.html (2005)

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

92

Gestiunea datelor personale bazată pe microformate Marius-Gabriel Butuc . Sabin-Corneliu Buraga

Facultatea de Informatică, Universitatea „A.I.Cuza” din Iaşi Str. Berthelot, nr. 16, Iaşi 700483

{mbutuc, busaco}@infoiasi.ro

REZUMAT În stadiul actual al Web-ului resimțim o adevărată înflorire a laturii sociale prin posibilitatea comunicării dintre tot mai multe entități (aparent) separate între ele. În scopul înlesnirii unei comunicări facile și a înțelegerii între entități, avem nevoie de standarde care să descrie ce spunem, ce ascultăm și ce stocăm în datele noastre. Astfel, dezvoltarea marcajelor semantice nu vizează doar îmbogățirea înțelesurilor pentru oameni, dar și la înţelegerea de către maşină a semanticilor definite uman. Scopul acestui proiect este acela de a descrie o aplicație Web – Microwler – care să fie capabilă să ajute utilizatorii să își îmbogățească experiența socială pe Web. Microwler oferă utilizatorului posibilitatea să caute și să obțină datele personale de contact ale unei persoane ce le-a făcut disponibile, indiferent de restul conținutului paginilor. Utilizatorul are și posibilitatea de a vizualiza relațiile pe care acea persoană le are în rețeaua sa de prieteni XHTML (XFN).

Cuvinte cheie Microformate, regăsire de informații, gestiune date personale, interacțiune Web.

Clasificare ACM H5.4. Hypertext/Hypermedia: Navigation, User Issues.

PREAMBUL Odată cu creșterea constantă a popularității Web-ului, barierele între autor și cititor se estompează din ce în ce mai mult. Nivelul responsabilității și al încrederii crește permițând cititorului să devină chiar autor și să contribuie la cantitatea comună de cunoștințe. Tindem să devenim din ce în ce mai sociabili on-line, să ne publicăm datele de contact într-un mod care să poată fi ușor accesat de către oricine, să creăm grupuri, rețele de prieteni on-line, să împărtășim informații despre evenimentele la care participăm etc. Astfel, au apărut diverse modele de structurare informaţională a resurselor publice şi, de asemenea, în concordanţă cu aşteptările utilizatorilor: există numeroase situri focalizate pe blog-uri, grupuri sociale, semne de carte colaborative, cunoştinţe colaborative, prezentări şi recenzii de produse sau companii, portaluri de ştiri – toate aliniate Web-ului social (a se consulta [2]). Web-ul Semantic se regăsește într-o etapă în care din ce în ce mai multe informații devin disponibile on-line și în care avem la dispoziție șabloane de proiectare ce oferă semantică acestor informații. În acest context, grupul de iniţiativă focalizat asupra microformatelor [7] propune specificarea unor metode de lucru cu aceste şabloane, adică instituirea unor standarde de publicare a informaţiilor incluzând semantici repetitive – apar premisele marcării semantice a datelor, conducând Web-ul

către un nou stadiu în care informaţia este accesibilă în egală măsură oamenilor şi maşinilor. Cu o istorie ce a început odată cu articolul lui Vanevar Bush [3] din 1945, regăsirea de informații – information retrieval (IR) – a devenit un domeniu vast. Un proces de recuperare de informații începe în momentul în care un utilizator introduce o interogare în sistem. Un motor de căutare este un exemplu de sistem de IR, scurtând atât timpul necesar găsirii informației, cât și cantitatea de date ce trebuie parcursă. Cele mai vizibile aplicații de tip IR sunt motoarele de căutare Web – ca Google, Yahoo Search sau Live Search – care caută informații în World Wide Web (WWW). Microwler reprezintă un motor de căutare Web specializat pe microformate ce oferă utilizatorului posibilitatea de a recupera informații de contact din pagini Web îmbogățite semantic prin hCard-uri și îi facilitează vizualizarea relațiilor între entități marcate cu XFN. După cum notează Toby Segaran [5], algoritmii pentru căutarea textelor sunt printre cei mai importanți algoritmi de inteligență colaborativă și ideile inovatoare în acest domeniu au un succes imediat. Se consideră că rapida metamorfoză a Google dintr-un proiect academic în cel mai popular motor de căutare a avut loc grație algoritmului PageRank. Microwler a fost construit pentru parcurgerea informațiilor, indexare și căutare în datele salvate, păstrând clasificarea în funcție de rang pentru o dezvoltare viitoare. Lucrarea de faţă este structurată după cum urmează: mai întâi, în secţiunea 2, vom defini noţiunea de microformat şi vom descrie posibilele sale utilizări în contextul vizat. Apoi, în cea de-a treia secţiune vom prezenta algoritmii ce stau la baza dezvoltării proiectului, împreună cu modelul folosit pentru date. Secţiune patru se concentrează pe metodele de prezentare ale aplicaţiei: interfaţa cu utilizatorul, ca design, dar mai ales ca interacţiune. Lucrarea se termină cu o sinteză a problematicilor abordate şi prezintă direcţiile ulterioare de dezvoltare.

MICROFORMATE

Definiții Microformatele, o abordare evoluționară ce adaugă semantică marcajelor bazate pe HyperText Markup Language (HTML) au fost adoptate cu succes de tot mai mulți editori Web și dezvoltatori de servicii în ultimii 2-3 ani. Actuala definiție a acestora, conform sitului oficial al iniţiativei dedicate microformatelor [7], este: Proiectate în primul rând pentru oameni şi în al doilea rând pentru maşini, microformatele reprezintă un set de formate de date simple si deschise, construite pe baza standardelor existente şi larg adoptate.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

93

Secţiunea de discuţii a aceluiaşi sit furnizează o definiţie mult mai accesibilă: Microformatele sunt convenţii simple pentru încapsularea de semantică în cadrul marcajelor HTML, în scopul facilitării dezvoltării descentralizate. Încă mai precis de atât, microformatele reprezintă anumite convenţii de marcare a documentelor Web, pe baza elementelor eXtensible HyperText Markup Language (XHTML), via nume şi valori de atribute, având o semantică precisă predefinită.

Caracteristici importante Principiile de bază în proiectarea microformatelor sunt simplitatea – proiectate pentru a rezolva o problemă specifică – şi interconectivitatea slabă – reprezintă blocuri mici, specializate, prin a căror compunere se pot obţine blocuri din ce în ce mai largi şi se pot exprima semantici din ce în ce mai complexe, însă a căror interconectare este opţională, nediminuând puterea de expresivitate la nivel semantic. Microformatele îşi ating scopurile fie prin adăugiri la marcajele XHTML (microformatele elementare), fie prin specificarea de valori pentru atributele asociate unor elemente ale limbajului XHTML şi imbricări de astfel de elemente, construindu-se structuri pentru conţinutul ce trebuie marcat semantic. Specificarea (definirea) microformatelor este încă în desfăşurare: o parte dintre acestea sunt complet specificate, iar altele sunt în stadiu de lucru. Indiferent de acest aspect, microformatele sunt larg răspândite, fie explicit, fie implicit. Pentru mai multe detalii se poate consulta secţiunea de discuţii a sitului oficial [7] care prezintă, pentru fiecare microformat, şi un index al implementărilor actuale.

Microformate de interes Lista actuală a microformatelor oficiale este compusă din următoarele: hCalendar, hCard, rel-license, rel-nofollow, rel-tag, VoteLinks, XFN, XMDP, XOXO, adr, geo, hAtom, hResume, hReview, rel-directory, rel-enclosure, rel-home, rel-payment, Robots Exclusion şi xFolk. Microformatele de interes pentru Microwler sunt cele care încapsulează date personale și relațiile dintre contacte:

• hCard-urile conţin descrieri de entităţi: persoane, companii etc.;

• XFN descrie tipurile de relații cu persoanele din lista de contacte salvate în format hCard.

Exemplificări Un exemplu modular de marcaj XHTML ce poate descrie autorul unui blog, recurge la hCard pentru a modela datele personale după cum urmează: <div class="vcard">

<img class="photo" src="img/me.jpg" alt="Marius B"/>

<a class="url fn n" href="http://purl.oclc.org/net/mariusb">

<span class="given-name">Marius</span>

<span class="family-name">Butuc</span>

</a>

<div class="adr">

<span class="street-address"> no. 9, Toma Cozma street </span>

<span class="locality">Ia&#x219;i</span>,

<abbr class="region" title="Ia&#x219;i">IS</abbr>,

<span class="postal-code">700554</span>

</div>

<div class="telecom">

<span class="tel">+40742754488</span>

<a class="email" ref="mailto:[email protected]"> [email protected] </a>

</div>

</div>

Relațiile sociale dintre autor și persoanele din lista de contacte se vor marca în format XFN astfel: <a href="http://fenrir.info.uaic.ro/˜evalica/" rel="friend met colleague">Ecaterina</a>

<a href="http://ppuuffaann.blogspot.com/" rel="friend met co-worker">Andi</a>

Pe baza microformatelor, putem extrage în mod automat atât datele de contact, cât și relațiile sociale.

ALGORITMI ȘI ARHITECTURĂ Primul pas în dezvoltarea unui motor de căutare este dezvoltarea componentei pentru adunarea informației de care avem nevoie. Dat fiind caracterul ubicuu al datelor de contact în Web-ul actual – cu precădere în blogosferă – singura soluție viabilă constă în crawling: pornim cu un set redus de documente și mergem din legătură în legătură către altele. Deși standardul hCard prevede numeroase proprietăți moștenite din standardul vCard, acestea se supun totuși principiului lui Pareto. Din acest motiv alegem doar un subset dintre aceste proprietăți, cele care se întâlnesc cel mai des în viața de zi cu zi. Cât despre vocabularul XFN, acesta va fi considerat în întregime. Funcția ce realizează crawling-ul în documente poate fi definită recursiv, astfel încât fiecare legătură să apeleze din nou funcția, dar aplicând algoritmul BFS putem modifica ulterior codul mult mai ușor dacă vrem să căutăm continuu sau să salvăm o listă cu pagini neindexate pentru un crawling ulterior. După ce am adunat informațiile, le stoca și le vom indexa. Aceasta implică una sau mai multe tabele care să conțină informația și sursa acesteia.Deși ne-am limitat la un subset din proprietățile hCard, putem întâlni alte excepții. Una dintre cele mai des întâlnite probleme apare în momentul în care avem hCard-uri diferite care au în comun unele câmpuri. E drept că mai multe persoane pot lucra la aceeași organizație, sau mai multe organizații pot avea aceeași poziționare geografică, dat fiind gradul actual de abstractizare. Totuși, problemele apar în clipa în care apar duplicate în câmpurile ce se presupun a fi unice, cum ar fi email, URL sau numele formatat. În acest caz vom

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

94

considera fiecare câmp ca având o podere, egală cu a celorlalte câmpuri și adunăm numărul câmpurilor prezente, comparând sumele între cele două hCard-uri. Dacă rata de asemănare este peste 80%, vom suprascrie informațiile vechi cu cele noi. Dacă asemănarea este mai mică, vom combina datele dintre cele două contacte. Din multitudinea de pagini Web ce conțin date personale de contact ce pot prezenta interes din punct de vedere social, nu toate se bucură de un cod XHTML valid. Pentru a preveni și rezolva această problemă vom folosi în proiect Beautiful Soup [8] – un parser HTML/XML ce analizează și marcaj invalid XHTML (pentru că a fost construit având în vedere marcajele SGML). O altă problemă ce poate să apară este descoperirea unei versiuni noi al aceluiași hCard la un URL dat. Pentru a trata această excepție, nu salvăm în baza de date doar data la care am adăugat URL-ul procesat, ci și data ultimei modificări. Astfel avem un control mult mai bun asupra versiunilor informațiilor personale pe care le adunăm. Ca pas final, informația trebuie returnată utilizatorului și afișată într-o manieră cât mai prietenoasă, clasificând lista de contacte în funcție de tipul relațiilor dintre cele două entități. Secţiune următoare dezvoltă metodele de prezentare ale aplicaţiei: interfaţa cu utilizatorul, ca design, dar mai ales ca interacţiune.

INTERFAȚA CU UTILIZATORUL În continuare, vom discuta interfaţa cu utilizatorul a aplicaţiei şi mecanismele de interacţiune dintre utilizator şi aplicaţie. Încă din etapa de proiectare, Microwler a fost gândit avâns în minte utilizatorul final, fie el utilizator uman sau mașină. URL-urile au fost proiectate spre a fi mai curate, simple, mult mai ușor de citit sau chiar de intuit. Spre exemplu: /hcard.php?hcard_id=4

reprezintă poate primul mod în care ne-am gândi să accesăm hCardul cu ID-ul 4. Același efect îl obținem prin: /hcard/4/

Fiind însuși un motor de căutare, Microwler a fost dezvoltat urmărind tehnicile Search Engine Optimization (SEO) [4]. Optimizarea merge mai departe de URL-urile prietenoase amintite anterior. Încă de la nivel de template, în timpul implementării s-a urmărit respectarea standardelor și ca utilizatorii ce folosesc browsere sau platforme diferite să nu trăiască experiențe diferite. Întreaga interfață (a se consulta Figura 2) a fost împărțită în diviziuni logice:

• Zona superioară – antetul – găzduiește logo-ul, o scurtă descriere și sistemul navigațional principal reprezentat de un meniu orizontal;

• Sub antet regăsim trei coloane: o în stânga avem fie câmpurile pe care se

efectuează interogarea, fie rădăcina arborelui de căutare – entitatea (persoana/organizația) după care utilizatorul a efectuat căutarea. Avem la dispoziție informațiile de contact culese de pe situl original. Pentru un plus de interactivitate, utilizatorul are

posibilitatea de a salva aceste date in format vCard, pentru a le folosi cu orice aplicație de gestiune a datelor personale ce suportă acest standard;

o coloana mijlocie conține informațiile de contact ale tuturor entităților care au o legătură directă cu persoana/organizația menționată anterior. Relațiile sociale sunt reprezentate grafic folosind setul de simboluri din Figura 1, create de Wolfgang Bartelme și Chris Messina [6];

o în coloana din stângă avem cele mai noi zece date de contact adăugate sau modificate din baza de date;

• Dedesubt, utilizatorul are la îndemână un meniu orizontal ce include cele mai importante acțiuni.

Figura 1. Reprezentarea grafică a relațiilor sociale dintre

persoane .

Pentru a facilita accesul la cele mai noi zece date de contact adăugate sau modificate din baza de date cu un dispozitiv de tip mouse, s-a recurs la poziționarea acestei unități logice în zona medie pe verticală și extremă stângă pe plan orizontal. Am luat aceasta decizie pentru a scurta timpul de acces, pentru că se știe că majoritatea utilizatorilor sunt dreptaci. Tot din punct de vedere al accesibilității, pentru a îmbunătăți experiența atât a utilizatorilor cu deficiențe de vedere cât și a acelora ce folosesc unelte alternative de vizualizare, în implementarea interfeței aplicației Web se va folosi un design relativ, em-based [1]. În acest mod, toate zonele logice ale aplicației au dimensiuni relative la mărimea caracterelor. Dacă un utilizator va dori să mărească dimensiunea caracterelor, toate diviziunile logice ale aplicației se vor redimensiona automat direct proporțional cu noile dimensiuni. De asemenea, suntem datori să luăm în calcul și scenariul în care un utilizator va folosi un dispozitiv mobil sau alt tip de dispozitiv cu afișaj de dimensiuni reduse ori rezoluții mici pentru a accesa aplicația. Acesta va putea să beneficieze în continuare de experiența completă, datorită faptului că întreaga interfață va fi scalată relativ la dimensiunea implicită, pentru acel dispozitiv, a caracterelor.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

95

Figura 2. Interfața aplicației în momentul căutării unui contact

CONCLUZII ȘI DIRECȚII VIITOARE DE DEZVOLTARE Acest articol descrie un pas proaspăt în evoluția unui Web Social, în care utilizatorul devine autor: microformatele. Când ritmul de viață tot mai accelerat ne determină să socializăm cu persoane/organizații uneori chiar de pe alte continente, datele personale de contact devin un lucru din ce în ce mai de preț. O direcţie importantă în care se poate avansa este aceea a recomandărilor: aplicația să ofere posibilitatea regăsirii de entități deja cunoscute de utilizator din cercul de cunoștinte apropiate ale contactelor sale. Conceput și dezvoltat ca o aplicație extensibilă, Microwler este pregătit pentru permanenta evoluţie a microformatelor. Cum propunerea unor microformate noi este deschisă larg comunităţii Web, apariţia unor specificaţii care să încapsuleze noi semantici reprezintă o posibilitate de a îmbunătăţi aplicaţiile dedicate prin facilitarea accesului la date care sunt momentan „ascunse” de lipsa unui marcaj corespunzător. În clipa de față, pentru a suporta un microformat nou este nevoie doar sa scriem un nou modul pentru Microwler pentru a putea parcurge structura corespunzătoare. O altă oportunitate de dezvoltare o prezintă integrarea coordonatelor geografice regăsite in hCard-uri cu hărți Google, pentru a spori experiența utilizatorului.

Astăzi, când instalăm o aplicație software, există riscul ca versiunea noastră să fie deja învechită. Planurile pe termen lung includ transformarea Microwler într-un serviciu Web complet funcțional.

REFERINȚE [1] J. Allsopp. Microformats: Empowering Your Markup

for Web 2.0. Friends of Ed, 2007. [2] S. Buraga (coord.), Tendinţe actuale în proiectarea şi

dezvoltarea aplicaţiilor Web (în limba română), Matrix Rom, 2006.

[3] V. Bush. As we may think. O’Reilly Network, 1945. [4] J. Grappone and G. Couzin. Search Engine

Optimization: An Hour a Day. Wiley Publishing, Inc., 2006.

[5] T. Segaran. Programming Collective Intelligence: Building Smart Web 2.0 Applications. O’Reilly Media, 2007.

[6] C. Messina and W. Bartelme. Microformats Icons. http://factorycity.net/projects/microformats-icons/

[7] * * *, Situl oficial dedicat microformatelor: http://microformats.org/

[8] *** . Beautiful soup. http://crummy.com/software/BeautifulSoup

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

96

Analiza imaginarului din texte

Lidia Trăușan-Matu

Universitatea București, Facultatea de Istorie

Bd. Regina Elisabeta 4-12, [email protected]

Valentin-Andrei Canciu Universitatea „Politehnica”

Bucuresti Splaiul Independenţei nr.

313, Bucureşti

Ştefan Trăuşan-Matu Universitatea „Politehnica”

Bucuresti Splaiul Independenţei, nr.

313, Bucureşti [email protected]

REZUMAT În lucrare este abordată problematica detectării automate a imaginarului din texte. Problema este foarte importantă deoarece rezolvarea ei permite identificarea conotațiilor unor texte, cu implicații majore asupra analizei interacțiunii textuale. Abordarea pleacă de la teoria imaginarului introdusă de istoricului Lucian Boia. Sunt folosite tehnici de prelucare a limbajului natural. Au fost făcute și sunt prezentate în lucrare mai multe analize de texte de referință.

Cuvinte cheie Imaginar, Prelucrarea limbajului natural, înțelegerea textelor, conotații, colocații, wordnet

Clasificare ACM I.2.7 Natural Language Processing. J.5 Arts and Humanities

INTRODUCERE Interfațarea om-calculator în limbaj natural, un subdomeniu al înțelegerii limbajului natural este încă departe de a fi rezolvată [6], datorită mai multor cauze, una din ele fiind dificultatea detectării conotațiilor, a înțelesurilor ascunse în texte. În această direcție, în orice text un rol extrem de important în înțelegere îl au structurile arhetipale care formează imaginarul. Cercetările în prelucrarea limbajului natural a considerat până acum în special aspectele lingvistice, dar a neglijat aspectele antropologice, istorice și contextuale. Lucrarea de față prezintă niște cercetări interdisciplinare, în care se încearcă folosirea tehnicilor de prelucrare a limbajului natural pentru a detecta dimensiunile imaginarului predominante într-un text. Importanța acestui demers rezultă din posibilitatea folosirii acestor informații pentru a crea profilul sau intențiile celui care emite un text și a adapta în consecință dialogul cu acesta. Lucrarea continuă cu prezentarea principalelor definiții ale imaginarului și, în special cu teoria istoricului Lucian Boia [1]. Secțiunea care urmează introduce cîteva dintre ideile și tehnicile de prelucrare a limbajului natural folosite. A patra secțiune analizează rezultatele obținute în cazul mai multor texte și a mai multor variante de analiză.

O DEFINIŢIE A IMAGINARULUI De-a lungul timpului au fost propuse mai multe definiţii pentru imaginar. Potrivit Evelynei Patlagean, “domeniul imaginarului este constituit din ansamblul reprezentărilor care depăşesc limita impusă de constatările experienţei și de înlănţuirile deductive autorizate de acestea” [1, pag.12]. Problema acestei definiţii este imposibilitatea stabilirii unei delimitări clare intre realitate si imaginar. O alternativă ne este oferită de antropologul francez Gilbert Durand într-o lucrare devenită clasică [2]. Acesta afirmă că imaginarul este „ansamblul imaginilor şi al relaţiilor dintre imagini care constituie capitalul gândit al lui homo sapiens” şi că el „ne apare ca marele denominator fundamental la care vin să se ralieze toate procedurile gândirii umane” [2, pag.19]. Jacques Le Goff evită să dea o definiţie directă a imaginarului, preferând sa evidenţieze ce nu este imaginarul. Astfel, potrivit lui, imaginarul nu trebuie confundat nici cu “reprezentarea” realităţii exterioare, nici cu “simbolicul”, nici cu “ideologia”. Lucian Boia respinge o astfel de limitare, in primul rând deoarece nu există o reprezentare identică cu obiectul reprezentat (“reprezentarea” realităţii exterioare), în al doilea rând pentru că el consideră universul “simbolurilor” ca aparţinând exclusiv imaginarului, şi în cele din urmă deoarece chiar “ideologiile” pot fi interpretate ca mitologii secularizate. Lucian Boia propune reconcilierea celor două tipuri de abordare a imaginarului ce vin dinspre discipline unde acest concept cultural a fost utilizat: pe de o parte antropologia, în special şcoala lui Gilbert Durand care pune accentul pe anumite structuri atemporale creatoare de imaginar (arhetipurile), dar care neagă istoricitatea imaginarului; iar pe de altă parte istoria, care abordează imaginarul într-un mod fragmentat (istoricilor li se datorează istorii ale imaginarului şi nu o istorie a imaginarului) [1]. Mediind între cele două modele epistemologice, Lucian Boia reia trăsăturile esenţiale ale conceptului în încercarea de a demonstra că „imaginarul este un produs al spiritului” şi că „modul nostru de cunoaştere a lumii, raţiunea noastră şi ştiinţa noastră se hrănesc din imaginar”. În esenţă, consideră autorul, imaginarul „constituie o realitate independentă, dispunând de propriile sale structuri şi de propria sa dinamică ... şi

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

97

poate fi folosit ca un barometru foarte sensibil al evoluţiei istorice” [1, pp. 14 şi 26]. Structuri arhetipale ce descriu imaginarul Plecând de la ideea că există structuri durabile, Lucian Boia propune opt ansambluri sau structuri arhetipale care pot să acopere esenţialul imaginarului.

Conştiinţa unei realităţi transcendente Conştiinţa unei realităţi invizibile, insesizabile însă cu atât mai importantă şi mai purtătoare de semnificaţii faţă de realitatea tangibilă. De acest prim arhetip ţin supranaturalul, miraculosul şi mai ales sacrul, el definind o caracteristică mentală intrinsecă condiţiei umane. Sacrul este prezent într-o mare diversitate de sisteme mitice de la cele mai simple pana la cele mai complexe (religii monoteiste si politeiste). Acest arhetip este aparent într-un declin în lumea modernă desacralizată, însă numai aparent deoarece pe rând ştiinţa, naţiunea, rasa, sexul, “viitorul luminos” au fost sacralizate. Caracteristic pentru acest fenomen este proliferarea sectelor (care se strâng in jurul noilor adevăruri) sau succesul parapsihologiei care caută în om puteri miraculoase. De asemenea, dacă în trecut sacrul promova o categorie de aleşi, oameni destinaţi a servi ca intermediari între lumea obişnuită şi lumea transcendentă (regi, preoţi, regi-zei, regi-preoţi), acum aceşti aleşi au fost înlocuiţi de conducători carismatici de staruri de campioni.

“Dublul”, moartea şi viaţa de apoi Acest arhetip descrie convingerea că trupul material al omului este dublat de un element independent si imaterial (spirit, suflet etc.) Acesta este nemuritor şi se poate desprinde de corp chiar în timpul vieţii. Spiritul poate ajunge într-un loc deschis lumii celor vii (cultul strămoşilor la popoarele primitive), fie într-un loc îndepărtat şi inaccesibil (Hadesul la greci). El poate fi răsplatit pentru meritele din timpul vieţii (creştinism) sau nu (infernul clasic); sau, poate rămâne legat de lumea materială prin reîncarnări succesive. Nu există limite precise între lumea celor vii si a celor morţi, acestea putând fi depăşite, anumiţi aleşi putând străbate dincolo de această limită (călătorie iniţiatică, extaz mistic); spiritele pot fi chiar contactate, credinţă perpetuată din vechime, însă prezentă şi acum sub forma spiritismului.

Alteritatea. Legatura dintre Eu si Ceilalţi dintre Noi şi Ceilalţi Acest arhetip funcţionează între limite foarte largi, de la diferenţe minore, până la alteritatea radicală când Celălalt este împins dincolo de limitele umanului într-o zonă apropiată de divin sau de animalitate. Generalizând, alteritatea se poate referi la un întreg ansamblu de diferenţe: spaţii, societăţi, fiinţe, peisaje diferite.

Unitatea Acest arhetip este reflectarea năzuinţei oamenilor de a supune lumea unui principiu unificator prin care să poată fi explicat orice fenomen, pentru a crea imaginea unui univers omogen si inteligibil. Religiile, filozofiile, ştiinţele, istoria, ideologiile, toate încearcă sa creeze un sistem care să dea coerenţă diversităţii fenomenelor.

Unitatea se manifestă la orice nivel, de la legile ce guvernează Universul, la scara comunităţilor umane cărora o serie de mituri trebuie să le asigure coerenţa.

Actualizarea originilor Originile sunt puse la mare preţ în orice comunitate umană. Miturile de origine au rolul de a arunca o punte între trecut şi prezent, de a da specificitate unui grup uman şi de a-i conferi garanţia unei perenităţi. Se poate referi la originile Universului (cosmogonie), ale omului, ale religiilor, naţiunilor, statelor etc.

Descifrarea viitorului Acest arhetip cuprinde o mare varietate de metode şi practici ce urmăresc cunoaşterea şi controlul viitorului. Se poate referi la destinul individual al unui om, sau la destinul omenirii si al lumii (incluzând şi sensul istoriei). Ocultismul, astrologia, profeţiile arată o căutare obsesivă şi nesatisfăcută.

Evadarea, consecinţa refuzului condiţiei umane şi a istoriei Omul aspiră să se elibereze de orice constrângeri şi să se transforme în orice variantă imaginabila: ascensiune spirituală, cunoaştere, puteri supranaturale şi supraomeneşti, sfinţenie sau regresie (catre natura primordială). Se caută soluţii fie în trecut, prin exaltarea începuturilor (nostalgia vârstei de aur) fie într-un viitor purificat (ideologii seculare sau religioase). Ca loc, acestea se pot manifesta fie în spaţiul cotidian (utopii) fie pe tărâmuri îndepărtate (insule, planete, galaxii).

Lupta (şi complementaritatea) contrariilor Imaginarul este polarizat. Dialectica contrariilor este caracteristica tuturor religiilor şi interpretărilor lumii, omului şi ale istoriei. Polii opuşi pot fi supuşi fie principiului Unităţii fie disociaţi în părţi contradictorii (idealism/materialism, clasicism/romantism). DESCRIEREA GENERALĂ A APLICAŢIEI Cercetarea prezentată în lucrare a avut drept scop investigarea posibilității analizei asistate de calculator a structurei imaginarului dintr-un text prin prisma celor opt structuri arhetipale propuse de Lucian Boia. Pentru aceasta, mai întâi s-a construit un repertoriu de concepte pentru domeniul imaginarului, o așa numită ontologie (în termenii sistemelor informatice bazate pe cunoștințe). Această ontologie a fost creată pleacând de la un set iniţial de cuvinte relevante, care este apoi extins pe baza descoperirii de cuvinte similare folosind ontologia lexicală WordNet [5]. Analiza textelor investigate începe cu unele prelucrări prealabile, care elimină unele elemente nerelavante. În continuare, programul studiază, folosind relațiile de similaritate din WordNet, în ce măsură textul de analizat se apropie de fiecare din cele opt structuri ale imaginarului. Pentru a realiza acest lucru, mai întâi programul extrage colocaţiile (perechi de cuvinte care apar de obicei împreună, de exemplu, pentru una din cărțile analizate în lucrare: ”working class”, ”bourgeois society”, ”bourgeois property”) din documentul de analizat.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

98

Analiza textului este efectuată asupra colocaţiilor şi nu asupra cuvintelor individuale (se putea folosi în analiză şi frecvenţa individuală a cuvintelor din text) deoarece s-a considerat că astfel se ajunge la rezultate mai interesante (putem mări semnificaţia unei colocaţii faţă de una – sau mai multe - din structurile imaginarului dacă în componenţa acesteia intră mai multe cuvinte ce manifestă aceeaşi apropiere faţă de una – sau mai multe – din cele opt structuri). Pentru extragerea colocaţiilor, programul a folosit pachetul NLTK [4] pentru prelucrarea limbajului natural, implementat în limbajul Python. Pentru determinarea părţii de vorbire a unui cuvânt din document (determinare necesară pentru procesul de filtrare a colocaţiilor după tipul părţilor de vorbire al cuvintelor componente) a fost folosit un adnotator (”tagger”) antrenat pe o porţiune din corpus-ul Brown având acelaşi gen cu al documentului de analizat. Colocaţiile extrase sunt formate din două sau trei cuvinte (bigrame şi trigrame) şi au fost determinate la nivelul grupurilor de cuvinte folosind o fereastră (o secvență) de şase cuvinte deplasată de-a lungul fiecărei fraze. A fost necesară separarea în grupuri deoarece altfel ar fi putut apărea colocaţii formate din grupuri de cuvinte care nu se găsesc alăturate în document, alăturarea fiind una artificială dată de prezenţa unor cuvinte (din componenţa colocaţiei) la sfârşitul unei fraze şi de prezenţa altora (din componenţa colocaţiei) la începutul frazei următoare. Modul în care programul evaluează prezenţa în document a fiecărei structuri din cele opt ale imaginarului este următorul: Se procesează pe rând fiecare colocaţie, în ordinea descrescătoare a numărului de apariţii şi i se atribuie un scor. Acest scor este un vector cu opt componente, reprezentând scorul sau apropierea acestei colocaţii faţă de fiecare din cele opt structuri ale imaginarului. Scorul pentru fiecare colocaţie este adunat (pe componente) într-un vector ce conţine scorul global pentru întreg documentul. Modul de calcul pentru scorul fiecărei colocaţii ia în calcul scorul pentru fiecare cuvânt component (care este amplificat pentru a scoate în evidenţă vârfurile – scorul foarte mare pentru anumite componente – şi a atenua restul componentelor), ia în calcul prezenţa în colocaţie a mai multor cuvinte ce conţin vârfuri de semnificaţie în aceleaşi poziţii ale vectorului de scor (scorul din aceste poziţii va fi amplificat suplimentar) precum şi frecvenţa de apariţie a acestei colocaţii în document. Apropierea unui cuvânt faţă de una din cele opt structuri arhetipale este determinată folosind WordNet astfel: se calculează similaritatea cuvântului de analizat faţă de fiecare cuvânt din toate cele opt categorii (cuvinte din ontologia imaginarului având aceeaşi parte de vorbire ca a cuvântului de analizat). Scorul faţă de o structură a imaginarului este o medie a primelor patru similarităţi (în ordine descrescătoare) faţă de cuvintele (având aceeaşi parte de vorbire cu a cuvântului de analizat) ce descriu acea structură a imaginarului. Programul dispune de o funcţie ce afişează un grafic ce descrie scorul pentru fiecare din cele opt structuri.

Ieşirea furnizată de acest program a fost apoi studiată, selectând manual acele cuvinte care păstrează sensul comun al cuvintelor din lista de intrare; aceste cuvinte selectate manual vor fi adăugate la lista de intrare, urmând o nouă rulare a scriptului folosind această nouă listă de intrare.

REZULTATELE ANALIZEI S-a efectuat analiza a nouă documente scrise în limba engleză, care au fost descărcate de pe web: • Karl Marx, ”Manifestul Partidului Comunist” • Nisargadatta Maharaj, ”I Am That” (convorbire cu

un guru indian) • Rachel Cooper, Calsificând nebunia (”Classifying

Madness”, o carte ştiinţifică despre bolile psihice) • C.S. Lewis, ”Mere Christianity” (carte de

apologetică a creştinismului) • Andrew McDonald, ”The Turner Diaries” (carte

rasistă, împotriva populației de culoare, din anii ‘70) • Adolf Hitler, ”Mein Kampf” • Diane Stein, ”We Are Angels” (carte despre

vindecare/spiritualitate) • Karl Marx, ”Capitalul” • Secţiunea “D” (“RELIGION”) a corpus-ului Brown Asupra fiecărui document a fost efectuată o analiză folosind cinci variante de calcul a parametrilor pentru funcţiile de amplificare ale anumitor valori din program, după cum urmează: 1. Nu se efectuează nici o amplificare asupra valorilor 2. Se anulează amplificarea asupra factorului dat de

deviaţia vectorului de scor; se acţionează asupra scorului (astfel neamplificat) şi se păstrează doar componentele foarte mari din scor.

3. Se acţionează doar asupra factorului dat de deviaţia vectorului, diminuând amplificarea asupra componentelor vectorilor cu o deviaţie foarte mare, şi mărind foarte mult amplificarea asupra componentelor vectorilor cu o deviaţie foarte mică (puţine vârfuri, restul valori similare).

4. Se elimină complet amplificarea dată de prezenţa în colocaţie a unor cuvinte similare (în ce priveşte similaritatea faţă de aceleaşi componente ale ontologiei imaginarului)

5. Se amplifică foarte mult colocaţiile ce au în ele cuvinte ce au un factor de similaritate între 0.4 şi 0.5 (minimul este 0 şi maximul 1).

Rezultatele obținute au fost reprezentate grafic, în corespondență cu cele 8 dimensiuni arhetipale ale imaginarului (notate în figurile următoare astfel: alteritate – ”alterity”, dublul – ”double”, evadare – ”escape”, lupta – ”fight”, viitorul – ”future”, originile – ”origins”, transcedența – ”transcend” și unitate – ”unity”). Pentru fiecare dimensiune este reprezentată o bară verticală de înălțime proporțională cu scorul obținut de ea în textul analizat.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

99

Pentru a obține cea mai bună analiză s-au încearcat toate cele 5 variante de prelucrare a parametrilor prezentate mai sus. În acest mod se vizualizează perspectiva ce mai relevantă, similar cu colorarea în diverse moduri a unor preparate puse pe lamelele pregătite pentru a fi vizualizate la microscop cât mai bine anumite detalii. În continuarea lucrării vom prezenta o selecţie din graficele rezultate în urma analizei asupra celor nouă texte, cu cele mai relevante cazuri din cinci variante de factori de amplificare.

Figura 1. Mein Kampf, varianta 1

În “Mein Kampf”, cartea de o tristă celebritate scrisă de Adolf Hitler, în urma prelucrărilor folosind varianta 1, se observă o valoare foarte mare pentru alteritate (conform figurii 1). Această caracteristică a fost găsită și în alte texte rasiste analizate. Următoarele două valori ca mărime aparțin dimensiunilor pentru luptă şi evadare (caracteristice unor ideologii utopice).

Figura 2. Mein Kampf, varianta a 2-a

În varianta a 2-a, în care se face o prelucrare care nu ține cont de deviaţia vectorului şi păstrează doar componentele mari ale vectorului neamplificat, putem vedea că “lupta” (“fight”) obţine un scor considerabil mai mare (figura 2).

Aceeași valoare foarte mare a alterităţii o constatăm şi în cealaltă carte rasistă (împotriva populației de culoare, din anii 1970) analizată, ”The Turner Diaries”, folosind varianta 1 (figura 3).

Figura 3. The Turner Diaries, varianta 1

Păstrând doar componentele mari ale scorului (şi eliminând amplificarea dată de deviaţie) putem observa creşterea dimensiunii “evadării”, în varianta a 2-a de analiză a aceleiași lucrări (figura 4).

Figura 4. The Turner Diaries, varianta a 2-a

În “We Are Angels”, carte spirituală, putem observa o valoare mare pentru transcendenţă (figura 5). În acest caz putem observa şi o valoare mare pentru unitate (dorinţa de a supune toate lucrurile unui principiu unificator).

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

100

Figura 5. We Are Angels, varianta 1

Figura 6. We Are Angels, varianta a 4-a

Varianta a 4-a (figura 6) elimină complet amplificarea dată de prezenţa în colocaţie a unor cuvinte similare obţinem rezultate mult mai puţin interesante (mai puţin diferenţiate). În Manifestul Partidului Comunist, o ideologie utopică, putem observa valori foarte mari pentru evadare şi luptă (varianta 1, figura 7).

Figura 7. Manifestul Partidului Comunist, varianta 1

Păstrând doar componentele mari ale scorului şi eliminând factorul dat de deviaţie, putem observa o prezenţă constantă a valorilor mari pentru luptă (figura 8).

Figura 8. Manifestul Partidului Comunist, varianta a 2-a

În ‘I Am That” (convorbiri cu un guru spiritual indian), conform variantei 1 obținem graficul din figura 9.

Figura 9. I Am That, varianta 1

Ca şi în cazul altor cărţi spirituale analizate, observăm o valoare mare pentru transcendenţă, dacă alegem varianta 3 a amplificării (figura 10).

Figura 10. I Am That, varianta 3

Amplificând scorurile pentru vectorii cu deviaţie foarte mică putem observa o creştere substanţială a transcendenţei. Acest lucru poate indica faptul că multe cuvinte fac parte net din sfera transcendentului (valoare mult mai mare de similaritate faţă de acesta, restul valorilor fiind toate coborâte).

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

101

“Capitalul” de Karl Marx, varianta 1, acoperă cele 8 dimensiuni după cum este ilustrat în figura 11.

Figura 11. Capitalul, varianta 1

Trebuie remarcat faptul că graficul pentru ”Capitalul” este aprope identic cu cel al “Manifestuluji Partidului Comunist”, cealaltă carte a lui Marx analizată, evadarea, lupta, originile şi transcendenţa fiind primele patru valori. ”Clasificând nebunia”, carte ştiinţifică despre bolile psihice, conform variantei 1 are graficul din figura 12.

Figura 12. Clasificând nebunia, 1

Se observă o valoare foarte mare pentru evadare. În acest text ea este dată (în mare parte) de frecvent folosita expresie “natural kinds” – un concept filosofic folosit aici în studiul ştiinţific al bolilor psihice. Această creştere poate fi văzută ca artificială, textul neavând neapărat astfel de conotaţii. Poate aceasta este o limitare a metodei folosite, imaginarul nepretându-se evaluării textelor pur ştiinţifice fără o analiză mai amănunţită a conţinutului acestora. Pentru a discerne între texte ştiinţifice într-un anumit domeniu ar trebui probabil să construim o ontologie mai strâns legată de acel domeniu. Pentru ”Mere Christianity” (carte de apologetică a creştinismului a lui C.S. Lewis) avem graficul din figura 13.

Figura 13. Mere Christianity

Observăm o valoare mare pentru alteritate; valoarea următoare este pentru transcendenţă şi apoi evadare. Valoarea mare pentru alteritate poate fi explicată ca fiind caracteristică pentru creştinism - creştinii fac parte din lume dar nu sunt din lume, colocaţiile ca “we-them”, “you-them”, “us-them” sunt frecvente în această carte. Multe din colocaţiile frecvente conţin mai multe cuvinte ale alterităţii (uneori chiar aceleaşi) lucru care poate arăta o preocupare foarte mare pentru modul în care cei din afară privesc creştinismul (lucru de altfel normal pentru o carte de apologetică). Notă: în analiza tuturor documentelor, cuvântului “you” (frecvent în această carte) i-a fost atribuit un scor de 0 (în vectorul de scoruri) pentru toate componentele (considerându-l prea frecvent şi mai puţin semnificativ); dacă ar fi avut un scor mai mare ca 0 pentru alteritate, ar fi condus la o valoare şi mai mare a alterităţii pentru acest text cu atât mai mult cu cât este prezent în colocaţii cu alţi termeni ai alterităţii.

Figura 14. Mere Christianity, varianta a 4-a

Eliminând complet amplificarea dată de prezenţa în colocaţie a unor cuvinte similare (varfianta 4), putem observa o netezire a valorilor, iar alteritatea nu mai este prima (cuvintele caracteristice alterităţii apărând adesea împreună, în colocaţii precum cele despre care am vorbit mai sus – “we-them”, “we-they”, “you-them”, “us-them”). Dacă “you” – vezi explicaţia pentru varianta 1 – (frecvent în acest text) ar fi avut un scor mai mare ca

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

102

zero pentru alteritate efectul asupra graficului ar fi fost probabil şi mai mare. Dacă analizăm secţiunea de religie a corpusului Brown conform variantei 1 obținem distribuția din figura 15.

Figura 15. Corpusul Brown, secțiunea religie

Se observă o valoare mare pentru transcendenţă şi, la fel ca şi în cazul celuilalt text religios valori mari pentru alteritate şi evadare. Deci primele trei componente ale imaginarului sunt aceleaşi ca şi în textul lui C.S. Lewis. Eliminând prima amplificare (varianta 2) asupra scorului (dată de deviaţie şi distanţa faţă de medie) şi păstrând doar componentele mari ale scorurilor neamplificate, transcendenţa rămâne net deasupra celorlalte componente. De asemenea şi dublul (componentă a domeniului religios) rămâne deasupra altor componente. Acest lucru poate arăta faptul că multe cuvinte au constant o apropiere mai mare de aceste componente.

Figura 16. Corpusul Brown, secțiunea religie, varianta 2

Ca şi pentru textul lui C.S. Lewis, dacă eliminăm amplificarea dată de prezenţa în colocaţii a unor cuvinte similare (varianta a 4-a), alteritatea cade din poziţiile fruntaşe. În cazul documentului de faţă, de pe poziţia a doua alteritatea ajunge pe poziţia a şaptea din opt posibile; deci în ambele texte, cuvintele caracateristice alterităţii apar frecvent împreună. Alteritatea din “Mein Kampf” şi “Turner Diaries” (cărţi rasiste) nu pierde poziţia fruntaşă la folosirea variantei a 4-a.

Figura 17. Corpusul Brown, secțiunea religie, varianta 4

CONCLUZII Programul a arătat că putem determina prezenţa – şi măsura prezenţei – într-un text a unor concepte dintr-o ontologie proprie. De exemplu, structura ce ţine de ideea de transcendenţă o întâlnim în toate lucrările ce stau la baza studiului nostru într-un procent destul de semnificativ. Acest lucru demonstrează că există o preocupare constantă a omului pentru căutarea unor soluţii transcendente. Progresul tehnologic (ce poate fi văzut ca o construcţie secularizată a perfecţionării omului) nu poate modifica în esenţă acest dat fundamental. Credinţa omului în existenţa unei realităţi de esenţă superioară marchează profund legăturile noastre cu Universul, necunoscutul, timpul şi spaţiul. Tendinţa de desacralizarea (propusă de filosofii iluminişti) a pus în locul lăsat liber de credinţele religioase propriu-zise o inepuizabilă colecţie de credinţe şi milenarisme laice (comunismul, teoriile revoluţionare, teoria progresului etc.) ce se înţeleg foarte bine cu ştiinţa şi tehnologia. În esenţă, „desacralizarea” n-a schimbat nimic esenţial, societatea tehnologică a pus în locul eroilor cu puteri supranaturale robotul . Analiza pe lucrările menţionate scoate în evidenţă o altă structură a imaginarului alteritatea. Frecvenţa mare a cuvântului în textele studiate sugerează existenţa unui raport dintre identitate şi alteritate. Ne definim mereu în raport cu ceilalţi. Într-un sens mai larg, alteritatea se referă la un întreg ansamblu de diferenţe: societăţi diferite, fiinţe diferite, spaţii şi peisaje diferite. Acest mecanism conduce la o lume foarte fragmentată, fascinantă dar în acelaşi timp neliniştitoare. Programul poate fi modificat uşor pentru a folosi o altă ontologie cu oricâte componente. O serie de amplificări asupra unor valori numerice folosite în calcularea scorurilor (apropieri faţă de componente ale ontologiei) pot releva alte informaţii interesante despre un text (vezi secţiunea “Rezultate”). Ontologia imaginarului construită pentru analiza noastră este potrivită probabil cel mai mult identificării

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

103

psihologiei unui text (sau a psihologiei autorului acestuia) şi poate să nu fie potrivită pentru analiza unor texte pur ştiinţifice. Folosirea unei alte ontologii mai specifice poate să dea rezultate mai bune dacă dorim clasificarea unor documente în funcţie de apartenenţa la un anumit domeniu sau o anumită categorie a unui domeniu.

REFERINŢE 1. Lucian Boia, Pentru o istorie a imaginarului,

Traducere de Tatiana Mochi, Bucureşti, Editura Humanitas, 2000.

2. Gilbert Durand, Structurile antropologice ale imaginarului. Introducere în arhetipologia generală, Traducere de Marcel Aderca, Bucureşti, Editura Univers Enciclopedic, 1998.

3. Jacques Le Goff, L’imaginaire médiéval; Éditions Gallimard, Paris, 1985

4. NLTK, http://nltk.org/index.php/Main_Page 5. WordNet, http://wordnet.princeton.edu 6. Winograd, T., Flores, F., Understanding computers

and cognition, Ablex Publishing Corp., 1986

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

104

ASAP – Sistem avansat de evaluare a participanţilor la un chat

Mihai Dascălu Facultatea de Automatică şi

Calculatoare Universitatea Politehnica

Bucureşti [email protected]

Erol-Valeriu Chioaşcă Facultatea de Automatică şi

Calculatoare Universitatea Politehnica

Bucureşti [email protected]

Ştefan Trăuşan-Matu Facultatea de Automatică şi

Calculatoare Universitatea Politehnica

Bucureşti [email protected]

REZUMAT Lucrarea propune o metodă de evaluare a celui mai competent participant din cadrul unui mediu colaborativ de tip chat. Articolul descrie, de asemenea, programe software implementate care uşurează vizualizarea rezultatelor analizelor. Aceste programe ajută atât profesorii cât şi studenţii în îmbunătăţirea metodelor de învăţare şi în evaluarea participanţilor oferind un feedback pe baza chat-ului.

Cuvinte cheie Învăţare colaborativă, chat, reţele sociale, LSA

INTRODUCERE În ultimii ani, o dată cu dezvoltarea şi răspândirea calculatoarelor, au apărut noi medii de comunicare, gen chat (mesagerie instantanee), care au determinat schimbarea ideii de învăţare colaborativă ajutată de calculator, ea devenind o alternativă în a sprijini învăţământul clasic [8]. Din această perspectivă, a apărut şi necesitatea unor instrumente de asistare a interacţiunii, în contextul sistemelor pentru învăţământ fiind foarte utilă o evaluare automată a contribuţiei participanţilor, luând în considerare o serie de factori aplicaţi atât asupra numărului şi structurării replicilor interschimbate, cât şi asupra conţinutului semantic al acestora. Lucrarea de faţă prezintă un astfel de sistem, denumit ASAP (An Advanced System for Assessing Chat Participants – sistem avansat pentru evaluarea partcipanţilor la un chat). În analiza propusă în lucrare se porneşte de la succesiunea replicilor unui chat şi se construieşte reţeaua socială (vezi http://www.orgnet.com/sna.html, precum şi [5]) care poate fi reprezentată vizual prin graful participanţilor (figura 1), precum şi graful replicilor interschimbate, util pentru vizualizarea ierarhiei/înşiruirii replicilor. Reţeaua socială este un graf în care nodurile sunt participanţii la discuţie iar arcele sunt replicile schimbate. Graful replicilor reprezintă o reprezentare ierarhică a succesiunii acestora, bazată pe legăturile explicite marcate în transcriptul XML-ul exportat din sistemul Polyphony [6] sau ConcertChat [3]. Lucrarea continuă cu prezentarea factorilor folosiţi de sistem în analiza contribuţiei participanţilor la chat, în scopul evaluării lor. Următoarea secţiune trece în revistă câteva detalii de implementare. Ultima secţiune înainte de concluzii prezintă un modul folosit în adnotarea sesiunilor salvate de chat, în scopul obţinerii unui corpus de referinţă pentru evaluare.

Figura 1 Graful participanţilor

FACTORI ÎN ANALIZĂ

A. Numărul de caractere Un factor simplu, dar de multe ori relevant în descoperirea persoanei celei mai competente dintr-un chat, este numărul de caractere scrise de aceea persoană. Bineînteles că este de dorit să nu se urmărească neapărat cantitatea informaţiei scrise, ci mai degrabă calitatea, însă pentru a o determina pe cea din urmă este utilă şi cunoşterea acestui factor.

Figura 2 Graful replicilor

B. Numărul de caractere per intervenţie În acelaşi spirit în care cantitatea joacă un rol important în analiza discursului unui participant, numărul de caractere per intervenţie influenţează nota finală deoarece determină eficienţa medie a intervenţiei. Eficienţa medie este privită

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

105

în această lucrare ca o balanţă între lungimea intervenţiei şi consistenţa informaţiilor pe care le cuprinde.

C. Grad Plecând de la transcriptul chat-ului, este generat un graf în concordanţă cu numărul de replici interschimbate de participanţi. Din punctul de vedere a teoriei grafurilor, sunt luate în considerare două măsuri: I-grad (in-degree) – numărul arcelor care intră într-un

nod din graf; E-grad (out-degree) – numărul arcelor care ies dintr-

un nod din graf. Numărul de arce (numărul de replici interchimbate) dintre participanţii la chat furnizează gradul de centralitate (degree centrality). Această informaţie este folositoare în cadrul analizelor reţelei şi mai ales a relaţiilor sociale din cadrul ei. Însă aceasta este doar partea cantitativă, ea fiind sprijinită de o analiză calitativă, şi anume ce fel de replici circulă între participanţi, ce exprimă acestea fiind mai degrabă tratate mai mult teoretic deocamdată.

D. Centralitate Conform teoriei grafurilor există 5 tipuri de centralităţi, de:

apropiere („closeness”) graf trecere („betweenness”) stress valori proprii („eigenvector”)

Apropierea În domeniul topologiei, apropierea este unul din conceptele de bază. Intuitiv, două seturi sunt apropiate dacă sunt vecine unul cu celălalt. Conceptul poate fi definit în mod natural într-un spaţiu metric unde noţiunea distanţei dintre două elemente este definită, dar poate fi generalizată la spaţii topologice unde nu există o măsură concretă a distanţei. În teoria grafurilor, apropierea este o măsură a centralităţii unui nod într-un graf. Ea este invers proporţională faţă de distanţa minimă dintre nodul curent şi toate celelalte noduri. Astfel nodurile centrale dintr-un graf au o valoare mai mare a apropierii [1]:

),(1)(

\tvd

vc

vVtG

C ∑∈

=

unde reprezintă distanţa minimă dintre nodurile v şi t.

),( tvdG

Centralitatea grafului Într-o reţea este importantă distanţa maximă între nodul curent şi toate celelalte noduri, pentru a determina apropierea relativă între participanţii la chat. Atât pentru calcularea centralităţii grafului cât şi pentru apropiere se poate folosi algoritmul Floyd-Warshall [1,2]:

),(max1)(

\ tvdvc

GvVtG

=

Centralitatea de trecere O altă măsură a centralităţii într-un graf este centralitatea de trecere, conform căreia au un grad mai mare nodurile care se află pe mai multe drumuri minime din graf dintre oricare alte două noduri [1]:

∑∈≠≠

=Vtvs st

stB

vvcσ

σ )()(

unde stσ reprezintă numărul de drumuri minime între

nodurile s şi t; )(vstσ - numărul de drumuri minime între s şi t care trec prin nodul v.

Factorul de stress În cazul factorului de stress, centralitatea este corelată cu suma tuturor drumurilor minime din graf care trec prin nodul selectat [1]:

∑∈≠≠

=Vtvs

stS vvc )()( σ

Valori proprii Centralitatea obţinută prin calculul valorilor proprii este o altă măsură de determinare a importanţei unui participant din reţea. Acest factor ataşează note relative tuturor nodurilor din reţea pe baza principiului că o legătură cu un nod de rang înalt este mai importantă decât un număr de legături cu noduri de rang mai mic.

E. Rang Folosind algoritmul Page Rank [7], care stă la baza sistemului Google, este determinat rangul unui utilizator, având la bază matricea cu numărul de intervenţii schimbate între participanţi, respectiv pe notele replicilor interschimbate. Cu cât un utilizator este mai căutat, înseamnă că informaţiile provenite de la el sunt mai valoroase pentru ceilalţi participanţi, deci rangul lui va fi crescut pe măsură ce ii sunt adresate mai multe replici de la persone, preferabil, cât mai importante. În această evaluare este foarte importantă ponderea personei care comunică cu utilizatorul (dacă o personă cu un rang mare comunică cu utilizatorul, atunci probabilitatea ca informaţia exprimată să fie importantă este ridicată). Pentru calcularea rangului se foloseşte o metodă iterativă pentru evaluarea sistemului format din ecuaţiile:

))()(...

)()(()1()(

1

1

n

n

tctUR

tctURddAUR +++−= ,

unde UR= user rank – rangul unui participant; Ci = numărul de replici interschimbate de participantul ti cu participantul A; d = o constantă (0.85) folosită pt o convergenţa cât mai rapidă a sistemului.

F. Nota intervenţiei Se face presupunerea că fiecare conversaţie are un anumit tipar pe care il urmează: introducerea subiectului conversaţiei, partea mediană, unde se găsesc firele de discuţie (pot exista unul sau mai multe astfel de fire în chat) şi sunt zone efective de colaborare intensă, şi apoi finalul, în care se regăsesc concluziile discuţiei. Revenind la dezbaterea dintre calitate, cantitate şi eficienţă, calculul notei intervenţiei se face nu numai pe

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

106

baza cuvintelor folosite, ci şi pe baza lungimii interventiei. Prin cuvinte, se înţeleg doar acei termeni care sunt relevanţi discursului, şi nu cuvintele care nu aduc conţinut, cum ar fi articolele sau conjuncţiile (”stopwords”), care sunt eliminate din analiză. În evaluarea unei replici, pe lângă lungimea propriu-zisă se iau în considerare şi următorii factori: numărul cuvintelor cheie, care rămân din replică după

corectarea erorilor (spellcheck), extragerea rădăcinii (stemming) şi eliminarea ”stopwords” – lungimeMC;

nivelul la care se află intervenţia participantului în înşiruirea replicilor.

Astfel s-a obţinut formula de calcul:

nivel

lungimeMClungime

notaempirica 11

65*

6

+

+= .

Pornind de la această notă empirică se determină nota finală a replicii:

notafinala=notareplica precedenta+coeficient * notaempirica, unde coeficientul este determinat în funcţie de tipul replicii curente şi cel al replicii de care aceasta e legată. Un rol foarte important în alegerea coeficientului o are identificarea tipurilor de acte de vorbire din fiecare replică [9]. În această direcţie se urmăreşte identificarea verbelor din intervenţie, prezenţa anumitor semne de punctuaţie (de întrebare) şi a anumitor cuvinte cheie. Se obţine astfel o listă de atribute pentru o replică şi, ţinând cont de atributele replicii precedente (de care replica curentă este corelată) se determină coeficientul. În implementarea actuală există o matrice din care se selectează aceste valori, atributele luate în considerare fiind: negaţie, confirmare, întrebare şi afirmaţie. În evaluarea unei replici, în cazul analizei de tip semantic a reţelei sociale se va realiza o filtrare a replicilor din punctul de vedere al înrudirii termenilor folosiţi cu o listă de cuvinte introduse de utilizator sau cu o listă de cuvinte cheie ale chat-ului determinată statistic. Pentru a determina aceste cuvinte cheie se creează domenii de cuvinte inrudite, folosind relaţii de tip sinonimie din WordNet (http://wordnet.princeton.edu) sau LSA (”Latent Semantic Analysis” - Analiza Semantica Latenta, vezi http://lsa.colorado.edu), iar apoi, pe baza frecvenţei cuvintelor, a poziţiei în replică şi a importanţei totale a replicii se obţine lista de candidaţi ordonaţi după aceste criterii. Din noţiunile prezentate mai sus, pentru o înşiruire de replici aparţinând aceluiaşi fir de discuţie din chat se obţine o evoluţie ca cea reprezentată în figura 3. Prezenţa valorilor negative, se datorează unei note empirice mari a replicii curente şi a unui coeficient negativ, obţinut din calculul atributelor replicii respective şi celei precedente.

Figura 3 Evoluţia replicilor dintr-o înşiruire

Asemănător se determină şi evoluţia replicilor din întregul chat: în care se iau în considerare toate firele de discuţie, fiind posibilă obţinerea unor valori negative în cazul unor anumite succesiuni de atribute ale replicilor.

Figura 4 Evolutia chatului

Folosind aceeaşi idee se obţine şi evoluţia totală a fiecărui participant în funcţie de notele replicilor sale. În acest caz se iau în considerare doar notele empirice ale replicilor şi nu cele finale pentru a se obţine o repartiţie cât mai corectă a implicării fiecărui participant.

Figura 5 Evoluţia participanţilor

Pentru primii doi factori (numărul de caractere şi numărul de caractere raportat la numărul de intervenţii) se ţine cont

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

107

doar de matricea construită pe baza numărului de replici interschimbate.

Figura 4 Grafice pentru primii doi factori

Figura 5 Grafice în funcţie de factorul ales şi indicatorul la

care sunt raportate: numărul/nota replicilor

Pentru fiecare din ceilalţi factori se generează două grafice: unul raportat la numărul de replici interschimbate şi al doilea în funcţie de notele replicilor.

G. Analiza Semantică Latentă (LSA) LSA (http://lsa.colorado.edu) este o tehnică utilizată în procesarea limbajului natural, în particular în semantica

vectorială a analizei relaţiilor dintre un set de documente şi termenii pe care îi conţin, producând o serie de concepte în relaţie cu documentele şi termenii conţinuţi de fiecare. Această tehnică foloseşte o matrice rară care conţine pe coloane documentele care pot fi căutate, iar pe linii termenii (de obicei rădăcina cuvintelor cheie după care se face căutarea) conţinuţi în aceste documente. Elementele matricei sunt de obicei ponderea tf-idf (term frequency – inverse document frequency), adică este proporţional cu frecvenţa termenului în colecţia de documente şi este invers proporţional cu numărul de documente în care apare (astfel termenii rari având ponderi mai mari, iar cei care apar în foarte multe documente ponderi mai mici [4]. LSA transformă, prin metode algebrice, această matrice în relaţii între termeni şi documente precum şi în grupuri de cuvinte înrudite (aşa numitele ”spaţii semantice”). Un alt lucru important în evaluarea chat-ului este determinarea topicelor pentru care, pe lângă folosirea WordNet-ului ca ontologie se apelează şi la relaţiile dintre cuvinte obţinute în urma aplicării algoritmului LSA.

IMPLEMENTARE Aplicaţia a fost realizată în JAVA 1.6, iar elementele grafice sunt de tip SWING. Primele probleme care au apărut la prelucrearea unui chat au fost cele legate de ortografie: faptul că discuţiile sunt purtate on-line (perifericele folosite sunt tastaturile) face ca probabilitatea apariţiei erorilor să fie ridicată. Un alt factor este tendinţa de a folosi abrevieri pentru a scurta timpul necesar tastării, sau folosirea de emoticoane pentru definirea anumitor stări sufleteşti. Astfel, corectarea cuvintelor scrise greşit (spellchecking) este unul dintre principalele obiective (nu numai în proiectul curent, dar şi în cazul proiectelor similare, care au ca obiectiv analiza limbajului natural). Pentru spellchecking se foloseşte biblioteca Jazzy (vezi http://jazzy.sourceforge.net/ şi http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jazzy/), care este foarte asemănătoare cu Aspell, îmbinând algoritmi de potrivire fonetică cu algoritmi de tip comparare de secvenţe. S-au realizat şi următoarele îmbunătăţiri: se sparge cuvântul iniţial în două subcuvinte, se aplică

spellchecking pe fiecare, şi apoi, folosind distanţa Levenshtein, se determină dacă nu cumva cuvântul iniţial provine din unirea a două cuvinte (erorile obtinute prin alipirea a două cuvinte/omiterea spaţiului dintre ele sunt frecvente intr-un chat, iar Jazzy, în versiunea iniţială nu determină astfel de greşeli de scriere);

se construieste un graf folosind un dicţionar în care se memorează frecvenţa de apariţie a fiecărui cuvânt: în cazul unei greşeli de scriere, pentru determinarea celei mai bune sugestii din lista oferită de Jazzy (în care se iau în considerare atât asemănările fonetice cât şi distanţa Levenshtein) se ţine cont şi de frecvenţa apariţiilor fiecărei sugestii.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

108

Figura 6 Interfaţa A.S.A.P.

După cum s-a precizat anterior, o simplificare uzuală în analiza textelor este analiza doar a cuvintelor importante, care conţin înţeles, care dau fondul formei. În consecinţă, toate cuvintele de legătură (conjuncţii, prepoziţii, articole, interjecţii ş.a.m.d.) – aşa numitele stopwords - sunt eliminate din start. Etapa următoare presupune aducerea cuvintelor rămase la forma lor de rădăcină, fără flexiuni, astfel încât căutarea lor într-un lexicon să fie mai uşoară (stemming). Deşi acest pas este opţional în căutare – Wordnet-ul acceptă căutarea cuvintelor în orice formă – este absolut necesară în cazul identificării spaţiilor semantice cu LSA. Stemmer-ul folosit este Snowball (http://snowball.tartarus.org/), care oferă cele mai bune rezultate în comparaţie cu Porter (http://tartarus.org/~martin/PorterStemmer/) sau Lovin Stemmer, fiind bazat tot pe un algoritm, şi nu pe un dicţionar – performanţe mult mai bune în condiţiile în care se foloseşte iniţial un spellchecker pentru corectarea cuvintelor. Din punctul de vedere al ontologiilor s-a folosit Wordnet (http://wordnet.princeton.edu), acesta fiind un lexicon semantic al limbii engleze, care include cuvintele în grupuri de sinonime denumite synsets şi furnizează diferite relaţii semantice între aceste seturi. Utilizarea Wordnet-

ului permite descoperirea actelor de vorbire prin identificarea verbelor şi corelarea replicilor într-un context dat. Pentru calculul notei unui fir de conversaţie, fiecare replică poate duce la creşterea sau scăderea valorii acesteia. Astfel, în funcţie de tipul intervenţiei sau tipul actului de vorbire, nota are o pondere negativă sau pozitivă. În acest moment, implementarea acestei proprietăti este oarecum superficială, urmând ca în urma analizei corpusurilor colectate, să se creeze un „tabel de intervenţii” – acesta conţine ponderi pentru fiecare tip de intervenţie majoră (negaţie, întrebare, afirmaţie s.a.m.d.). Generarea grafurilor foloseşte JopenChart Drawer (http://jopenchart.sourceforge.net/), care generează imagini JPEG ale grafurilor. La implementarea calculului centralităţii cu ajutorul vectorilor şi valorilor proprii a fost introdusă o bibliotecă pentru calcul algebric, JAMA (http://math.nist.gov/javanumerics/jama), cu ajutorul căreia s-a realizat descompunerea matricilor. Coeficienţii calculaţi ajută la creearea unui top descrescător per coeficient şi unui top descrescător după nota finală a fiecărui participant calculată după o formulă în care coeficienţii factorilor prezentaţi anterior au diferite ponderi.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

109

Figura 7 Vizualizarea ferestrelor din cadrul aplicaţiei A.S.A.P

ADNOTAREA CORPUSULUI PENTRU ANALIZĂ Pentru a valida si a regla parametrii evaluării participanţilor la un chat, a fost dezvoltat un program de asistare a adnotării chat-urilor efectuate. Acesta a fost folosit în cadrul câtorva cursuri. Astfel a fost posibilă obţinerea unui corpus adnotat pe baza căruia să se compare rezultatele obţinute folosind A.S.A.P., sistemul nostru, şi cele obţinute în urma evaluării chat-ului de o persoană umană. Scopul construirii acestui corpus, a unui “standard de aur”, este acela de a vedea cât de aproape este aproximarea matematică făcută de program de o aproximare făcută de un om. Practic, aceasta etapă, care pune algoritmii la încercare, este una dintre cele mai surprinzătoare şi mai incitante dintre toate etapele parcurse. La momentul actual, corpusul adnotat a fost construit şi aşteaptă analiza care va aduce cu ea concluziile privind performanţa şi eficienţa metodelor descrise anterior. Aplicatia este realizata tot în Java 1.6 si de asemenea integrează elemente grafice de tip SWING.

Aplicaţia permite introducerea următoarelor informaţii cu privire la chat-ul analizat, care apoi vor fi salvate sub forma unui XML:

• crearea de adnotări pe baza unei replici: comentarii, note instant pentru o replică oarecare;

• adăugarea de note pentru fiecare participant pentru o înşiruire de 20 de replici succesive, reflectând activitatea sa din respectiva zonă;

• note finale pentru participanţii la chat şi pentru relevanţa chat-ului: colaborarea dintre participanţi şi rămânerea ”on topic”;

• adăugarea de legături implicite incluzând tipurile referinţelor şi şabloanele identificate;

• în funcţie de evoluţia chat-ului, cuvintele cheie/relevante de pe parcurs (topic-urile);

• specificarea zonelor de colaborarea intensă în care informaţiile oferite sunt relevante raportat la discuţia purtată

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

110

Figura 8 Interfata Adnotator

Figura 9 Deschiderea unui fisier de adnotare pentru completarea informaţiilor deja existente

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

111

CONCLUZII ŞI VIITOARE ÎMBUNĂTĂŢIRI

ASAP este o interfaţă foarte utilă în examinarea interacţiunilor om-calculator folosind sisteme de chat, nu numai în aplicaţiile educaţionale, ci şi în, de exemplu, proiectare sau rezolvare de probleme colaborative.

Primele rezultate ne încurajează să conchidem că se poate determina automat competenţa unei persoane care participă la un chat. În viitor preconizăm să facem următoarele înbunătăţiri: determinarea replicilor/referinţelor implicite folosind

Wordnet-ul şi LSA-ul prin găsirea asocierilor între cuvintele din acelaşi câmp semantic şi din replici diferite;

implementarea modelului probabilistic de analiză semantică latentă (PLSA, vezi http://www.cs.brown.edu/people/th/papers/Hofmann-UAI99.pdf) şi compararea rezultatelor cu cele obţinute folosind LSA-ul;

prelucrarea distribuită a datelor, astfel oferind posibilitatea folosirii programului pe sisteme distribuite/grid care permit în acest caz optimizări notabile;

determinarea listelor de cuvinte aparţinând aceluiaşi domeniu, totodată păstrând nivelul de generalitate şi câmpul lexical din care face parte;

considerarea influenţei notei replicii / poziţia unui cuvânt cheie în intervenţie pentru îmbunătăţirea notei replicilor;

contopirea domeniilor obţinute folosind LSA-ul în funcţie de domeniu/câmp semantic în vederea obţinerii zonelor cu cel mai mare interes/pondere din chat; se poate folosi şi o abordare statistică în care să se considere şi contopirea domeniilor pe baza existenţei unui sinonim comun sau o relaţie ierarhică folosind WordNet-ul;

folosirea unui corpus mai mare pentru antrenarea LSA;

după crearea unui set mai amplu de chat-uri evaluate, aplicarea unei indexări inverse pentru determinarea celui mai competent participant din mai multe chat-uri pe baza unor anumite criterii, eventual folosirea modelului Map Reduce sau a unor elemente specifice;

îmbunătăţirea determinării tipului replicii şi identificării actelor de vorbire pentru corelarea intervenţiilor într-o înşiruire.

PRECIZĂRI Această lucrarea a fost parţial finanţată din proiectul European FP7 STREP LTfLL şi din proiectul naţional CNCSIS K-Teams.

REFERINŢE

1. Brandes, U. (2001), ”A Faster Algorithm for Betweenness Centrality”, Journal of Mathematical Sociology 25(2):163-177.

2. Cormen, T., Leiserson, C., Rivest, R., Stein, C., (2001), Introduction to Algorithms, MIT Press.

3. Holmer, T., Kienle, A. & Wessner, M. (2006) Explicit Referencing in Learning Chats: Needs and Acceptance, in Nejdl, W., Tochtermann, K., (eds.), Innovative Approaches for Learning and Knowledge Sharing, First European Conference on Technology Enhanced Learning, EC-TEL 2006, Lecture Notes in Computer Science, 4227, Springer, pp. 170-184.

4. Manning, C., Schutze, H. (1999) Foundations of Statistical Natural Language Processing, MIT Press: Cambridge Mass.

5. Newman, M. E. J., The mathematics of networks, http://www-personal.umich.edu/~mejn/papers/palgrave.pdf

6. Ciprian Onofreiciuc, Alexandru Roşiu, Alexandru Gartner, Ştefan Trăuşan-Matu, „Polyphony, a Knowledge-based Chat System Supporting Collaborative Work”, în C. Badica, M. Paprzycki (Eds.), „Advances in Intelligent and Distributed Computing”, Proceedings of IDC, Studies in Computational Intelligence Vol. 78, Springer, 2007, pp. 155-164.

7. Page, L., Brin, S., Motwani, R., and Winograd, T., The pagerank citation ranking: Bringing order to the web. Technical report, Stanford Digital Library Technologies Project, 1998

8. Stahl, G. (2006) Group Cognition: Computer Support for Building Collaborative Knowledge, MIT Press.

9. Trausan-Matu, S., Chiru, C., Bogdan, R., (2004), Identificarea actelor de vorbire în dialogurile purtate pe chat, în Stefan Trăusan-Matu, Costin Pribeanu (Eds.), Interactiune Om-Calculator 2004, Editura Printech, Bucureşti, pp. 206-214.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

112

Prezența socială și afectivă în comunicarea online Ana Maria Marhan

Institutul de Filosofie si Psihologie „C. Radulescu-Motru” al Academiei Române Calea 13 Septembrie Nr.13, 71316 Bucuresti

E-mail: [email protected]

REZUMAT Noile tehnologii care mediază comunicarea interumană solicită utilizatorilor un efort de adaptare creativă a strategiilor de exprimare a emoțiilor la constrângerile constructive ale noilor medii. În această lucrare ne propunem să analizăm o serie de modalități de exprimare a emoțiilor la care recurg frecvent utilizatorii noilor tehnologii de comunicare bazate pe text (chat, email, SMS, forumuri de discuție etc.), precum și principalele indicii la care face apel pentru a decodifica starea emoțională a interlocutorului.

Cuvinte cheie Comunicare, emoție, prezență socială, prezență afectivă.

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation: Miscellaneous.

INTRODUCERE Odată cu diversificarea și îmbogățirea sistemelor de comunicare mediată de calculator observăm un interes din ce în ce mai crescut pentru înțelegerea complexității experienței subiective a utilizatorului în interacțiune cu noile tehnologii. Studiul emoțiilor revine în actualitate după ce pentru o lungă perioadă de timp, calculatorul a fost considerat un mediu de comunicare plat-afectiv. Într-un mediu de comunicare bazat exclusiv pe text, ni se explică în multe dintre lucrările publicate în urmă cu 10-15 ani, sunt eliminate tocmai acele elemente comportamentale, cu precădere nonverbale, care în interacțiunea față-în-față îndeplinesc funcția de comunicare a emoției: mimică, gestică, postură, tonul vocii etc. Chiar dacă întreaga istorie a literaturii, precum și a corespondenței romantice infirmă ipoteza conform căreia comunicarea bazată pe text are o capacitate redusă de susținere a schimbului emoțional, regăsim această idee chiar și în studii de dată recentă. Cu toate acestea, succesul tehnologiilor de tip email, chat, SMS etc., bazate preponderent pe text, demonstrează că este posibilă o îmbogățire substanțială a experienței emoționale a utilizatorului în comunicarea online.

PREZENȚA SOCIALĂ ȘI AFECTIVĂ Conceptul de “prezența socială” are deja o istorie îndelungată în studiile privind mass-media și comunicarea de masă. Cu mai bine de treizeci de ani în urma, Short și colab. [6] utilizau acest termen pentru a defini modul în care percepem atât persoanele aflate într-un proces de comunicare mediată, cât și interacțiunile interpersonale în care acestea sunt angajate. Prezența socială a persoanei care utilizează un mediu de omunicare este determinată de factori care includ nu doar caracteristici ale utilizatorului, ci și aspecte care țin de mediu și de situație. Unii autori, de exemplu [1], consideră prezența socială ca fiind preponderent o caracteristică a utilizatorului, care se află

în strânsă relație cu mediul și interacțiunea (măsura în care utilizatorul este un bun comunicator, capabil să se adapteze la mediu și situație, elemente ale acestei interacțiuni putând fi limitate sau amplificate de mediul de comunicare). Dintr-un alt punct de vedere, autori precum [6], consideră prezența socială ca fiind o dimensiune subiectivă a capacității mediului de comunicare de a transmite informații cu privire la expresia facială, direcția privirii, postura, precum și alte indicii nonverbale care pot fi prezente în acel mediu. Ca urmare, nivelul prezenței sociale posibil în diferite medii de comunicare este variabil și este determinat de caracteristici tehnice specifice. Nivelul prezenței sociale permis (sau anticipat) afectează natura interacțiunii și influențează modul în care utilizatorul alege un mediul în care comunică. Altel spus, caracteristicile tehnice sunt cele care determină măsura în care mediul în care se interacționează cu alți oameni este perceput ca fiind sociabil, cald, senzitiv, personal sau intim. Sistemele de comunicare în timp real reduc constrângerile spațiale în comunicarea interumană, iar prezența socială poate fi pusă în scenă prin atribute specifice ale contextului în care are loc schimbul de informație: de exemplu, este important dacă și în ce măsură aceste atribute facilitează conectivitatea (fără a imita comunicarea față-în-față), oferă feedback imediat, confort, sentiment de intimitate și, în același timp, diminuează sentimentul de intruziune.

Dimensiunile prezenței sociale Analiza conținutul comunicării din forumurile de discuție ale studenților de la Universitatea din Alberta realizată de Terry Anderson și colab. [4] a condus la identificarea a 12 indicatori ai prezenței sociale. Ulterior aceștia au fost grupați în trei categorii, pe care le vom analiza în continuare: • prezența afectivă: exprimarea emoțiilor, a

sentimentelor și a dispozițiilor afective; • interactivitate: a citi, a participa, a fi atent, a înțelege,

a reflecta asupra răspunsurilor altora; • coeziune: a oferi răspunsuri care construiesc și

mențin un sentiment de apartenența și angajare la scopurile și obiectivele comune ale grupului.

A. Prezența afectivă În comunicarea online, emoția poate fi exprimată atât prin mijloace verbale (de exemplu, utilizarea unor cuvinte cu încarcătură emoțională pozitivă sau negativă, utilizarea umorului sau a autodescoperirii etc.), cât și non-verbale (de exemplu, aranjarea spațială a textului, utilizarea emoticoanelor, a anumitor semne de punctuație etc.). Sistemele de comunicare mediată de calculator oferă utilizatorilor o multitudine de posibilități de reprezentare nonverbală a stărilor emoționale.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

113

Emoticoanele au devenit omniprezente în comunicarea online, indiferent dacă este vorba despre chat, SMS, email, forumuri de discuție sau bloguri. Astfel, sunt introduse în mediul de comunicare bazat pe text o serie de indicii nonverbale care intensifică experiența socioemoțională a interlocutorilor. După cum vom vedea în continuare, exprimarea stărilor emoționale poate fi realizată și prin mijloace ”neconvenționale”, precum repetiția unor semne de punctuație, utilizarea ne-necesară de majusculele sau semne grafice etc. Umorul este un indicator important al prezenței sociale. Dezvoltarea coeziuni unui grup implică adesea utilizarea de strategii conversaționale cum sunt glumele, ironia sau tachinarea, sarcasmul, utilizarea de semnificații sub-înțelese etc. În acest mod, diferențele între membrii grupului încetează să mai fie percepute ca o provocare serioasă pentru consensul și similaritatea membrilor grupului. Auto-dezvăluirea (prezentarea de detalii din viața privată, experiența personală, exprimarea vulnerabilității etc.) se referă la o categorie de comportamente care explică atracția psihologică și stabilirea de legături între indivizi. Cu cât cineva prezintă (dezvăluie, descoperă) mai multe informații personale, cu atât mai mult ne putem aștepta la un comportament reciproc din partea celorlalți; cu cât interlocutorii cunosc mai multe unul despre celălalt, cu atât mai probabilă este stabilirea unui sentiment de încredere reciprocă, oferirea de suport și trăirea sentimentului de bucurie și satisfacție.

B. Interactivitatea Certitudinea că celălalt ne ascultă și este atent la ce îi spunem este un aspect critic în interacțiunea socială. Oricare ar fi mediul de comunicare în care are loc conversația, replicile și răspunsurile interlocutorului servesc unor scopuri multiple: construiesc și mențin relația, exprimă dorința de a stabiliza sau de a prelungi contactul și, în mod tacit, indică suportul interpersonal, încurajarea și acceptarea inițiatorului. De exemplu, observăm în forumurile de discuție, email sau chat o serie de comportamente, eventual susținute de facilitățile software-ului utilizat, care accentuează sentimentul de interactivitate: • continuarea unui fir de discuție: utilizarea facilitaților

oferite de software pentru a răspunde unui mesaj primit prin email sau a publica un nou mesaj în forum (de exemplu, utilizarea funcției reply) sau, din contră, pentru a începe un nou subiect de discuție;

• citarea: utilizarea facilitaților oferite de software pentru citarea directă din mesajul altei persoane, integral sau pentru a copia părți din mesajul celuilalt;

• referire explicită, directă la conținutul altor mesaje; • pune întrebari celorlalți participanți sau

moderatorului. • mesaje pozitive: face complimente, exprimă

aprecierea pentru ceilalți participanți sau conținutul celorlalte mesaje;

• exprimarea acordului: exprima acordul cu ceilalți sau conținutul altor mesaje.

Viteza de reacție este un alt aspect important în orice tip de conversație. Pe de altă parte, fie că sunt de tip sincron sau asincron, sistemele de comunicare online propun

diverse soluții pentru a crește ”vizibilitatea” comportamentului reactiv al interlocutorului. Un exemplu în acest sens sunt indiciile cu privire la comportamentul de pregătire al răspunsului: de exemplu, sistemul oferă un răspuns automat (email) că utilizatorul lipsește de la birou câteva zile; că este momentan indisponibil sau este inactiv de o perioada de timp (chat), poate solicita permisiunea de a interveni în discuție, sau chiar în acest moment scrie raspunsul la mesajul anterior etc.

C. Coeziunea Gradul de coeziune al participanților la o conversație este determinat de activitați specifice care construiesc si mențin sentimentul de angajare al interlocutorilor. Rourke și colab.[7] identifică trei categorii de indicatori ai gradului de coeziune: • utilizarea unor elemente verbale care asigură funcția

fatică a comunicării (funcția de realizare a contactelor sociale): de exemplu, utilizarea unor modalități de salut specifice, formule de deschidere sau de încheiere a conversației.

• utilizarea vocativelor (adică acel caz al declinării care exprimă o chemare sau o invocare adresată cuiva): de exemplu, se adresează sau se referă la participanți utilizând numele acestora.

• utilizarea unor modalitați de adresare inclusive, prin utilizarea unor particule precum “noi,” “nouă” sau “al nostru”.

Funcția fatică a comunicării definește acele acțiuni comunicaționale care asigură stabilirea, menținerea, sau întreruperea comunicării dintre emițator și receptor. În această categorie intră, de exemplu, gesturile sau formulele de salut, alo-ul cu care începem fiecare convorbire telefonică, rolul lor fiind de a verifica dacă receptorul este atent și canalul de comunicare funcționează fără factori perturbatori. Aceste momente ale comunicării au funcția de a confirma legăturile care unesc partenerii de comunicare, incluzând acte comunicative cum sunt, de exemplu, întrebarile mai mult sau mai puțin formale cu privire la starea de sănătate a unei persoane, remarci cu privire la vreme, sau comentarii cu privire la alte aspecte comune, triviale. Utilizarea vocativelor, inclusiv adresarea prin pronume inclusive sau numele participanților, are o funcție importantă în construirea și exprimarea coeziunii grupului. De exemplu, în literatura pedagogică, se discută frecvent problema prezenței sociale a profesorului, subliniind relația deosebit de importantă care se stabilește între utilizarea numelor în comunicarea cu studenții și învățarea cognitivă, afectivă și comportamentală. Mai mult, “utilizarea redundantă a vocativelor indică tendința vorbitorului de a stabili o legatură mai strânsă cu audiența” [3, p. 145]. Un alt aspect important vizează relația dintre gradul de coeziune și utilizarea de termeni inclusivi la nivelul grupului. De exemplu, faptul că participanții se referă la grup utilizând pronume incluzive (noi, al nostru, pentru noi, sau chiar grup etc.) indică apropiere și caracterul compact al grupului, idee confirmată și de alte cercetări prezentate în literatura de specialitate.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

114

STRATEGII DE IDENTIFICARE A EMOȚIILOR ÎN COMUNICAREA SINCRONĂ Într-un studiu recent, Hancock și colab. [5] analizează modul în care stările emoționale pozitive sau negative, precum fericirea sau tristețea, sunt identificate și diferențiate în interacțiunile bazate pe text (chat), cu precădere în situațiile în care utilizatorul nu face referire explicită la starea afectivă în care se găsește. Altfel spus, în ce mod interlocutorii comunică informații privind sfera emoțională fără a spune direct “Sunt fericit!” sau „Sunt foarte supărat”? Care sunt principalii indicatori care pe care utilizatorii îi utilizează pentru a decoda acest mesaj? Autorii amintiți mai sus au încercat să demonstreze că, de obicei, utilizatorii emoțional-pozitivi vor apela preponderent la urmatoarele tipuri de comportamente: • produc mai multe cuvinte și mai multe mesaje

(verbozitate) decât utilizatorii triști; • apelează mai puțin la pronumele personal la persoana

I și utilizează mai multe pronume orientate spre ceilalți (persoana a II- a și a III-a singular și plural);

• vor manifesta mai frecvent tendința de a exprima acordul cu partenerul de comunicare;

• au un nivel mai înalt de reactivitate verbală decât comunicatorii triști;

• vor utiliza mai mulți termeni afectivi pozitivi și vor apela mai frecvent la emoticoane.

Pentru a verifica afirmațiile de mai sus s-a procedat astfel: participanții la o sesiune de comunicare bazată pe text (chat) de circa 30 de minute au fost rugați să acționeze ca și când ar avea fie o stare emoțională pozitivă, fie negativă. Dupa terminarea conversației online, utilizatorii au fost rugați să descrie strategiile pe care le-au utilizat pentru a exprima o anumita stare afectivă. Pentru a identifica indicatorii verbali și nonverbali asociați cu exprimarea anumitor emoții pozitive sau negative, ulterior a fost examinat și comportamentul lingvistic al participanților.

Strategii de diferențiere între stări emoționale pozitive și negative Studiul citat mai sus, ca și multe alte observatii empirice arată că în comunicarea bazată pe text, fie ea de tip sincron sau asincron, utilizatorii sunt capabili să diferențieze între o stare emoțională pozitivă sau negativă a interlocutorului. De obicei, utilizatorii apelează la indicii care semnalează o serie de comportamente comunicaționale specifice, pe care le-am amintit și mai sus: exprimarea acordului sau a dezacordului, apelul la un anumit vocabular emoțional, utilizarea specifică a semnelor de punctuație și, nu în ultimul rând, viteza de răspuns.

A. Exprimarea acordului cu partenerul de comunicare Acesta este un prim indiciu utilizat în decodificarea mesajelor emoționale. De obicei, o persoană având o stare emoțională pozitivă exprimă mai frecvent acordul cu partenerul de comunicare decât atunci când trăiește o stare emoțională negativă. Același comportament este utilizat pentru exprimarea preferinței în situații de comunicare față-în-față: a îți plăcea vs a nu îți plăcea ceva sau de cineva [8]. De fapt, mai important chiar decât exprimarea

acordului, este frecvența de exprimare a dezacordului, care devine un indiciu verbal important pentru diferențierea între o stare emoțională pozitivă și o stare emoțională negativă în comunicarea interumană, mediată sau directă.

B. Vocabularul emoțional O strategie mai puțin explicită, se referă la utilizarea unui număr mai mare sau mai mic de termeni afectivi (însă nu neaparat termeni pozitivi). În conversație, persoanele care exprimă stări afective negative utilizează de cinci ori mai mulți termeni afectivi negativi decât utilizatorii fericiți. Este important să observăm că, de obicei, aceasta diferență nu apare în mod explicit identificată de utilizatori printre strategiile utilizate pentru exprimarea / identificarea emoțiilor [5]. Acest fapt ne conduce la ipoteza că utilizatorii negativi nu sunt conștienți de faptul că utilizează un număr mare de termeni negativi. Este o idee susținută de o multitudine de date de observație din psihologia comunicării și psihoterapie privind dificultatea efortului de conștientizare în cazul persoanelor cu un stil de gândire și comunicare negativ.

C. Punctuația O a treia strategie utilizată se referă la modalitațile de utilizare a semnelor de punctuație în comunicarea scrisă: de exemplu, se poate constata în mod frecvent o creștere în utilizarea semnelor de punctuație la persoanele care exprimă emoții pozitive. Astfel, punctuația devine “o metrică a comunicarii online”. O analogie interesantă poate fi făcută între o astfel de metrică (gruparea cuvintelor în unități ritmice, o tehnică de versificație) și, de exemplu, tonul vocii, care este un indiciu important pentru recunoașterea emoției în contexte de comunicare față-în- față [6]. Analiza lingvistică arată că această strategie este pusă în aplicare mai ales prin utilizarea semnelor de exclamație: utilizatorii emoțional–pozitivi utilizează de aproximativ șase ori mai multe semne de exclamație decât utilizatorii emoțional-negativi, dupa cum arata studiul lui [3]. Indiciile lingvistice cu cea mai mare capacitate de predictie a capacitatii unui evaluator de a aprecia starea emoționala a partenerului sunt legate de utilizarea negatiilor si a semnelor de exclamatie. Comunicatorii care utilizează mai puține negații si mai multe semne de exclamație au fost apreciați ca având o stare emoționala înalt pozitivă [8].

D. Viteza de răspuns Acordarea vitezei de răspuns este o a patra strategie la care apelează frecvent utilizatori angajați în conversații online. De obicei, utilizatorii care au o stare emoțională pozitivă afirmă că încearcă să răspundă mai repede la replicile partenerilor lor decât un utilizator trist (în situație de comunicare spontană, nu regizată). Însa, datele lingvistice arată că utilizatorii care exprimă emoții pozitive, respectiv negative, produc aproximativ aceași rată de răspunsuri pe minut. În schimb, se observă că utilizatorii care exprima emoții pozitive produc de aproximativ 29% mai multe cuvinte decât utilizatorii triști. Astfel, se pare că mai importantă decât viteza de răspuns este numărul de cuvinte în care utilizatorul exprimă ceea ce dorește să spună atunci când trăieste o anumită stare emoțională. Aceste strategii par a fi destul de eficiente în exprimarea stărilor emoționale. Chiar și utilizatorii naivi

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

115

nu au foarte mari dificultăți în detectarea stării emoționale a partenerului de comunicare. De exemplu, [3] arată că evaluatorii au apreciat partenerii emoțional- pozitivi ca fiind cu 41.8% mai fericiți decât partenerii emoțional- negativi. Mai mult decât atât, în unele cazuri comunicatorii tristi au apreciat ca participarea la conversație nu le-a făcut foarte multă plăcere și nici nu au exprimat dorința de a întâlni din nou acel partener de conversație. Este important de subliniat faptul că în studiul prezentat acest efect a fost destul de puternic, implicând faptul că, din acest punct de vedere, într-un mediu de comunicare bazat pe text diferențierea între comunicatorii de emoții pozitive sau negative nu este o sarcină foarte dificilă.

Personalitatea receptorului și decodificarea mesajelor online Un studiu recent [2], arată că personalitatea receptorului influențează percepțiile emițătorului în comunicarea mediată atât direct cât și indirect, prin percepția unor indicii nonverbali. Rezultatele experimentului realizat de [2] susțin ideea ca semnificația indiciilor nonverbali este dependentă de context și că personalitatea receptorului influențează atât percepția indiciilor nonverbale, cât și a celui care trimite mesajul (emitațorul). În acest scop s-a cerut unui grup de studenți să completeze un chestionar de personalitate și apoi să citească mesajele primite de la o persoană necunoscută (simple cereri de informații privind activitatea universității sau copii ale unor lucrări științifice). În mod aleator, fiecărui student i-au fost alocate două tipuri de mesaje: unele mesaje erau scrise în totalitate cu majuscule, altele includeau emoticoane, iar o altă categorie nu prezentau nici unul dintre aceste indicii. Apoi, s-a cerut studenților să aprecieze pe o scală în ce măsură le este simpatic autorul mesajului. Rezultatele obtinute în acest studiu arată că utilizarea corectă a majusculelor și a emoticoanelor tinde să facă o impresie mai bună asupra cititorului. Pe de alta parte, personalitatea cititorului influențează modul în care sunt percepute emoticoanele și utilizarea majusculelor. Atunci când cititorul are scoruri înalte pe scalele de extroversie și stabilitate emoțională, este mai mare probabilitatea să aprecieze mesajul în cauza ca fiind mai placut atunci când majusculele sunt folosite corect. În ceea ce priveste emoticoanele, cititorii cu scoruri mai înalte de stabilitate emoționala apreciaza mesajele emițatorului ca fiind mai simpatic atunci când utilizeaza emoticoane. Se pare că, invers, regula nu se aplică: pentru persoanele introvertite și instabile emoțional, utilizarea corectă a majusculelor nu pare să afecteze măsura în care le este sau nu simpatic autorul mesajului ci, din contra, pot chiar sa o diminueze. Similar, utilizarea emoticoanelor are un efect mai puțin clar asupra persoanelor instabile emoțional. Aceste rezultate sunt interesante, dar ridică o serie de întrebări. Emoticoanele fac ca autorul mesajului să apară interlocutorului ca fiind mai simpatic sau, din contră, îl fac să apară lipsit de profesionalism? De exemplu, în studiul citat mai sus [2] unicul emoticon utilizat a fost o față zâmbitoare :-).

CONCLUZII Studiile recente privind comunicarea bazată pe text (chat, email etc.) arată ca nu putem afirma cu certitudine care

dintre strategiile de exprimare a emoțiilor este mai eficientă: utilizarea emoticoanelor, scrierea cu majuscule, utilizarea de coduri speciale sau o altă variantă. Toate acestea pot evoca răspunsuri emoționale orientate atât spre polul pozitiv al emoției, cât și spre cel negativ: ele pot fi utilizate pentru a exprima în egala măsură entuziasmul sau furia. Comunicarea bazată de text s-a maturizat mult în ultimii ani, iar utilizatorii s-au dovedit suficient de creativi și imaginativi pentru a depăși limitările tehnologiei și a exprima aproape orice emoție sau stare afectivă. Persoana care discută cu doi sau trei interlocutori în paralel, face uz de un limbaj propriu, supra-esențializat, extrem de sofisticat, uneori criptic pentru oricine vine din afara acestui spațiu: „C U 2nite @ 6?”. Varietatea emoticoanelor este, de asemenea, imensă și prezintă note specifice spațiului cultural în care a fost creată, sau preluată și utilizată. O întrebare legitimă este dacă și în ce măsură aceste inovații lingvistice vor rezista probei timpului: de exemplu, ststisticile arată ca în 2007 în Marea Britanie au fost trimise în jur de 100 de milioane de mesaje tip SMS și IM în fiecare zi, iar mai mult de 81 de milioane de emailuri au fost trimise prin Hotmail în fiecare lună; majoritatea acestora au fost însă șterse aproape imediat sau într-un interval de timp previzibil.

BIBLIOGRAFIE 1. Biocca, F., Burgoon, J., Harms, C., & Stoner, M.,

Criteria and scope conditions for a theory and measure of social presence. Proceedings of the Fourth Annual International Workshop: Presence 2001, 4th Annual International Workshop, Philadelphia, PA, May 21-23 2001.

2. Byron, K., Baldridge, D. C., E-Mail Recipients' Impressions of Senders' Likability. Journal of Business Communication, Vol. 44, No. 2, 2007, p. 137-160.

3. Ekman, P., Emotion in the human face. Cambridge University Press, 1982.

4. Garrison, D. R., Anderson, T., & Archer, W., Critical inquiry in a text-based environment: computer conferencing in higher education, The Internet and Higher Education, 2(2/3), 2000, p. 1-19.

5. Hancock, J.T., Landrigan, C., Silver, C. (2007). Expressing Emotion in Text-based Communication, Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems, SESSION: Emotion & empathy. San Jose, California, USA, 2007, p. 929-932.

6. Short, J., Williams, E., & Christie, B., The social psychology of telecommunication. John Wiley, 1976.

7. Rourke, L., Anderson, T. Garrison, D. R., & Archer, W., Assessing social presence in asynchronous, textbased computer conferencing. Journal of Distance Education, 14(3), 1999, p. 51-70.

8. Walther, J.B., Loh, T., & Granka, M., :L. Let me count the ways: The interchange of verbal and nonverbal cues in computer-mediated and face-to-face affinity. Journal of Language and Social Psychology, 24, p. 36-65, 2005.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

116

Comunităţile online: abordări, principii, dileme

Irina Cristescu ICI Bucureşti

Bd. Mareşal Averescu nr.8-10, Bucureşti [email protected]

REZUMAT Comunităţile online mediate de calculator facilitează reunirea şi interacţiunea grupurilor de persoane asigurând suportul social, informarea şi sentimentul de apartenenţă. Spaţiul social de interacţiune creat de tehnologiile care permit utilizatorilor să interacţioneze cu alte grupuri ajută la consolidarea reţelelor sociale. Proiectarea şi dezvoltarea sistemelor interactive trebuie să se axeze pe două mari coordonate: utilizabilitate şi sociabilitate. Atunci când interesul grupal intră în contradicţie cu cel individual apare o tensiune care are efecte negative ce nu pot fi neglijate datorită implicaţiilor ulterioare la nivel grupal. În articolul de faţă se analizează principiile de proiectare a comunităţilor online pe criterii care corespund cerinţelor de utilizabilitate şi sociabilitate.

Cuvinte cheie

Comunităţi online, sociabilitate, utilizabilitate, dileme sociale.

Clasificare ACM

K.4.2. Social issues.

INTRODUCERE Constituit iniţial cu scopul de a permite schimbul de date şi informaţii între calculatoare, Internetul este acum un suport de comunicare între persoane şi grupuri stimulând interacţiunea. Grupurile de persoane se formează având la bază interesul comun, domeniul de activitate sau alte criterii comune. Acest scop este valabil şi în spaţiul cibernetic, nu numai în cel social. Deşi Internetul permite indivizilor accesul la diferite tipuri de grupuri şi informaţii, aceştia sunt cel mai mult atraşi de grupurile online care împărtăşesc aceleaşi interese şi preocupări. Reuniunile online dispun de mai multe nomenclaturi printre care şi comunităţile online. Termenul a fost folosit pentru prima data de Howard Rheingold pentru a desemna „agregările culturale care se formează în urma întâlnirilor repetate în spaţiul cibernetic”[6]. Nevoia oamenilor de afiliere este cel puţin la fel de importantă şi necesară ca şi nevoia de informaţie. De modul în care diferite comunităţi permit accesul la informaţie şi interacţiune depinde succesul acestora. Din această perspectivă, un rol important în cadrul comunităţii online îl au sociabilitatea şi utilizabilitatea. Sociabilitatea şi utilizabilitatea oferă o bază pentru identificarea caracteristicilor necesare succesului comunităţilor online, cât şi a modalităţilor de prevenire a diferitelor conflicte ce pot apărea.

Valoarea reţelelor sociale mediate de calculator are o importanţă majoră, fie că ne referim la indivizi, grupuri sau afaceri. Din perspectivă sociologică, această categorie de reţele de comunicare oferă individului un nou model de interacţiune şi interrelaţionare cu ceilalţi. Aceste interrelaţionări variază în funcţie de caracteristici unele fiind mai puternice, altele mai slabe. O persoană are nevoie de ambele tipuri de relaţionări. În articolul de faţă se analizează comunităţile online sub forma grupurilor şi a reţelelor sociale, modul în care acestea există ca entităţi electronice. Scopul este evidenţierea importanţei interacţiunii online şi a modului în care înţelegerea acesteia contribuie la dezvoltarea sociabilităţii şi utilizabilităţii, factori decisivi în determinarea succesului unei comunităţi online. Din această perspectivă, dorim să răspundem următoarelor întrebări: cum interacţionează oamenii în comunitatea online ? ce înseamnă a fi o comunitate online de succes ? ce ar presupune o îmbunătăţire a sociabilităţii şi a utilizabilităţii pentru a corespunde cerinţelor persoanelor ce accesează şi/sau fac parte din comunitatea online? Sunt propuse astfel diferite soluţii de rezolvare sau întâmpinare a dilemelor sociale, printre care şi cele sociologice, evidenţiind astfel interdependenţa între domenii.

COMUNITĂŢILE ONLINE

Definiţii şi abordări

Până în prezent nu există o definiţie unanim acceptată a „comunităţilor online”, termenul având diferite semnificaţii în funcţie de persoane [4]. În 1994, Howard Rheingold cu referire la comunităţile virtuale evidenţia că sunt „agregări culturale care sunt posibile atunci când indivizii interacţionează mai mult în spaţiul cibernetic”. Comunitatea virtuală este un grup de persoane care se pot sau nu întâlni în viaţa de zi cu zi şi care realizează un schimb de opinii, idei, prin intermediul reţelelor mediate de calculator” [6]. Pentru a ajunge la o definiţie cât mai completă a comunităţilor online trebuie să avem în vedere diferitele accepţiuni ale termenului. Din punct de vedere sociologic se pot face referiri în ceea ce priveşte termenul de „comunitate”. Dacă în primă instanţă comunităţile au fost definite având în vedere caracteristicile fizice, cum ar fi mărimea, locaţia şi graniţele, definiţiile următoare au considerat centrale în definirea acestora aspecte precum relaţiile interpersonale [7]. Din perspectivă tehnică, informaţională, comunităţile online sunt definite având în vedere suportul software. Aceste definiţii sunt accesibile numai indivizilor ce deţin cunoştiinţe în domeniul informatic, fiind centrate pe evidenţierea protocoalelor de

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

117

conversaţie şi nu asupra importanţei interacţiunii sociale din cadrul comunităţii. Având în vedere cele expuse anterior suntem de părere că abordarea comunităţilor online trebuie privită din perspectiva sociologică asupra comunităţilor sociale, fiind necesare însă anumite precizări. Asemănarea între cele două perspective se datorează faptului că fiecare desemnează un grup de persoane ce alcătuieşte o reţea socială. Tehnologia de care dispun comunităţile online este un factor facilitator ale cărui efecte privesc modul în care şi cum au loc diferitele lucruri în cadrul grupului. Există atât argumente pro cât şi contra în ceea ce privesc comunităţile online datorate modului de angajare al indivizilor în interacţiune. Deşi dispun de un mare avantaj din perspectiva accesului la informaţie, din punct de vedere social acest tip de comunităţi privează individul de relaţii sociale concrete, reducând interacţiunea şi interrelaţionarea numai la spaţiul cibernetic. În cadrul lucrării vom folosi sintagma „comunităţi online” având în vedere următoarele aspecte: funcţional şi structural. Când spunem „comunităţi online” ne referim la un spaţiu social virtual în care indivizii interacţionează în vederea accesării informaţiei, oferirii sau primirii de suport informaţional, stabilirii suportului interpersonal. Totodată, structura comunităţii poate varia sub aspect geografic (locală, naţională, internaţională), sub aspect numeric (mare sau mică), sub aspect profesional (comunităţi cu un anumit profil), etc.

Dilemele sociale în comunităţile online

Dilemele sociale sunt acele situaţii în care deşi comportamentul individului este corect, colectiv, fiecarui individ îi este mai rău acţionând în propriul interes decât dacă ar fi acţionat în interesul grupului. Practic este vorba de conflictul între interesul personal şi interesul colectiv, fapt ce conduce la tensiuni ce acţionează în detrimentul tuturor celor implicaţi. Comunitatea online este un exemplu foarte bun în ceea ce priveşte dilema bunurilor publice. Specificul acestui tip de dileme sociale constă în faptul că bunurile publice nu pot funcţiona fără efortul iniţial al indivizilor. Existenţa lor este condoţionată de contribuţiile personale. Până să poată beneficia de o astfel de resursă comună, membrii comunităţii (toţi sau măcar o parte din ei) trebuie să coopereze pentru constituirea acesteia. În dilema bunurilor publice, decizia iniţială a individului nu priveşte menţinerea fondului comun, ca în dilema resurselor, ci înfiinţarea acestuia prin renunţarea la un beneficiu personal imediat în favoarea interesului colectivităţii. De aceea, sunt numeroase împrejurările în care, chiar dacă comunitatea are o nevoie stringentă de un anumit bun public, indivizii nu vor face eforturile necesare pentru a-l produce. Acest lucru se observă şi în cazul comunităţilor online. O persoană se poate înregistra numai în câteva secunde şi poate culege „roadele”, fie că sunt în forma informaţiilor provenite de la membri, informaţii folosite de grup sau altfel de informaţii obţinute în urma interacţiunii cu membrii grupului. De exemplu, accesul ca utilizator anonim favorizează consumul fără a lăsa nimic în schimb din punct de vedere informaţional. Cooperarea

şi contribuţiile în cadrul comunităţii sunt esenţiale pentru aceasta. De aceea în cadrul fiecărei comunităţi sunt membri care îndeplinesc funcţii de moderatori, iniţiatori, încurajând discuţiile, rezolvarea diferitelor probleme ce pot apărea. Deoarece este atât de uşor să nu contribui cu nimic la comunitatea respectivă, ci doar să beneficiezi de informaţie, ar trebui ca regulile de administrare a comunităţii să întâmpine aceste neajunsuri. De aceea se impun anumite măsuri de rezolvare a acestei dileme.

Modalităţi de rezolvare a dilemelor sociale

În esenţă modalitatea de abordare a dilemelor sociale se concentrează asupra încurajării comunicării între membri, acesta fiind un aspect important pentru a ajunge la cooperare. Prin cooperare se ajunge la schimbarea statutului individului de la simplu utilizator la membru al comunităţii respective. Ca membri, indivizii sunt mult mai predispuşi aprofundării relaţiilor cu ceilalţi deoarece sunt mereu expuşi contactului cu noii-veniţi putând avea şansa de a se întâlni cu cei cu care au mai intrat în contact. Soluţiile oferite în cazul dilemelor sociale sunt orientate către două aspecte: soluţii motivaţionale şi soluţiile structurale [2]. Soluţiile motivaţionale trebuie să schimbe percepţia indivizilor conform căreia persoanele cu care intră în contact sunt egoiste. Pentru aceasta trebuie avute în vedere elementele care stimulează comunicarea între pesoane şi astfel, cooperarea. Soluţiile structurale fac parte din abordarea potrivit căreia regulile jocului pot fi schimbate, atenţia fiind asupra contextului de desfăşurarea a interacţiunii. Astfel, pentru a creşte şansa de interacţiune între indivizi, trebuie să li se ofere acestora ocazia să se „întalnească” mai des în cadrul comunităţii şi tot odată să se poată recunoaşte între ei. Din păcate, aceasta a fost veşnica problemă în cadrul comunicării asistate de calculator, confidenţialitatea informaţiilor.

PRINCIPII DE PROIECTARE A COMUNITĂŢILOR ONLINE

Cerinţe de utilizabilitate

Utilizabilitatea este responsabilă de cât de intuitiv şi uşor îi este individului să înveţe să folosească şi să interacţioneze prin intermediul unui produs. Utilizabilitatea se defineşte altfel: „măsura în care un produs poate fi utilzat de utilizatori specifici pentru a atinge scopuri specificate cu eficienţă, eficacitate şi satisfacţie în contexte de utilizare specificate ” (ISO 9241-11). Această definiţie se referă la utilizabilitatea la nivel individual. Se poate vorbi însă şi de utilizabilitate la nivel grupal, aceasta vizând scopurile şi obiectivele care îi leagă pe indivizii grupului, cât şi satisfacţia la nivel grupal. Din perspectiva utilizabilităţii la nivel grupal avem în vedere următoarele aspecte : comunităţile online trebuie să asigure un suport utilizabil pentru dialogul social (cât timp îi trebuie utilizatorului să înveţe protocolul de dialog, cât de greu este să trimită/primească mesaje sau să realizeze alte acţiuni) , afişarea informaţiei (cât de uşor se găsesc informaţiile şi se realizează sarcinile), navigare (în cât timp se învaţă navigarea în comunitatea respectivă,

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

118

uşurinţa cu care se găsesc informaţiile, caracterul intuitiv al sitemului de navigare).

Cerinţe de sociabilitate

Pentru proiectarea comunităţilor online criteriul de utilizabilitate nu este de ajuns. Trebuie ca tehnologia să fie un suport care să încurajeze şi interacţiunea socială. Sociabilitatea trebuie să încurajeze interacţiunea socială şi să pună bazele planificării şi dezvoltării unor politici sociale corespunzătoare. Componentele sociabilităţii sunt: specificarea scopului comunităţii, nevoile indivizilor, politicile corespunzătoare comunităţii, interacţiunea online, reciprocitatea, empatia şi încrederea. Specificarea scopului comunităţi – definirea acestuia evidenţiază indivizilor interesele, idealurile comunităţii; nevoile indivizilor – trebuie avute în vedere nevoile colective ale comunităţii; de aceea în unele cazuri comunităţile restricţionează accesul persoanelor, tocmai pentru a se atinge mai uşor acest aspect; politicile corespunzătoare comunităţii – implicarea membrilor grupului în stabilirea acestora; interacţiunea – din perspectivă sociologică interesează modul în care internetul schimbă viaţa oamenilor, cum se formează şi cum funcţionează comunităţile online, cum diferă conversaţia online de cea faţă-în-faţă. Dialogul online nu dispune de aceeaşi încărcătură nonverbală precum cel faţă-în-faţă (exceptând poate cazurile în care se folosesc emoticoanele, deşi semnificaţia nu este aceeaşi ca în comunicarea reală). De aceea se poate ca în numeroase cazuri să se ajungă mai greu la încrederea în ceilalţi, la empatie, fapt ce atrage după sine o dezvoltare mai anevoioasă a relaţiilor sociale ; empatia şi încrederea – atunci când spunem empatie ne referim la capacitatea de a „intra în pielea” celuilalt, de a simţi ceea ce acesta simte şi de a acţiona în consecinţă. Cu cât persoanele se aseamănă mai mult între ele, cu atât este mai uşor să se înţeleagă. Atât empaţia cât şi încrederea sunt influenţate de comunicarea online; reciprocitatea – presupune atât folosirea informaţiei disponibile, cât şi îmbunătăţirea acesteia prin contribuţii personale (exemplu: upload-area de noi materiale în cadrul comunităţii respective). Uneori se întâmplă ca individul să beneficieze de pe urma comunităţii fără ca aceasta să sesizeze lipsa contribuţiilor acestuia. De aceea, a face parte dintr-o comunitate online poate fi uneori avantajos pentru cei care au ca singur scop utilizarea datelor puse la dispoziţie. Sociabilitatea este responsabilă pentru eficacitatea, eficienţa şi satisfacţia interacţiunii sociale. Pentru o bună sociabilitate trebuie avute în vedere următoarele componente: scopul comunităţii, indivizii şi regulile, întrucât „comunitatea online este un proces caracterizat prin trei elemente: un scop comun, care furnizează o motivaţie pentru a aparţine comunităţii, oameni şi politici” [3]. Deciziile luate de dezvoltatorii comunităţii privind aceste componente determină aspectul de sociabilitate online. Principii de socio-utilizabilitate

De ce este comunitatea online mai greu de abordat? Pentru că este într-o continuă dezvoltare, fiind un proces şi nu o

entitate (Fernback, 1999). Din această cauză comunităţii trebuie să i se asigure încă de la început o proiectare adecvată care să fie un sprijin în evoluţia sa socială. Din perspectivă sociologică ne interesează o abordare multistratificată a comunităţilor online, fiind importante efectele interactivităţii reţelelor mediate de calculator. Principalele probleme care se pun în cadrul comunităţilor online din perspectiva utilizabilităţii sunt cele care vizează aspecte precum: dialogul şi suportul interacţional, design-ul informaţiei, navigarea şi accesul [5]. Dacă utilizabilitatea se concentrează asupra modului în care indivizii interacţionează cu tehnologia, sociabilitatea se axează pe modalitatea în care membrii comunităţii interacţionează unii cu alţii fiind mediaţi de tehnologiile asistate de calculator. Cu alte cuvinte, obiectul sociabilităţii este interacţiunea om-om susţinută prin intermediul tehnologiei [5]. În tabelul de mai jos am sintetizat principiile ce trebuie urmărite în cadrul comunităţii online, aşa cum trebuie ele să apară tratate din perspectiva sociabilităţii şi a utilizabilităţii. Tabelul 1: Principiile socio-utilizabilităţii în cadrul comunităţilor online

Întrebările utillizatorului

Implicaţii din perspectiva sociabilităţii

Soluţii din perspectiva utilizabilităţii

1. De ce aş alege să fac parte din comunitatea X ? (evidenţierea scopului comunităţii)

Trebuie avut în vedere în ce măsură denumirea şi ceea ce conţine comunitatea respectivă reflectă scopul acesteia. Ce informaţie este necesară şi modalitatea de prezentare.

Conferirea unei denumiri clare pentru comunitate, cât şi o argumentare cât mai concisă a scopului acesteia. Grafica nu trebuie să distragă atenţia de la mesaj.

2. Care sunt modalităţile prin care mă alătur sau părăsesc comunitatea? (politicile comunităţii)

Comunitatea trebuie sa fie de tip deschis sau închis ? Acest fapt depinde de sensibilitatea subiectelor abordate şi dacă participarea trebuie controlată.

Trebuie să se aibă în vedere cerinţa înregistrării. Pentru aceasta trebuie indicate instrucţiuni clare, proceduri scurte şi la obiect, asigurarea că datele personale sunt confidenţiale şi nu vor fi expuse.

3. Care sunt regulile comunităţii ? (politicile comunităţii)

Ce tip de politici vor fi acceptate de comunitate? Este necesară prezenţa unui moderator?

Oferirea de reguli clare, concise. Dacă este necesară prezenţa unui moderator trebuie furnizate instrumentele corespunzătoare pentru aceasta.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

119

4. Cum comunic cu ceilalţi mebrii ai comunităţii? (politicile comunităţii)

Trebuie avute în vedere nevoile noilor-veniti şi modul acestora de integrare, astfel încât să se simtă ca aparţinând comunităţii. Nevoile vechilor membrii. Cum se pot schimba nevoile participanţilor de-a lungul timpului ?

Determinarea tipului de suport necesar pentru comunitate din perspectiva utilizabilităţii.

5. Pot face ceea ce am nevoie repede astfel încât să îmi ating scopul? (scop)

Trebuie avute în vedere nevoile comunităţii. Care este scopul comunităţii şi cui i se adresează ?

Luarea deciziei în ceea ce priveşte adoptarea diferitelor modalităţi de comunicare (tehnologie sincronă şi asincronă), existenţa unor răspunsuri pentru cele mai frecvente întrebări (FAQs), oferirea de ajutor la diferite nivele necesare.

6. Dacă pun la dispoziţie informaţii primesc înapoi la rândul meu ?

Cum poate fi reciprocitatea încurajată ?

Oferirea de răspunsuri la întrebări, propuneri de a ajuta şi a susţine.

7. Este comunitatea sigură? (politicile comunităţii)

Sunt necesare reguli mai puternice sau un moderator pentru a asigura un comportament corespunzător şi suport din partea comunităţii?

Găsirea modalităţilor de a proteja informaţiile, discuţiile, persoanele.

8. De ce aş reveni în comunitate? (scop & politici)

Menţinerea crescută a interesului.

Asigurarea schimbării conţinutului.

Rezolvarea dilemelor sociale necesită organizarea comunităţilor online pe principii de sociabiliate. Succesul unei comunităţi online trebuie privit din perspectiva succesului sociabilităţii – numărul mare de participanţi, numărul de mesaje, numărul de mesaje per membru, gradul de reciprocitate, discuţiile legate de subiectele lansate, numărul scăzut de incidente, satisfacţia utilizatorului faţă de interacţiune, procentul persoanelor care au rămas fidele comunităţii după o anumită perioadă de timp – şi cel al utilizabilităţii – viteza mare în învăţarea utilizării interfeţei, productivitate, timpul în care se îndeplinesc sarcinile standard (citit, scris, cautat, etc.), satisfacţia utilizatorului în raport cu utilizarea soft-ului, numărul de erori din timpul îndeplinirii sarcinilor.

CONCLUZII Proiectarea şi dezvoltarea soft-ului suport pentru comunităţile online ridică o serie de probleme întrucât scenariul în sine presupune mai mult de un utilizator şi o

interfaţă. Contextul social al sistemului introduce un al treilea element important: grupul. Grupul “informatic” este în sine un grup, fapt ce face să dispună de anumite caracteristici, la fel cum şi utilizatorul rămâne tot individ. Astfel, diferitele tensiuni ce apar între individ şi grup sunt iminente. Proiectanţii comunităţilor online trebuie să asigure un echilibru între ceea ce este bun pentru utilizator şi ceea ce este bun pentru grup pentru a conduce la o experienţă sociabilă şi utilizabilă pentru utilizator. Pentru aceasta, în centrul atenţiei trebuie pus grupul, fără a pretinde prin aceasta ca individul în sine să fie ignorat, ci pentru a se analiza modalitatea în care aceştia îşi pun amprenta asupra grupului. Soft-ul suport pentru comunităţile online trebuie perceput ca un element ce îşi pune amprenta asupra atitudinilor şi comportamentului individului. Astfel, în realizarea comunităţilor online, pentru a se reduce dilemele sociale ce pot apărea trebuie să se acorde o atenţie deosebită comunicării şi promovării acesteia. Comunicarea conduce la cooperare ajutând grupul să îşi atingă scopurile, indivizii să se ataşeze de mediul în care activează şi reducându-se astfel comportamentele egoiste şi de contracarare. Proiectanţii sistemelor comunicaţionale asistate de calculator, dezvoltatorii şi planificatorii trebuie să facă faţă acestei provocări, creând un spaţiu social care este propice deopotrivă individului şi grupului, în timp ce reduce tensiunile şi conflictele care pot apărea. În acest scop este necesară cooptarea de sociologi în echipa de proiectanţi a unei comunităţi online.

BIBLIOGRAFIE [1] Dotan, Amir. (2003). The socio-usability dilemma. http://www.amirdotan.com/pdf/The_Socio-Usability_Dilemma.pdf

[2] Kollock, Peter. (1998). Social dilemmas – the anatomy of cooperation. Annual Review Sociology. Nr. 24 (183-214).

[3] Preece, Jennifer. (1999). Online communities. În J. Jacko şi A. Sears, Handbook of Human-Computer Interaction. Mahwah: NJ. Pp. 596-620.

[4] Preece, Jennifer. (2000). Online communities: designing usability, supporting sociability. England: Chichester. www.ifsm.umbc.edu/onlinecommunities

[5] Preece, Jennifer. (2001). Designing usability, supporting sociability: questions participants ask about online communities. Articol prezentat la Conferinţa de Interacţiune Om-Calculator, Tokyo.

[6] Rheingold, H. (1994). A slice of life in my virtual community. În L.M. Harasim (Ed.), Global Networks: Computers and international communication. Cambridge: MIT Press.

[7] Wellman, B (1997). An electronic group is virtually a social network. În S. Kiesler. Culture of the internet. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates. Pp. 179-205.

[8] Wenger, E. (1998). Communities of practice. Cambridge, UK: Cambridge University Press.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

120

Folosirea serviciilor Web de pe dispozitive mobile. Aplicaţie pentru mediul universitar

Emil Stănescu, Ileana Stănescu Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare în

Informatică-ICI Mareşal Averescu 8-10, sector 1, Bucureşti

{stanescu, ileanas}@ici.ro

Răzvan Zota, Laura Stănescu Academia de Studii Economice Piaţa Romană 6, Bucureşti

[email protected], [email protected]

REZUMAT În cadrul lucrării prezentăm două modalităţi de accesare de pe echipamente mobile a serviciilor Web. Aceste modalităţi diferă între ele prin modulele client, care sunt adaptate tipurilor de echipamente mobile folosite. Folosirea aplicaţiei software prezentate în cuprinsul lucrării reprezintă o alternativă rapidă de informare în mediul studenţesc. Ea oferă posibilitatea de adaptare relativ uşoară a interfeţei utilizator, astfel încât accesul la informaţie să se poată face cât mai rapid, în funcţie de profilul utilizator şi de context. Din punct de vedere arhitectural, acest sistem de informare foloseşte un suport comun la nivelul de date şi la cel de aplicaţie, care se găsesc pe server, dar la nivel client sunt dezvoltate componente software distincte: pentru echipamentele mobile de tip Pocket PC, bazate pe Microsoft .NET Compact Edition, pe de o parte, şi pentru telefoane mobile care încorporează Java 2 Platform Micro Edition, pe de altă parte.

Cuvinte cheie Implementare interfeţe, dispozitive mobile, servicii Web, Pocket PC, telefon mobil

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): User Interfaces.

INTRODUCERE Accesarea informaţiilor folosind protocolul WAP (Wireless Access Protocol) pentru a se comunica de pe un terminal mobil cu un server, accesând fişiere WML (Wireless Markup Language) sau XHTML are o largă răspândire, această modalitate prezentând avantajul că informaţia stocată pe server este accesibilă de pe o gamă largă de echipamente telefonice existente în prezent. Standardizarea accesului, de pe terminalul mobil, la serviciile Web, precum şi dezvoltarea suportului tehnologic pentru folosirea acestora este de dată mult mai recentă şi, în consecinţă aplicaţiile software dezvoltate sunt mai puţin numeroase. În [2] este descris um mediu educaţional colaborativ bazat pe o aplicaţie J2ME ce accesează aplicaţia de pe server şi baza de date corespunzătoare, folosind o conexiune HTTP pentru schimbul de date. În [8] sunt prezentate şi analizate aplicaţii software pentru mediul studenţesc, bazate pe diferite tehnologii (inclusiv servicii Web), care se pot folosi pe echipamente mobile. Serviciile Web sunt componente funcţionale, disponibile pe Internet şi descrise în limbajul de definire a serviciilor Web (Web Service Definition Language - WDSL) [1]. Accesarea serviciilor Web de pe echipamente mobile se înscrie în tendinţa generală de standardizare a modului în care se comunică între sistemele de calcul, indiferent de tipul de platformă pe care se găsesc aplicaţiile software. Suportul pentru servicii Web a fost dezvoltat mai întâi pentru platforme fixe. Pe de altă parte, arhitectura sistemelor informatice care încorporează şi echipamente mobile poate fi mult mai eficientă dacă se bazează şi pe servicii Web.

J2ME Web Services API (WSA), dezvoltată ca JSR 172 în cadrul Java Community Process, extinde Java 2 Platform Micro Edition astfel încât să suporte serviciile Web [3]. Pentru platformele Pocket PC a fost creată posibilitatea de accesare a serviciilor Web folosind .NET Framework SDK [4]. Pentru echipamentele mobile care conţin unul din cele două sisteme suport, amintite mai sus, am dezvoltat două module client, care accesează, pe server, servicii Web de informare, specifice mediului universitar.

ARHITECTURA SISTEMULUI DE INFORMARE PENTRU MEDIUL STUDENŢESC Arhitectura sistemului de informare se încadrează în tipul de arhitecturi multi-nivel: nivelul gestionare date, nivelul aplicaţie (sau business) şi nivelul client. Sistemul conţine patru module care sunt repartizate pe nivelurile arhitecturii astfel: • la nivel de date: un modul care este implementat ca bază de date a

unui server SQL Microsoft, versiunea 2005 Express Edition. • la nivel aplicaţie: un modul care este implementat ca serviciu

Web al unui server web Microsoft Internet Information Server 5.1. • la nivel client: două module care implementează funcţiile

interfeţei client pentru două tipuri de dispozitive mobile, Pocket-PC 2003 (PCK) şi telefon mobil (TM).

În figura 1 este prezentată schematic arhitectura aplicaţiei.

Figura 1 Arhitectura sistemului de informare

FUNCŢIILE SISTEMULUI DE INFORMARE Principalele funcţii ale sistemului sunt: • Autentificarea utilizatorului folosind telefonul mobil sau PDA;

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

121

• Vizualizarea celor două tipuri de profile utilizator: profilul studentului şi profilul profesorului;

• Gestionarea informaţiilor despre utilizatori. Unele din datele despre utilizatori sunt comune tuturor profilurilor (nume, prenume, CNP etc.). Alte date sunt specifice numai unui anumit tip de profil (de exemplu, grupa în care studiază este specifică profilului Student, iar catedra şi titlul sunt specifice profilului Profesor);

• Gestionarea informaţiilor referitoare la instituţia de învăţământ: facultăţi, departamente, grupe etc.;

• Gestionarea datelor referitoare la orar: ziua, ora şi minutul de începere şi de terminare a unei activităţi, sala, profesori, curs, grupă, subgrupă, tip activitate (curs, seminar, laborator), orar (săptămânal, săptămână pară sau impară);

• Vizualizarea orarului folosind diferite criterii; • Obţinerea de informaţii despre situaţia şcolară (note şi credite

obţinute).

TEHNOLOGII FOLOSITE PENTRU DEZVOLTAREA APLICAŢIEI DE INFORMARE Modulul destinat clientului PCK a fost dezvoltat în tehnologia Microsoft .NET Compact Framework 2.0. în mediul de dezvoltare Visual Studio 2005, în limbajul C Sharp. Modulul destinat clientului TM a fost dezvoltat în NetBeans 5.5 pentru platforma SUN Java (TM) Wireless Toolkit 2.5.1, în limbajul Java.

STRUCTURA BAZEI DE DATE Serviciul Web dezvoltat în cadrul aplicaţiei implementează o serie de funcţii de interogare a unei baze de date relaţionale gestionată de un sever SQL (Microsoft SQL Server 2005 Express Edition). Pentru accesarea bazei de date am definit utilizatorul mobileR prin care se conectează serviciul web la baza de date. Prin interogare s-au dezvoltat proceduri stocate, iar utilizatorul mobileR are numai drept de execuţie asupra acestor proceduri. În continuare sunt prezentate tabelele bazei de date pe care sunt construite interogările. • Tabela Utilizatori gestionează utilizatorii şi parolele acestora, care

sunt necesare pentru autentificarea în cadrul aplicaţiei. • Tabela Persoane gestionează datele (nume, prenume, CNP etc.)

referitoare la persoana fizică asociată unui utilizator. În cadrul aplicaţiei, persoanele se pot încadra în două categorii: studenţi şi cadre didactice. Fiecărei categorii îi corespunde o tabelă în baza de date.

• Tabela Studenti referă o persoană fizică şi o grupă (chei externe: persoana şi grupa). O grupă conţine mai multe persoane, iar o persoană poate fi referită de mai multe înregistrări din tabelul studenţi, în cazul în care cineva urmează mai multe facultăţi în acelaşi timp.

• Tabela CadreDidactice referă o persoană şi o catedră. • Tabela Grupe gestionează grupele din toate facultăţile care aparţin

instituţiei de învăţământ. O grupă este identificată unic prin câmpul id (identificator). Alte atribute ale tabelului Grupe sunt numar, an, serie, specializare, formInv pentru forma de învăţământ (zi, învăţământ la distanţă). Pot exista mai multe înregistrări cu aceeaşi valoare a câmpului numar dacă valorile câmpului facultate sunt diferite.

• Tabela Catedre gestionează catedrele din cadrul facultăţilor. • Tabela Discipline gestionează disciplinele care aparţin catedrelor.

• Tabela Incadrari descrie disciplina predată de un cadru didactic unei grupe. Atributul tip al tabelei poate lua valorile curs sau seminar.

• Tabela Facultati stochează lista facultăţilor instituţiei de învăţământ.

• Tabela Orar stochează, pentru o disciplina ce este referită în tabela încadrări, elementele de timp şi spaţiu corespunzătoare.

CONSUMAREA SERVICIULUI WEB DE PE POCKET PC Pentru utilizarea unui serviciu Web trebuie creată mai întâi o Referinţă Web către serviciul respectiv. Datorită modului specific în care sunt tratate obiectele în mediul Microsoft, am creat două servicii Web: unul accesat numai de pe Pocket PC, iar altul accesat şi de pe dispozitive J2ME. Pentru aplicaţia prezentată în lucrare s-au creat referinţele web cu denumirea (valoarea proprietăţii Folder Name) serviciu_web_ASE, respectiv serviciu_web_ASEms. După ce este creată o referinţă web, ori de câte ori se face o modificare a serviciului, sau când proiectul (VS2005) este mutat pe o altă staţie de lucru, referinţa trebuie actualizată corespunzător. După crearea unei referinţe web, serviciul web referit este disponibil aplicaţiei client prin intermediul clasei Service (denumirea clasei din proiectul ASP.NET care a implementat serviciul web) din spaţiul de nume denumire_referintaWeb (în cazul nostru serviciu_web_ASE şi serviciu_web_ASEms). În aplicaţia client se va crea un obiect din clasa prezentată mai sus: private serviciu_web_ASE.Service servA = new serviciu_web_ASE.Service();

sau private serviciu_web_ASEms.Service serv = new serviciu_web_ASEms.Service();

apoi, apelându-se metodele clase ca şi cum ar fi o clasă locală, de exemplu: uID = servA.Autentificare(tbCont.Text, tbParola.Text);

sau m_student = serv.getStudentDS(m_idUser);

sau DataSet ds=serv.getDisciplineDS(tbGrupa.Text, tbProf.Text);

sau private void getOrar(short directie)

{

int disID=(cbDis.Text.Length > 0)

? Convert.ToInt32(cbDis.SelectedValue.ToString()) : 0;

DataSet ds = serv.getOrarDS (dateTimePicker1.Value.ToString("MM/dd/yyyy hh:mm"), tbGrupa.Text, tbFac.Text, tbProf.Text, disID, tbSala.Text, directie);

Prezentare funcţională şi descrierea interfeţei utilizator În realizarea interfeţei cu utilizatorul s-au avut în vedere unele din principiile HCI cum ar fi minimizarea costului de accesare, folosind pentru aceasta identificatorul de utilizator, care este păstrat de aplicaţia software, astfel încât să fie posibilă recunoaşterea utilizatorului la o nouă conectare, folosindu-se, în consecinţă, profilul şi contextul corespunzător acestuia.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

122

După introducerea contului şi parolei se face autentificarea: se va apela metoda Autentificare (referinţa Web va face un Remote Procedure Call). Dacă metoda returnează un string cu lungime mai mare ca zero (utilizatorul s-a autentificat cu succes), în meniu vor deveni active şi alte opţiuni, în funcţie de tipul utilizatorului (student sau/şi cadru didactic). Astfel, dacă utilizatorul este student, vor fi activate toate opţiunile în afară de opţiunea Profil cadru didactic, iar dacă utilizatorul este cadru didactic, vor fi active toate opţiunile în afară de opţiunea Profil student. Utilizatorul poate fi în acelaşi timp şi cadru didactic şi student, în cazul masteranzilor şi doctoranzilor care au şi calitate de cadru didactic în instituţia de învăţământ respectivă. Prin accesarea opţiunii Profil student, de către utilizatorul mihneaio, care este student la două facultăţi, ecranul arată ca în figura 2.

Figura 2 Autentificare de pe Pocket PC

Figura 3 Profil student. Vizualizare de pe Pocket PC

În acest exemplu, în profil, vor apărea două înregistrări care corespund celor două grupe din care face parte studentul (fig. 3). Acesta poate alege una din grupe, pentru care poate vizualiza orarul în continuare. Apăsând butonul Înapoi, va apărea fereastra principală, în care se află meniul.

CONSUMAREA SERVICIULUI WEB DE PE TELEFONUL MOBIL Aplicaţia destinată utilizatorului cu un echipament de tipul telefonului mobil (TM) a fost dezvoltată în limbajul Java, varianta Micro Edition (J2ME). Platforma J2ME este un set de API-uri Java standard definite prin Procesul Comunităţii Java (Java Community Process – JCP)[3]. Aceasta furnizează o interfaţă utilizator flexibilă, securitate puternică, şi protocoale de reţea încorporate. Platforma J2ME poate fi adaptată

pentru o clasă specifică de dispozitive prin potrivirea acestora cu profilul şi configuraţia specifică fiecăruia, şi poate fi extinsă pentru anumite tipuri de aplicaţii software prin adăugarea unor pachete opţionale adiţionale. Aplicaţia dezvoltată include funcţii pentru autentificare, vizalizare profil student, cadru didactic, completare parametri de interogare orar şi afişarea setului de elemente de orar care corespund interogării. Principala componentă a aplicaţiei este clasa Orar care extinde clasa MIDlet a pachetului J2ME javax.microedition.midlet. Această clasă implementează un CommandListener (ascultător de comenzi – pentru a le trata conform cu logica aplicaţiei) din pachetul javax.microedition.lcdui. Un obiect (frmMain) de tip Form este utilizat pentru a genera machete (formulare electronice) în mod dinamic, prin adăugarea şi ştergerea de obiecte elementare de interfaţă (de tip TextField, GroupChoice, StringItem). Pentru navigare a fost utilizat un meniu de comenzi ataşat obiectului frmMain. Autentificarea se face prin completarea numelui (contului) utilizator şi a parolei numai la prima rulare a aplicaţiei. În cazul unei autentificări cu succes, identificatorul utilizatorului este stocat într-un RecordStore. La următoarea rulare a aplicaţiei identificatorul utilizator se încarcă şi poate fi utilizat mai departe în funcţiile de încărcare a profilului acestuia.

Suportul pentru componenta client de apelare a serviciilor web de pe telefonul mobil Specificaţiile Serviciilor Web J2ME suportă următoarele: • Connected Limited Device Configuration (CLDC), v1.x. CLDC

este proiectat pentru echipamente mici cu CPU pe 16-biţi sau pe 32-biţi şi 128 KB până la 512 KB de memorie.

• Mobile Information Device Profile (MIDP), v1.x şi 2.x. MIDP este proiectat pentru telefoane celulare şi anumite PDA-uri şi furnizează interfaţa utilizator, conexiunea la reţea, memorarea datelor locale şi managementul aplicaţiei necesar pentru aceste echipamente. Cu CLDC şi MIDP, platforma J2ME furnizează un mediu Java pentru echipamente wireless. Prin instalarea pachetelor opţionale pentru servicii Web, JAXP şi JAXP-RPC se extinde mediul de lucru al maşinii Java adăugându-se capacităţi de procesare XML în cadrul platformei J2ME.

Modelul de programare pentru clienţi J2ME ai serviciilor Web Versiunea curentă a specificaţiei JSR-172 solicită dezvoltatorilor de aplicaţii mobile care apelează servicii Web la distanţă să urmeze următorii paşi: • Să se genereze un stub (set de linii de cod care îndeplinesc o

funcţionalitate) local din descrierea făcută în fişierul WSDL dintr-un serviciu Web de la distanţă.

• Să instanţieze o instanţă a stub-ului generat. • Să invoce metodele stub-ului instanţiat, care corespund operaţiilor

serviciului Web de la distanţă. • Să împacheteze stub-ul cu aplicaţia mobilă.

Concret un stub pentru un client Java al unui serviciu web este o clasă care implementează intefeţele service. ServiceSoap, javax.xml.rpc.Stub. Aplicaţia a fost dezvoltată pe un calculator personal cu sistemul de operare Windows XP Professional pe platforma SUN Java (TM)

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

123

Wireless Toolkit 2.5.1. utilizând mediul de dezvoltare NetBeans 5.0. (am instalat în prealabil NetBeans Mobility 5.0). Am creat un proiect cu numele ASE de tip Mobile în care au fost utilizate facilităţile J2ME pentru client de serviciu web, serviciul web consumat fiind cel descris anterior (dezvoltat în Microsoft ASP.NET şi utilizat şi de aplicaţia pentru PocketPC).

Prezentarea interfeţei utilizator pentru mediul J2ME Înaintea unei interogări asupra orarului se vor completa criteriile de interogare selectând opţiunea Parametri. Se va afişa macheta corespunzătoare ca în figura 4.

Figura 4 Completare parametri de interogare

Figura 5 Orarul

După completarea parametrilor se poate selecta opţiunea Orar pentru afişarea acestuia (fig. 5).

CONCLUZIII Lucrarea prezintă un sistem de informare pentru mediul studenţesc. Realizarea practică a aplicaţiei software ne-a permis testarea unor tehnologii noi, care integrează diferite sisteme de calcul prin mijloace de comunicaţie standardizate, oferite de serviciile Web. Deşi nu toate telefoanele mobile ce conţin J2ME au şi extensia JSR 172, care permite accesarea serviciilor web, se remarcă o creştere rapidă a caracteristicilor de procesare conţinute în telefoanele mobile ceea ce asigură o răspândire a acestor tipuri de aplicaţii. Folosirea serviciilor Web prezintă avantajul că se foloseşte o interfaţă

standardizată, indiferent de sistemul de operare al serverului. Alt avantaj constă în posibilitatea compunerii serviciilor Web astfel încât acestea să realizeze funcţii complexe. În [5] se introduce noţiunea de Comunitate de servicii Web şi ontologia comunităţii care reprezintă un şablon pentru descrierea ei. În [6] este descris un model de comunităţi de servicii Web, bazate pe domenii de activitate specifice şi este specificată implementarea unui prototip, folosibil pentru diferite comunităţi, cum este cea a utilizatorilor mobili din mediul universitar. Această componentă software de informare a studenţilor şi profesorilor va fi pusă alături de alte aplicaţii utile pentru utilizatorul mobil, în cadrul unui “Sistem integrat pentru utilizatorul mobil”. Abordarea accesului la informaţii folosind servicii Web este o tendinţă în plină dezvoltare, atât datorită faptului că permite o interoperabilitate sporită cât şi datorită standardizării accesului la servicii oferite de diferiţi furnizori.

MULŢUMIRI Această lucrare a fost suportată de Ministerul Educaţiei şi Cercetării din România, prin programul CEEX, proiect nr. 80/10.10.2005.

REFERINŢE 1. Christensen E., Curbera F., Meredith G., Weerawarana

S.(2001), Web Services Description Language (WSDL) 1.1, W3C Note"; http://www.w3.org/TR/wsdl

2. Cremene M., Chira L., (2005) Collaborative Agenda for Educational Environments, Proceeding of the the 4th International Conference RoEduNet ROMANIA, SOVATA, TÂRGU-MURES, ISBN 973-7794-26-5

3. Enrique Ortiz C., (2004), Introduction to J2ME Web Services, http://developers.sun.com/mobility/apis/articles/wsa/

4. Farhan S., Developing a Pocket-PC application that calls a WebService, http://www.devcity.net/Articles/33/1/20020415.aspx

5. Medjahed B., Bouguettaya A. (2005) A Dynamic Foundational Architecture for Semantic Web Services, Distributed and Parallel Databases, , Springer Science+Business Media, 17, pg. 179-206

6. Popa V., Stănescu E., Stănescu I. (2007), Distributed Infrastructure for Semantic Web Services, Proceedings of the workshop “Services and Software Architectures, Infrastructures and Engineering for enhancing EU Citizen’s Quality of Life, May 18, 2007, Bucharest, Romania, pg.171-176, ISBN 978-973-0-04939

7. White J., (2005) Turn, Your J2ME Mobile Devices into Web Service Clients, accesat la adresa http://www.devx.com/wireless/Article/28046

8. Zota R., Stănescu I., Stănescu E., Stănculescu R., Stănescu L. (2008) Mobile Applications for the Academic Environment, Publicat în Volumul LNBIP 5 (Lecture Notes in Business Information Processing) al Conferinţei Internaţionale „2nd International United Systems Conference UNISCON 2008)”, Klagenfurt, Austria, 22-25 Aprilie 2008, pp. 544-554, 2008, SPRINGER-VERLAG Berlin Heidelberg

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

124

Abordări privind evaluarea calităţii serviciilor publice on-line (E-ServEval)

Alexandru Balog Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare în Informatică (ICI) Bd. Mareşal Averescu nr. 8-10, sector 1, 011455, Bucureşti

[email protected]

REZUMAT În acest articol se prezintă două categorii de abordări (generale şi specifice) referitoare la evaluarea calităţii serviciilor publice on-line. În cadrul abordărilor specifice se prezintă modelul e-ServEval dezvoltat şi experimentat într-un proiect naţional de cercetare. Modelul ia în considerare caracteristici referitoare la calitatea interfeţei, calitatea interacţiunii şi calitatea rezultatului. Modelul este validat în raport cu alţi factorii externi (satisfacţia cetăţeanului şi intenţia de utilizare a serviciului).

Cuvinte cheie Servicii publice on-line, evaluarea calităţii.

Clasificare ACM H5.3. Group and Organization Interfaces.

INTRODUCERE Evoluţia guvernării electronice a permis inventarierea principalelor servicii care se oferă în lume cetăţenilor şi mediului de afaceri. La nivelul Uniunii Europene au fost definite 20 servicii publice de bază a căror implementare este definitorie pentru compararea e-government în statele membre. Din cele 20 servicii de bază, 12 servicii sunt adresate cetăţenilor (Government to Citizen, G2C) şi 8 mediului de afaceri (Government to Business, G2B). Orientarea pe calitatea serviciilor publice on-line este o parte reprezentativă a reformei digitale. Gradul în care obiectivele calităţii serviciilor publice on-line sunt cuantificate şi făcute publice, precum şi gradul în care sunt măsurate şi raportate, variază de la o ţară la alta. Cele mai frecvente evaluări se fac prin sondarea opiniei publice, prin anchete privind satisfacţia clienţilor cu serviciile publice on-line furnizate de autorităţile administraţiei publice, prin evaluarea comparativă (benchmarking) a disponibilităţii on-line a diferitelor tipuri de servicii publice etc.

ABORDĂRI PRIVIND EVALUAREA CALITĂŢII SERVICIILOR PUBLICE ON-LINE Din cercetările efectuate [7] se constată utilizarea mai multor abordări în evaluarea serviciilor publice on-line: abordări generale şi abordări specifice. O sinteză mai recentă recentă şi o clasificare a literaturii în domeniul calităţii serviciilor publice on-line sunt prezentate în [10]. Abordările generale au drept scop evaluarea gradului de evoluţie şi de utilizare a serviciilor publice on-line, într-un context internaţional, naţional sau local. Corelat cu acest scop, unele abordări au în vedere şi evaluarea nivelului de satisfacţie a ”clientului” (a cetăţeanului sau a mediului de afaceri) cu serviciile publice on-line. Metodele şi rezultatele obţinute sunt utilizate cu preponderenţă în

evaluările comparative ale serviciilor publice on-line în ansamblu şi în evaluările comparative între diferite tipuri de servicii publice on-line. Abordările specifice au drept scop măsurarea şi evaluarea calităţii serviciilor publice on-line şi, pe această bază, furnizarea unuia sau mai multor indicatori prin care se cuantifică nivelul calităţii serviciului oferit. Metodele incluse în această grupă au la bază un model conceptual al calităţii serviciului, un set de criterii ale calităţii serviciului şi o procedură de măsurare şi de evaluare. Metodele şi rezultatele obţinute sunt utilizate pentru evaluarea unui anumit tip de serviciu public on-line care este livrat de un anumit furnizor (o instituţie publică identificată şi precizată).

Abordări generale

Analiza disponibilităţii serviciilor publice on-line (studiul CapGemini) Studiul elaborat de CapGemini are la bază un model în care sunt identificate cinci stadii de dezvoltare sau niveluri de maturitate ale serviciilor publice on-line [1]: -nivelul 1: Informare. Informaţiile necesare pentru a începe procedura de obţinere a serviciului public sunt disponibile on-line. -nivelul 2: Interacţiune unidirecţională. Situl web accesibil în mod public oferă posibilitatea de a obţine prin descărcarea formularelor, forma tipărită necesară pentru a începe procedura de obţinere a acestui serviciu. La acest nivel este luată în considerare şi posibilitatea utilizării unui formular electronic pentru a comanda un formular non-electronic. -nivelul 3: Interacţiunea bidirecţională. Situl web accesibil în mod public oferă posibilitatea unui acces electronic la formularul electronic oficial pentru declanşarea procedurii de a obţine serviciul. Aceasta presupune existenţa unei forme de autentificare a persoanei (fizice sau juridice) care solicită serviciul. -nivelul 4: Tratarea complet electronică. Situl web accesibil în mod public oferă posibilitatea efectuării complete a serviciului public prin intermediul sitului web, incluzând decizia de utilizare a serviciului şi furnizarea efectivă a serviciului. Pentru solicitant nu este necesară nici o altă procedură oficială prin care să se utilizeze formulare pe suport hârtie. -nivelul 5: Personalizare. Include măsuri ale gradului în care furnizarea celor 20 servicii are la bază conceptele de integrare a proceselor şi de furnizare a serviciului. În anul 2007 [1] studiul CapGemini arată că nivelul de rafinare on-line a furnizării serviciilor publice în ţările UE

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

125

este situat între nivelul 3 (interacţiune bi-direcţională) şi nivelul 4 (tranzacţie complet electronică), o medie de 76% din nivelul maxim de maturitate. Dacă se ia în considerare indicatorul „serviciu disponibil complet on-line”, măsurătorile au condus la un scor mediu general de 58% pentru cele 20 servicii publice în 31 ţări. Dacă rezultatele sunt analizate separat pe grupurile ţintă, cetăţeni şi mediu de afaceri, rezultatele pentru mediul de afaceri sunt sensibil mai mari, 70% faţă de 50% pentru cetăţeni. Conform aceleiaşi anchete defăşurate de CapGemini, 35% din serviciile în România sunt complet disponibile on-line. Indicatorul „nivelul de sofisticare on-line” este 57% (sub media de 76% la nivelul Uniunii Europene). Serviciile on-line pentru cetăţeni sunt la un nivel extrem de scăzut (39%, ultima poziţie în ierarhizarea elaborată de CapGemini), iar serviciile on-line pentru afaceri au o medie de 84% (poziţia 19 din 31 de state incluse în anchetă) [1,2].

Evaluarea satisfacţiei utilizatorilor cu serviciile publice (studiul Top of the Web) În 2002, Directoratul General pentru Societatea Informaţională a comandat un studiu, denumit „Top of The Web”, referitor la satisfacţia utilizatorului şi la folosirea serviciilor publice on-line în statele membre ale Uniunii Europene, Norvegia şi Islanda. În lucrarea de faţă se prezintă abordarea utilizată în 2004 [4]. Obiectivele cercetării statistice au fost măsurarea indicatorilor de utilizare a ofertei de servicii e-government, stabilirea tipurilor de servicii publice care sunt folosite de cetăţeni / mediul de afaceri şi identificarea modului în care acestea îndeplinesc necesităţile şi aşteptările cetăţenilor / mediului de afaceri. Cercetarea s-a concentat atât pe aspectele cantitative cât şi pe cele calitative: colectarea de informaţii asupra gradului de utilizare a serviciilor publice, măsurat prin procentajul de tranzacţii on-line din numărul total de tranzacţii; analiza satisfacţiei utilizatorului serviciilor publice on-line, în funcţie de necesităţi şi de aşteptări. Pentru măsurarea gradului de utilizare a serviciilor publice on-line s-a folosit un chestionar pentru administratori de site-uri web / furnizori de servicii electronice şi care măsoară doi indicatori principali: gradul de utilizare şi beneficiile. Gradul de utilizare se referă la măsurarea nivelului de utilizare a serviciilor publice on-line şi compararea acestuia cu nivelul de utilizare a canalelor tradiţionale în scopul de a calcula procentajul on-line. Acesta indică stadiul curent de dezvoltare precum şi potenţialul pentru viitoare dezvoltări. Pentru măsurarea satisfacţiei utilizatorului cu serviciile publice electronice şi a percepţiei asupra calităţii s-a folosit un chestionar on-line. În cadrul cercetării s-au măsurat trei elemente care indică satisfacţia utilizatorului şi calitatea percepută a serviciului on-line: utilizabilitatea, beneficiile şi evaluarea de ansamblu.

Utilizabilitatea a fost măsurată prin eficacitatea serviciului (gradul în care utilizatorii sunt capabili să îndeplinească sarcinile şi să realizeze scopul dorit) şi satisfacţie (dacă utilizatorii găsesc serviciul uşor de folosit).

Pentru evaluarea de ansamblu. utilizatorii au fost solicitaţi să evalueze serviciile pe o scală de la unu la şase. Cei mai importanţi factori ai acestei evaluări sunt satisfacţia generală a utilizatorului faţă de serviciu şi modalitatea în care aşteptările utilizatorului sunt îndeplinite sau nu.

Criterii de calitate ale serviciilor publice on-line (proiectul MF Finlanda) Criteriile de calitate ale serviciilor publice on-line elaborate în cadrul proiectului „Quality Criteria of Public Online Services” [3] sunt grupate în cinci arii de evaluare: utilizare, conţinut, management, producţie şi beneficii. Calitatea utilizării serviciului on-line include accesibilitatea serviciului, uşurinţa şi flexibilitatea utilizării sale, precum şi conţinutul informaţiei rezultate şi structura serviciului. Calitatea conţinutului include nivelul conţinutului informaţional şi al interacţiunii. Calitatea managementului include planificarea strategică a serviciului, precum şi organizarea şi monitorizarea realizării serviciului. Calitatea realizării este evaluată din mai multe perspective: dezvoltarea serviciului, orientarea pe utilizator, producerea conţinutului, întreţinerea, monitorizarea şi dezvoltarea conţinutului, securitatea şi funcţionalitatea serviciului. Beneficiile includ avantajele aduse utilizatorului şi organizaţiei. Sunt definite 40 de criterii de calitate şi fiecare criteriu cuprinde între două şi şapte caracteristici.

Abordări specifice În [13, 15, 16] sunt evidenţiate diferite modalităţi de măsurare şi evaluare a calităţii serviciilor on-line. Se pot identifica două categorii: metode elaborate dintr-o perspectivă comportamentală şi metode elaborate dintr-o perspectivă atitudinală. Metodele din prima categorie sunt focalizate pe măsurarea activităţii (audienţei) comerciale a unui site web (de exemplu: numărul de vizitatori, rata de modificare a vizitatorilor, numărul paginilor vizitate, timpul consumat pe site ş.a.). În metodele din a doua categorie se utilizează scalele tradiţionale de măsurare prin care sunt evaluate percepţiile clienţilor sau se folosesc experţi în domeniu pentru măsurarea percepţiilor clienţilor asupra calităţii serviciului. În domeniul serviciilor publice on-line sunt încercări în direcţia elaborării unor metode de măsurare şi evaluare a calităţii, cum sunt [5, 9, 11, 18]. Majoritatea metodelor de evaluare a calităţii serviciilor electronice elaborate şi publicate se bazează pe modele conceptuale ale calităţii serviciilor. Din punct de vedere structural metodele sunt similare: se propune o structură ierarhică a caracteristicilor calităţii serviciului (dimensiuni şi atribute), proceduri de măsurare, algoritmi pentru determinarea şi calculul indicatorilor calităţii serviciului.

MODELUL E-SERVEVAL DE EVALUARE A CALITĂŢII SERVICIILOR PUBLICE ON-LINE Modelul e-ServEval este dezvoltat în cadrul unui proiect naţional de cercetare [7] şi va fi aplicat la evaluarea calităţii serviciilor publice de bază care au o utilizare mai largă şi care sunt dezvoltate, implementate şi disponibile on-line în România. Modelul elaborat (v. Figura 1) are la bază următoarele fundamente teoretice şi conceptuale:

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

126

− modelul calităţii software din standardul SR ISO/IEC 9126 [12];

− cadrul conceptual al calităţii informaţiilor din perspectiva consumatorului de informaţie CIQF – Categorical Information Quality Framework [14];

− modelul general al calităţii serviciilor elaborat de Brady şi Cronin [8];

− modelul calităţii serviciilor furnizate prin mijloace electronice e-SERVQUAL [19].

CalitateaInterfeţei

Calitateainteracţiunii

Calitatearezultatului

Calitateaserviciului public

on-lineSatisfacţie

Intenţie deutilizare

H1

H4

H3

H5

H2

Figura 1 Modelul de evaluare e-ServEval

Calitatea interfeţei (a site-ului web prin care este furnizat serviciul) a fost conceptualizată prin două dimensiuni: “Utilizabilitate” şi “Atractivitate”. Calitatea interacţiunii (a procesului de furnizare a serviciului) a fost conceptualizată prin următoarele dimensiuni: “Disponibilitate”, “Eficienţă”, “Calitatea informaţiilor furnizate”, “Personalizare” şi “Receptivitate”. Calitatea rezultatului interacţiunii (a beneficiilor funcţionale obţinute din utilizarea serviciului” a fost conceptualizată prin dimensiunea “Utilitatea percepută”. În scopul asigurării datelor necesare analizei mai complexe a serviciilor publice on-line şi a validării externe a modelului de măsurare, acesta a fost extins cu 9 variabile din modelul UTAUT de acceptanţă a tehnologiilor [17] şi 3 variabile pentru conceptele „Satisfacţia utilizatorului” şi „Aprecierea în ansamblu a serviciului furnizat”. Datele au fost colectate prin experimentarea modelului pe un eşantion de 197 observaţii. Analizele şi testele efectuate au arătat că eşantionul îndeplineşte la un nivel acceptabil condiţiile de aplicare a metodelor de analiză multivariată de interdependenţă. S-au evaluat două servicii de bază pentru cetăţeni: “servicii legate de sănătate” şi “servicii de căutare locuri de muncă”. Dezvoltarea, testarea, rafinarea şi validarea modelului au fost realizate prin aplicarea metodelor de analiză factorială exploratorie (EFA) utilizând produsul SPSS 16.0 for Windows şi analiză factorială confirmatorie (CFA) utilizând produsul AMOS 16.0. Îmbunătăţirile succesive ale modelului au condus, în fnal, la modelul prezentat în Figura 2.

Indicii de adecvare a modelului arată că modelul este bun.

RMR SRMR GFI AGFI TLI CFI RMSEA

0,033 0,045 0,887 0,854 0,966 0,971 0,049

USAB

USAB09eU91

USAB07eU71

USAB06eU61

DISP

DISP03eD3

DISP02eD2

DISP01eD1

1

11

1

INFO

INFO05eF5

INFO04eF4

INFO03eF3

INFO02eF2

INFO01eF1

1

1

1

1 1

1

UTIL

UTIL04eR4

UTIL03eR31

11

QES SAT

INT

SAT01

eS11

SAT02

eS21

INT03

eI3

1

1

QGEN

eQ

1

1

eSat1

eInt1

USAB03eU31

USAB02eU21

1

INT01

eI1

1

UTIL01eR11

1

Figura 2 Modelul e-ServEval (validat)

Analiza rezultatelor obţinute din estimarea modelului cu AMOS 16.0 rezultă că ipotezele formulate au fost acceptate (Tabelul 1) şi modelul e-ServEval a fost bine conceptualizat: (1) dimensiunile calităţii serviciului cuprind factori relevanţi ai calităţii serviciului. Evaluarea factorilor relevanţi precede evaluarea calităţii generale a serviciului. Cu alte cuvinte, calitatea serviciului este o consecinţă a factorilor relevanţi, iar aceştia sunt „antecedente” ale calităţii serviciului şi nu „componente” ale calităţii serviciului. (2) constructul „calitatea serviciului” este diferit de constructul „satisfacţia clientului (utilizatorului)” şi între cele două constructe există o corelaţie ridicată. (3) legătura cauzală între constructe este de la calitatea serviciului la satisfacţie (calitatea serviciului precede satisfacţia, satisfacţia este o consecinţă a calităţii serviciului). (4) constructul „satisfacţie” mediază efectul calităţii serviciului asupra intenţiilor comportamentale ale cetăţeanului referitoare la utilizarea serviciului.

Tabelul 1 Rezultatele testării ipotezelor modelului

Nr. Ipoteza Coeficienţii de regresie

standardizaţi

P Rezultatul testării ipotezei

H1 Calitatea interfeţei influenţează pozitiv calitatea serviciului public on-line

UTILIZABILITATE --->CALITATEA SERVICIULUI

0,263 ,013

(*)

acceptată

H2 Calitatea interacţiunii influenţează pozitiv calitatea serviciului public on-line DISPONIBILITATE --->CALITATEA SERVICIULUI

CALITATEA INFORMATIEI--->CALITATEA SERVICIULUI

0,207

0,332

,011 (*)

,001

(**)

acceptată

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

127

5. Ancarani, A. Towards quality e-service in the public sector. Managing Service Quality vol.15, no.1, 2005, pp. 6-23.

H3 Calitatea rezultatului interacţiunii influenţează pozitiv calitatea serviciului public on-line

UTILITATEA PERCEPUTĂ --->CALITATEA SERVICIULUI

0,319

,004

(**)

acceptată

H4 Calitatea serviciului public on- line influenţează pozitiv satisfacţia cetăţeanului cu serviciul public on-line

CALITATEA SERVICIULUI --->SATISFACTIE IN UTILIZARE

0,904

(***)

acceptată

H5 Satisfacţia cetăţeanului influenţează pozitiv intenţia de utilizarea serviciului public on-line

SATISFACTIE --->INTENTIE DE UTILIZARE

0,695 (***) acceptată

6. Balog, Al. şi col. CEEX Contractul 30/2005, Faza 1 – Studii şi analize privind calitatea serviciilor publice on-line, decembrie 2005.

7. Balog, Al., Ivan, I. Cercetări privind evaluarea calităţii serviciilor publice on-line. în: Revista Română de Informatică şi Automatică, vol. 16, nr. 4, 2006, pag. 39-48.

8. Brady, M.K., Cronin, J.C. Some new thoughts on conceptualizing perceived service quality: a hierarchical approach. Journal of Marketing vol. 65, July 2001, pp. 34-49.

9. Carbo, T., Williams, J.G. Models and Metrics for Evaluating Local Electronic Government Systems and Services, Electronic J. of e-Gov. 2 (2), 2004, pp. 95-

10.Halaris, C., Magoutas, B., Papadomichelaki, X., Mentzas, G. Classification and synthesis of quality approaches in e-government services. Internet Research vol. 17, no. 4, 2007, pp. 378-401.

11.Horan, T.A., Abhichandani, T, Raylau, R. Assessing user satisfaction of e-government services: development and testing of quality-in-use satisfaction with advanced traveler information systems (ATIS). Proceedings of the 39th Hawaii International Conference on System Sciences, Hawaii, 2006.

Semnificaţie la nivel 0,001 (***), 0,01 (**), 0,05 (*)

CONCLUZII În această lucrare s-au prezentat câteva abordări privind evaluarea calităţii serviciilor publice on-line.

12.ISO/IEC 9126-1, Software Engineering – Product Quality – Part 1: Quality Model. First edition 2001. Modelul e-ServEval prezentat constituie o contribuţie la

dezvoltarea domeniului evaluării calităţii serviciilor publice on-line. Rezultatele arată că modelul de evaluare e-ServEval este riguros şi a fost conceptualizat cu un nivel ridicat de acurateţe.

13.Jansen, A., Ølnes, S. Quality Assessment and Benchmarking of Norwegian Public Web Sites. 4th European Conference on E-Government, Dublin, 17-18.6.2004.

CONFIRMARE (MULŢUMIRI) 14.Kahn, B.K., Strong, D.M., Wang, R.Y. Information

quality benchmarks: product and service performance. Comm. of the ACM vol. 45, no. 4, 2002, pp.184-192.

Rezultatele cercetărilor prezentate în această lucrare au fost obţinute în cadrul contractului C30/2005 Sistem de evaluare a calităţii serviciilor publice online pentru cetăţeni şi mediul de afaceri (e-ServEval), 2005-2008, Programul “Cercetare de excelenţă” finanţat de Ministerul Educaţiei şi Cercetării.

15.Santos, J. E-Services Quality: A Model of Virtual Service Quality Dimensions, Managing Service Quality, vol. 13, No. 3, 2003, pp. 233-246.

16.Surjadjaja, H. Determining And Assessing The Determinants Of E-Services Operations. Managing Services Quality vol. 13, no.1, 2003, pp.39-53.

REFERINŢE 1. *** eGovernment Progress in EU27+: Reaping the

benefits. 19 sept. 2007. http://ec.europa.eu/information _society/newsroom/cf/document.cfm?action=display&doc_id=391 (accesat 12 noiembrie 2007).

17.Venkatesh, V., M.G. Morris, G.B. Davis & F.D. Davis. User Acceptance of Information Technology: Toward a Unified View. MIS Quarterly, Vol. 27, No. 3, pp. 479-501.

2. *** eGovernment in Romania. EGovernment Factsheets, v3.0, oct. 2007 http://www.epractice.eu/ document/3090 (accesat 12 noiembrie 2007). 18.Wang, L., Bretschneider, S., Gant, J. Evaluating web-

based e-government services with a citizen-centric approach. Proceedings HICSS-38, 2005.

3. * * * Quality criteria of Public Online Services. Ministry of Finance, Public Management Department, Finland, 22.11.2004. 19.Zeithaml, V.A., Parasuraman, A.. Malhotra, A. Service

Quality Delivery Through Web Sites. Journal of the Academy of Marketing Science, vol. 30, no. 4, 2002, pp. 362-375.

4. * * * Top of the web. User Satisfaction and Usage Survey of eGovernment services. Prepared by Ramboll Management, Denmark for the eGovernment Unit, DG Information Society, European Comm., Dec. 2004.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

128

Atribute hedonice şi pragmatice în determinarea experienţei utilizatorului de telefonie mobilă

Onacă Daniela-Maria Facultatea de Psihologie şi Ştiinţe ale Educaţiei

Republicii nr. 37, Cluj-Napoca [email protected]

Mureşan Andreia Daniela Facultatea de Psihologie şi Ştiinţe ale Educaţiei

Republicii nr. 37, Cluj-Napoca [email protected]

Horia D. Pitariu

Facultatea de Psihologie şi Ştiinţe ale Educaţiei Republicii nr. 37, Cluj-Napoca

[email protected]

REZUMAT Lucrarea de faţă reprezintă o abordare integrativă a conceptului de experienţa utilizatorului pornind de la modelul propus de Hassenzahl în 2003. Dimensiunile integrate în modelul nostru sunt: caracteristicile produsului, atributele pragmatice (uşurinţa în utilizare, utilizabilitate), atribute hedonice (stimulare, identificare, evocare), consecinţe (satisfacţie, plăcere, atractivitate vizuală) şi contextul (action vs. goal mode). Acest model este testat empiric în domeniul tehnologiei mobile, respectiv în utilizarea telefoanelor mobile. Rezultatele obţinute au dus la concluzia că toate aspectele experienţei contribuie în mod semnificativ la satisfacţia generală a utilizatorului de telefonie mobilă, atributele pragmatice şi hedonice nefiind percepute ca două elemente independente. Satisfacţia percepută în utilizare este văzută de utilizatori ca un mediator între utilizabilitate şi atractivitate vizuală. Atât atributele pragmatice, cât şi cele hedonice influenţează în mod semnificativ satisfacţia şi atractivitatea vizuală, iar diferenţele în ceea ce priveşte experienţa utilizatorului sunt influenţate semnificativ de context.

Cuvinte cheie Experienţa utilizatorilor, utilizabilitate, atribute hedonice, atribute pragmatice, contextul utilizării

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): User centered design.

INTRODUCERE Multă vreme, conceptul central cu care s-a operat în domeniul interacţiunii om-calculator a fost cel de utilizabilitate, aceasta fiind acea calitate a sistemului care reprezenta ţinta unui design de calitate [1]. Prin utilizabilitate se înţelegea, conform definiţiei clasice, uşurinţa în utilizare, uşurinţa de învăţare a sistemului, flexibilitatea sistemului, toate acestea ducând la o atitudine pozitivă faţă de sistem [1]. Pe măsură ce complexitatea sistemelor a crescut, împreună cu diversitatea utilizatorilor, a activităţilor în care aceştia integrează sisteme interactive, a contextelor în care le utilizează, această definiţie clasică nu mai acoperă suficient toate problemele. În vreme ce ergonomia clasicǎ are în vedere nivelul biologic, iar cel cognitiv este tratat de utilizabilitate,

nivelul emoţional, atât de important în determinarea experienţei subiective, a fost mai mult sau mai putin ignorat [12]. Ca urmare, se poate observa o mutaţie paradigmatică a domeniului interacţiunii om-calculator, dinspre calităţi intrinsece tehnologiei, cum era cazul utilizabilităţii, înspre calităţi ale interacţiunii, în special experienţa utilizatorului. Noua paradigmă a experienţei utilizatorului pune accent tocmai pe rolul emoţiilor, respectiv ţine cont de experienţa subiectivǎ a utilizatorului. Cercetătorii încep să abordeze problemele specifice aspectelor emoţionale ale interacţiunii, fiind propuse anumite modele explicative în literatura de specialitate. Practic se încearcǎ luarea în considerare a nivelului emoţional în vederea determinǎrii unei experienţe generale pentru utilizator şi nu doar o experienţǎ limitatǎ la aspectele fizice şi informaţionale[3].

MODELE ALE EXPERIENŢEI UTILIZATORULUI Experienţa utilizatorului (user experience-UX) este un fenomen foarte controversat în comunitatea HCI: în acelaşi timp a fost foarte repede adoptat de aceastǎ comunitate, dar şi foarte criticat pentru cǎ era prea vag, efemer. Primele scrieri privind UX au fost mai ales pragmatice [2, 9,14], cu scopul de a convinge comunitatea HCI sǎ ia în considerare şi alte aspecte decât cele relaţionate numai cu sarcina. În mod gradual, aceastǎ literaturǎ a fost înlocuitǎ cu una de facturǎ mai conceptualǎ [3,18] careîncearcǎ sǎ stabileascǎ o bazǎ comunǎ, o perspectivǎ împǎrtǎşitǎ despre ce constituie o „adevǎratǎ” experienţǎ a utilizatorului.

Figura 1. Modelul propus de Hazzenzahl în 2003

Modelul care stă la baza lucrării noastre este cel propus de M. Hazzenzahl, în 2003 [3], redat în Figura 1. Acest

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

129

model orientează obiectivele stabilite şi derivarea ipotezelor de cercetare în analiza experienţei utilizatorului în telefonia mobilă.

Obiectivele lucrării In demersul nostru am încercat tocmai să contribuim la testarea acestui model teoretic aflat în construcţie, aducând date empirice ca să susţină elementele acestuia. Cercetarea de faţǎ îşi propune să exploreze natura experienţei utilizatorului de telefonie mobilă, pornind de la modelele existente în literatura de specialitate [2,3,11]. Rezultatele acestei cercetări vor reprezenta un punct de plecare în designul produselor interactive astfel încât să înglobeze utilizatorul, împreună cu trebuinţele şi valorile sale. Totodatǎ, lucrarea de faţă doreşte sǎ evidenţieze impactului pe care atributele pragmatice şi hedonice influenţează evaluarea produselor. În vederea atingerii acestui obiectiv major se vor parcurge mai mulţi paşi:

Obiective specifice: • Investigarea structurii corelaţionale dintre percepţia şi evaluarea telefonului mobil; • Investigarea rolului mediator al satisfacţiei (goodness) în relaţia dintre utilizabilitate (manipulare) şi atractivitate (beauty); • Investigarea rolului pe care contextul (action vs. goal mode) îl are asupra relaţiei dintre percepţia şi evaluarea telefonului mobil (sau produsului).

Ipotezele cecetǎrii: Ipoteza 1: Atributele hedonice (stimulare, identificare, evocare) nu se relaţionează semnificativ cu atributele pragmatice (manipulare) Ipoteza 2: Atributele hedonice se relaţionează semnificativ numai cu atractivitatea vizuală, devenind predictori pentru apariţia acesteia; Ipoteza 3: Atât atributele hedonice, cât şi cele pragmatice se relaţionează pozitiv semnificativ cu satisfacţia, fiind predictori pentru apariţia acesteia; Ipoteza 4: Satisfacţia mediază relaţia dintre utilizabilitate (manipulare) şi atractivitate vizuală percepută; Ipoteza 5: Identificarea reprezintă un predictor pentru atractivitatea percepută a telefonului ; Ipoteza 6: Uşurinţa percepută în utilizare se relaţionează pozitiv cu manipularea şi satisfacţia, încadrându-se astfel în categoria atributelor pragmatice; Ipoteza 7: Cacteristicile telefonului influenţează percepţia, respectiv atât atributele pragmatice, cât şi cele hedonice; Ipoteza 8: În modul de utilizare determinat de activitate corelaţia dintre atributele hedonice şi satisfacţia generală va fi mai mare decât cea dintre atributele pragmatice şi satisfacţia generală; Ipoteza 9: În modul de utilizare care e determinat de scop corelaţia dintre atributele pragmatice şi satisfacţia generală va fi mai mare decât cea dintre atributele hedonice şi satisfacţia generală

METODA DE CERCETARE

Participanţi La studiul pilot de faţǎ au participat 100 subiecţi (62% femei, 38%bărbaţi). Vârsta medie este de 23 ani (AS – 6.91).Toţi participanţii la studiul pilot sunt utilizatori de telefoane mobile şi au fost selectaţi pe bazǎ de voluntariat.

Instrumentul de lucru Datele pentru studiul pilot de faţǎ au fost culese cu ajutorul unui chestionar eclectic compus din 70 itemi care se numeşte „Chestionar de evaluare a experienţei utilizatorului” (UXQ) Chestionarul mǎsoarǎ natura experienţa utilizatorului şi rolul contextului în perceperea caracteristicilor aparente ale telefonului asupra consecinţelor care rezultǎ în urma utilizǎrii acestuia. Pornind de la instrumentele de măsurare a experienţei utilizatorului existente în literatura de specialitate în momentul actual [10,11] am recurs la realizarea acestui chestionar eclectic care măsoară nouǎ variabile: Manipulare, Stimulare, Identificare, Evocare, Atractivitate vizualǎ perceputǎ, Satisfacţie, Plǎcere, Uşurinţa perceputǎ în utilizare, Caracteristicile telefonului . Toate variabilele incluse în studiul de faţă cu excepţia uşurinţei percepute în utilizare reprezintă aspecte ale experienţei utilizatorului incluse în modelul lui Hassenzahl [3]. Introducerea variabilei uşurinţa percepută în utilizare se justifică prin prisma cercetărilor realizate de Mahlke [11] care afirmă că această variabilă reprezintă un predictor pentru intenţia de a utiliza site-urile web.

Procedura Chestionarul a fost aplicat individual celor 100 de subiecţi care au participat voluntar la studiul de faţǎ.

REZULTATE

Fidelitatea instrumentului Întrucât am construit chestionarul eclectic UXQ a fost necesară calcularea coeficienţilor de consistenţă internă Alpha-Cronbach. Coeficienţii obţinuţi variază între 0.55-0.86. Dimensiunea Caracteristicile telefonului prezintă cel mai mic coeficient de fidelitate din totalul de variabile. măsurate de chestionar (α=0.44), fapt ce se poate datora unei corelaţii mici între anumiţi itemi ai dimensiunii şi această dimensiune necesită revizuire.

Intercorelaţii Dimensiunile 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1. Manipulare

2. Stimulare

3. Identificare

4. Evocare

5.Atract. viz.

6. Satisfacţie

7. Plăcere

8.Uşurinţa perc

9. Caract. tel

10.Action/goal

1

.58** 1

.57** .66** 1

.43** .61** .53** 1

.50** .46** .50** .41** 1

.66** .55** .44** .40** .61** 1

.60** .66** .50** .43** .44** .59** 1

59** .36** .28** .35** .37** .51** .36** 1

.47** .38** .40** .26** .42** .51** .36** .50** 1

.22* .40** .40** .31** .27** .26* .28** .18 .018

Tabelul 1. Matricea de intercorelaţii (N=100)

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

130

Analizând tabelul de mai sus observăm că între atributele pragmatice şi cele hedonice există relaţii semnificative, în contradicţie cu datele din literatura de specialitate [3,4,5] şi cu Ipoteza 1. Atributele pragmatice se referă la îndeplinirea cu eficienţă a scopurilor pe care utilizatorul se aşteaptă să le îndeplinească prin utilizarea produsului. Ele se deosebesc de atributele hedonice îndeplinite de produs, acestea vizând exprimarea identităţii utilizatorului, stimularea dezvoltării personale. Se observă corelaţii semnificative între atributele pragmatice şi hedonice şi satisfacţie (ipoteza 3). Atributele hedonice se relaţionează pozitiv atât cu satisfacţia, cât şi cu atractivitatea vizuală, infirmând ipoteza 2. Astfel, stimularea corelează pozitiv cu satisfacţia (r=.55, p<.01) şi cu atractivitatea vizuală (r=.46, p<.01), identificarea se relaţionează pozitiv atât cu satisfacţia, cât şi cu atractivitatea vizuală, având un coeficient de corelaţie r=.44, respectiv r=.50 semnificativi la un prag de p<.01. La rândul ei, capacitatea de evocare se relaţionează pozitiv cu ambele consecinţe rezultate din urma utilizării telefonului mobil având un coeficient de corelaţie cu satisfacţia de r=.40 şi cu atractivitatea vizuală de r=.41, ambii coeficienţi fiind semnificativi la p<.01. Observăm astfel că atât variabila satisfacţie cât şi variabila atractivitate depind într-o măsură semnificativă de ambele tipuri de atribute (hedonice şi pragmatice). Această relaţie existentă între aceste variabile contravine rezultatelor obţinute de Hassenzahl [6,7] care a afirmat că în evaluarea produsului ca fiind atractiv ponderea cea mai mare este reprezentată de atributele hedonice, iar atunci când utilizatorii evaluează produsul ca satisfăcător ambele categorii de atribute contribuie la această evaluare a satisfacţiei. În schimb, există o altă linie de cercetări [13] care atestă influenţa atributelor pragmatice, a utilizabilităţii în evaluarea atractivităţii unui produs. Se poate observa în Tabelul 1 că uşurinţa percepută în utilizare corelează puternic cu variabila manipulare (r=.59, p<.01) şi cu variabila satisfacţie (r=.51, p<.01) confirmând ipoteza 6. Aceste corelaţii sunt în acord cu rezultatele cercetării lui Mahlke din 2002 [11] care a demonstrat existenţa unei relaţii puternice între intenţia de a folosi un produs şi uşurinţa percepută în utilizare, alături de utilizabilizate. Conform modelului propus de Hassenzahl, caracterul produsului îngloba urmǎtoarele componente: conţinut, prezentare, funcţionalitate şi interacţiune. În studiul de faţǎ am utilizat acest construct sub denumirea de caracteristicile telefonului. Conform cercetărilor în domeniu [3,11] caracteristicile telefonului influenţează percepţia telefonului mobil, sub aspectul atributelor pragmatice şi hedonice, afirmaţii susţinute şi de rezultatele noastre, caracteristicile corelând puternic şi cu atributele hedonice (r=.43, p<.01) şi cu atributele pragmatice (r=.47, p<.01) – Ipoteza 6. Corelaţii parţiale În ceea ce priveşte influenţa contextului de utilizare asupra percepţiei şi evaluării produsului se poate observa în Tabelul 2 că în contextul de utilizare determinat de scop corelaţia atributelor pragmatice cu satisfacţia generală determinată de utilizarea produsului este mai mare decât

corelaţia dintre atributele hedonice şi satisfacţia generală. În activitatea de utilizare determinată de acţiune corelaţia dintre atributele hedonice şi satisfacţia generală a fost mai mare în comparaţie cu atributele pragmatice şi satisfacţia generală. Astfel, ipotezele avansate în acest studiu privind rolul contextului în relaţia dintre atributele pragmatice, hedonice şi satisfacţia generală se confirmă (Ipoteza 8 şi 9). Hassenzahl şi Mahlke [11] au presupus aceleaşi predicţii în studiile pe care le-au întreprins vizavi de contextul de utilizare. Rezultatele obţinute au confirmat doar ipoteza pentru modul de utilizare determinat de scop, în timp ce satisfacţia utilizatorilor aflaţi în contextul de utilizare determinat de acţiune a fost relaţionată atât cu atributele pragmatice, cât şi cu cele hedonice.

Goal mode Action mode

Pragmatic - Satisfacţie

.583¹ .334¹

Hedonic - Satisfacţie

.199² .660²

¹ atribute hedonice controlate ² atribute pragmatice controlate

Tabelul 2. Coeficienţii corelaţiilor parţiale dintre percepţie şi evalure (satisfacţie, plăcere, atractivitate vizuală) în funcţie

de contextul de utilizare

Mediere Relaţia de mediere postulată în ipoteza 4 a fost testată recurgând la un algoritm clasic de testare care presupus trei etape. Rezultatele obţinute în prima etapă arată că estimarea satisfacţiei pe baza utilizabilităţii oferite de telefon este semnificativă (R² = 0.432, F (1,98) =74.546, p<0.000; Beta standardizat= 0.657, t = 8.634, p=0.000). A doua etapă efectuată a fost regresia dintre variabila dependente, atractivitate, şi variabila independentă, satisfacţie. Rezultatele obţinute arată că predicţia atractivităţii telefonului mobil pe baza manipulării (utilizabilităţii) este semnificativă (R² = 0.248, F (1,98) =32.243, p<0.000). Contribuţia variabilei independente la explicarea criteriului este semnificativă (Beta = 0.498, t = 5.678, p=0.000). În etapa a treia s-au introdus în ecuaţia de regresie atât variabila manipulare, cât şi variabila satisfacţie. Rezultatele arată că modelul de predicţie bazat pe cei doi predictori nu se îmbunătăţeşte faţă de situaţia în care aveam doar variabila independentă (R² = 0.390, F (2,97) =30.965, p<0.000), dar aportul adus de variabila independentă la predicţia criteriului este mai redus şi nesemnificativ din punct de vedere statistic (Beta = 0.169, t=1.603, p=0.112) atunci când introducem în ecuaţia de regresie şi variabila mediatoare. În concluzie putem afirma că satisfacţia mediază relaţia dintre utilizabilitate şi atractivitatea percepută. Acest lucru înseamnă că satisfacţia utilizatorului faţă de un anumit produs influenţează evaluarea acestuia sub aspectul atractivităţii vizuale percepute. Cu cât produsul are un grad de utilizabilitate mai mare, cu atât utilizatorul este mai satisfăcut, ceea ce determină ca acesta să considere acel produs mult mai atractiv.

Regresii liniare simple Rezultatele referitoare la regresiile liniare simple au ca scop să scoată în evidenţă relaţiile postulate în ipotezele 2,

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

131

3, 5 şi 7. Consultând rezultatele obţinute s-a putut observa că prezenţa atributelor hedonice explică 28,7% (R²=.287) din varianţa satisfacţiei percepute în urma utilizării telefonului mobil, în timp ce atributele pragmatice şi uşurinţa percepută în utilizare explică 69,1% (R²=.432, R²=.259) din această varianţă confirmând ipoteza 2.

REFERINŢE 1. Benyon, D., Turner, P. & Turner, S., Designing Interactive Systems, People, Activities, Context and Technology. Addison-Wesley, Edinburgh, 2005. 2. Desmet, P.M.A., Hehkkert, P., & Hillen, M.G. Values and emotions; an empirical investigation in the relationship between emotional responses to products and human values. Proceedings of the 5th European academy of design conference, Barcelona, in press.

Cu alte cuvinte, dacă am încerca să explicăm diferenţele constatate între utilizatori cu privire la gradul de satisfacţie înregistrat în urma interacţiunii cu telefonul mobil, putem spune că o mare parte se datorează atributelor pragmatice şi uşurinţei percepute în utilizare, respectiv a utilizabilităţii, dar şi atributelor hedonice.

3. Hassenzahl, M. The thing and I: understanding the relation ship between user and product. In Mark, A., Blythe, A., Monk, F., Overbeeke, K., & Wright, P. (Eds.), Funology: From usability to enjoyment,31 – 42. Dordrecht: Kluver, 2003.

În cadrul a atractivităţii vizuale, atributele hedonice explică 29% (R²=.290) şi atributele pragmatice explică 24,8% (R²=.248) din varianţa totală a atractivităţii percepute de utilizatori în raport cu telefonul mobil personal. Ipoteza 2 avansată în studiu nu se confirmă deoarece diferenţa de 4,2% dintre cei doi predictori nu este foarte mare.

4. Hassenzahl, M. Emotions can be quite ephemeral. We cannot design them. Interactions, September – October, 46- 48, 2004. 5. Hassenzahl, M. The interplay of beauty, goodness and usability in interactive products. Human – Computer Interaction, 19,319-349, 2004. Identificarea, atribut hedonic, explică 25,1% (R²=.251) din

varianţa atractivităţii vizuale confirmând ipoteza 5 şi datele existente în literatura de specialitate [5]. 6. Hassenzahl, M. Aesthetics in interctive products:

Correlates and conseguences of beauty (in press). CONCLUZII 7. Hassenzahl, M. Doing and being: A perspective on

User Experience and its measurement (in press). Cercetarea de faţă a investigat modul în care experienţa utilizatorului se manifestă la utilizatorii de telefoane mobile. Rezultatele cercetării au pus în evidenţă faptul că atributele pragmatice şi cele hedonice nu reprezintă două constructe independente în viziunea participanţilor incluşi în studiu. Ei definesc utilizabilitatea ca punct central în manifestarea funcţiilor non-instrumentale, deşi în literatura de specialitate aceste două concepte sunt diferite şi servesc scopuri comune. Pentru utilizatorii incluşi în studiu funcţia de identificare, stimulare şi evocare se manifestă prin cât de eficient poate să funcţioneze telefonul mobil.

8. Hassenzahl, M. Hedonic, emotional and experiential perspectives on product quality. Encyclopedia of human computer interaction, Ideea Group Inc. (Eds.), 266-272, 2006. 9. Hassenzahl, M., Beu, A.,& Burmester, M. Engineering Joy. IEEE Software, January/February, 2-8., 2001 10. Hassenzahl, M., Kekez, R., & Burmester, M.. The importance of a software’s pragmatic quality depends on usage modes. In H. Luczack, A. E. Cakir, &G. Cakir (Eds.), Proceedings of the 6th international conference on Work With Disply Units (WWDU 2002), 275-276.

De asemenea, s-a constatat faptul că utilizabilitatea şi atributle hedonice contribuie atât la evalurea satisfacţiei, cât şi a atractivităţii vizuale de către utilizator a telefonului mobil. Această contribuţie a utilizabilităţii la aprecierea atractivităţii telefonului scade atunci când introducem satisfacţia ca factor mediator. Utilizatorii consideră atractiv telefonul pe care îl au prin prisma satisfacţiei pe care o resimt în urma utilizării acestuia.

11. Mahlke, S. Mark Hassenzahl on User Experience . HOT Topics, 6 (2), 2007 12. Pitariu, H.D., Ed. Ergonomie cognitivă – teorii, modele, aplicaţii. Bucureşti, Editura Matrix Rom, 2004. 13. Tractinsky, N., & Hassenzahl, M. Arguing for aesthetics in Human – Computer Interaction. I – com, 3, 66-68, 2005.

Uşurinţa percepută în utilizare contribuie semnificativ la satisfacţia utilizatorului, fiind o dimensiune care se integrează atributelor pragmatice, alături de utilizabilitate. S-a constatat totodată că factorul context influenţează modul în care satisfacţia este relaţionată cu atributele hedonice şi cele pragmatice.

14. Wright, P., McCarthy, J., & Meekison, L. Making sense of experience. In Mark, A., Blythe, A., Monk, F., Overbeeke, K., & Wright, P. (Eds.), Funology: From usability to enjoyment,31 – 42. Dordrecht: Kluver, 2003.

Rezultatele obţinute oferă un suport empiric important pentru design şi construirea produselor interactive astfel încât să ofere utilizatorilor produse care să declanşeze experienţe veritabile.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

132

Colaborarea în mediile de e-learning – aspecte psihologice şi tehnologii actuale

Alexandru D. Iordan Institutul de Filosofie şi Psihologie „C. Rădulescu-Motru”, Departamentul de Psihologie

Casa Academiei, Calea 13 Septembrie nr.13, 050711 Bucureşti, Sector 5 [email protected]

REZUMAT Studiul realizează o sinteză a principalelor aspecte teoretice şi aplicative privind colaborarea în mediile actuale de e-learning. Lucrarea porneşte, pe de o parte, de la bazele psihologice şi educaţionale ale învăţării în colaborare şi, pe de altă parte, de la nivelul actual al tehnologiei Web. Sunt tratate apoi conceptele, premisele şi tipologia abordărilor care susţin învăţarea în colaborare mediată de calculator. În fine, sunt prezentate principalele tehnologii şi aplicaţii care implementează învăţarea prin colaborare în mediile de e-learning

Cuvinte cheie Învăţare, colaborare, e-learning.

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): Miscellaneous.

INTRODUCERE De-a lungul timpului, o serie de autori au documentat faptul că, în anumite circumstanţe, elevii par să înveţe mai mult de la colegii lor de clasă decât de la profesori, iar cooperarea între elevi pare să cultive dezvoltarea lor socială şi atitudinile interpersonale pozitive în clasă. În consecinţă, învăţarea poate fi definită ca un proces interactiv de construire a cunoaşterii, în care atât elevul cât şi ceilalţi actori contribuie şi negociază. Învăţarea este astfel reformulată ca un proces social de enculturaţie, în conformitate cu abordările constructiviste şi situaţionale asupra învăţării şi cogniţiei [de ex., 24, 12, 21]. Dintr-o atare perspectivă, colaborarea între egali constituie un stadiu intermediar în procesul ontogenetic de internalizare a activităţilor sociale, iar mediul de învăţare, prin excelenţă social, trebuie să ajute şi să sprijine elevul să-şi construiască propria cunoaştere şi propriile abilităţi. O serie de studii relativ recente au evidenţiat trăsături importante ale învăţării în colaborare, precum: rezolvarea colectivă a problemelor; îndeplinirea unor roluri multiple de către participanţi; confruntarea strategiilor ineficiente şi a concepţiilor greşite; dobândirea unor abilităţi de lucru în colaborare; co-construirea semnificaţiilor [3, 22]. De asemenea, au fost deosebite mai multe faze în rezolvarea colaborativă a problemelor: atenţionarea; iniţierea unui subiect prin schimb sau solicitare de informaţie; confirmarea, acceptarea sau verificarea informaţiei transferate; confirmarea, acceptarea sau (contra-) argumentarea şi discuţia elaborată; închiderea subiectului prin concluzionare, notarea unei soluţii sau iniţierea unui alt subiect [5]. S-a constatat că procesele care pot înclina balanţa spre soluţionarea sau nesoluţionarea problemelor abordate colaborativ ar fi: concentrarea (engl. focusing) –

afectată de divergenţele între participanţi şi înţelegerea greşită a intenţiei celuilalt; verificarea – afectată de criticismul sau indulgenţa exagerată a participanţilor şi argumentarea – afectată de acceptarea prea rapidă sau prea dificilă a ideilor altora [5]. Odată cu solidificarea suportului teoretic psihopedagogic, pe de o parte, şi cu progresul tehnologic, pe de altă parte, şi-au făcut apariţia şi primele încercări de implementare a unor soluţii de învăţare în colaborare asistate de calculator. Actual, nivelul de evoluţie atins de tehnologia Web permite stocarea distribuită a informaţiei, comunicarea text/audio/video realizată sincron sau asincron, dar şi realizarea unor medii virtuale colaborative. Pentru ultimul deceniu, principalele direcţii de cercetare privind Web-ul au fost stabilite ca fiind: evidenţierea modelor utilizatorului cu privire la Web, navigarea în cantităţi mari de informaţie şi design-ul documentelor pentru Web [10], la care a fost adăugată mai recent şi componenta de design a mediilor colaborative bazate pe Web, ca o recunoaştere a potenţialului social al Web-ului [15]. În continuare vom trata conceptele, premisele şi tipologia abordărilor care susţin învăţarea în colaborare mediată de calculator. COLABORARE ŞI COOPERARE ÎN SARCINĂ Colaborarea implică o sarcină comună de realizat şi cel puţin un canal pentru comunicarea directă între membrii unui grup, pentru a facilita interacţiunea complexă între strategiile specifice sarcinii şi procesele de comunicare. Pentru a fi eficientă, colaborarea necesită ca subiecţii implicaţi să dobândească un referenţial comun (engl. common ground) cu privire la acea situaţie. Putem identifica o situaţie de învăţare cooperativă atunci când doi sau mai studenţi lucrează împreună pentru a îndeplini o sarcină într-un anumit domeniu al învăţării, în vederea atingerii unui scop comun. Dacă interesul trebuie să fie comun pentru reuşita sarcinii, abilităţile sau informaţia pe care le implică fiecare dintre participanţi ar trebui să fie complementare. Chiar dacă, în general, termenii de cooperare şi colaborare sunt folosiţi interschimbabil, menţionăm că primul pune mai degrabă accent pe roluri şi diviziunea sarcinilor, în timp ce al doilea accentuează faptul că partenerii lucrează împreună. Putem considera că o aplicaţie Web care sprijină colaborarea trebuie să îndeplinească următoarele condiţii minimale: să furnizeze o reprezentare a sarcinii colaborative şi a artefactelor sale; să facă posibilă atât interacţionarea utilizatorilor cu aceste artefacte cât şi manipularea lor; să faciliteze comunicarea utilizatorilor între ei cu privire la sarcină.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

133

Realizând o privire de ansamblul asupra formelor particulare pe care le poate lua învăţarea în colaborare sprijinită de calculator (engl. Computer Supported Collaborative Learning – CSCL), deosebim următoarele forme: • sarcini colaborative bazate pe calculator (engl.

Computer Based Collaborative Tasks – CBCT), în care calculatorul reprezintă un mediu al sarcinii care promovează colaborarea între studenţi;

• instrumente cooperative (engl. Cooperative Tools – CT), unde calculatorul este folosit ca un instrument de cooperare auxiliar, un partener care preia sarcini de nivel scăzut;

• comunicare mediată de calculator (engl. Computer Mediated Communication – CMC), care sprijină colaborarea între reţelele electronice, calculatorul fiind privit ca o interfaţă de comunicare sincronă sau asincronă;

• sisteme cooperative inteligente (engl. Inteligent Cooperative Systems – ICS), unde calculatorul funcţionează ca un partener de colaborare inteligent.

Două concepte esenţiale pentru cercetările şi aplicaţiile privind munca în colaborare sprijinită de calculator (engl. Computer Supported Collaborative Working – CSCW) sunt cele de conştientizare (engl. awareness) şi referenţial comun (engl. common ground). Conştientizarea se referă la abilitatea colaboratorilor de a percepe şi înţelege activităţile altora ca un context pentru propria lor muncă. Întrucât Web-ul nu sprijină în sine conştiinţa de celălalt a utilizatorului, au fost dezvoltate medii virtuale Web în care utilizatorii dispun de o reprezentare explicită în formă de avatar [cf. 1]. Acest fapt pare că sprijină interacţiunea sincronă la nivel de grup şi conştiinţa de celălalt. Referenţialul comun constituie fondul comun de informaţii împărtăşit de subiecţi în timpul interacţiunii. Acesta se stabileşte prin acord între subiecţii care interacţionează.

TEHNOLOGII ŞI INSTANŢE În această secţiune vom prezenta principalele tehnologii şi aplicaţii care implementează învăţarea prin colaborare în mediile de e-learning: scrierea în colaborare, videoconferinţa şi mediile colaborative virtuale.

Scrierea în colaborare Scrierea este în mod cert o sarcină deschisă. Scrierea în colaborare oferă un spaţiu de lucru în care autorii pot primi un feedback imediat de la ceilalţi. Discuţiile generate de activitate oferă prilejul colaboratorilor să comunice şi să negocieze multe aspecte: reprezentări, scopuri, planuri, îndoieli etc. Acest fapt poate spori conştientizarea şi controlul asupra procesului [2, 8, cf. 17]. În scrierea individuală pot fi deosebite trei activităţi majore: planificarea, traducerea şi revizuirea. Planificarea, care poate fi conceptuală sau referenţială, presupune generarea, selectarea, evaluarea şi organizarea ideilor pentru a produce ca output structuri presintactice sau reţele mentale de relaţii. Urmează faza de traducere a acestor structuri presintactice, ordonarea secvenţială a informaţiei (linearizare) şi codarea lingvistică a secvenţei rezultante. În fine, faza de revizuire presupune

modificarea textului, evaluarea calităţii sale de a fi adecvat ideii originale şi reorganizarea structurilor mentale iniţiale. Dacă este să adăugăm dimensiunea colaborativă, vor interveni de asemenea idei şi feedback de la partener, eventuale negocieri cu acesta cu privire la conţinut [2]. În timpul procesului de citire/scriere sunt activate concepte şi relaţii între concepte, conducând la formarea unei reprezentări a conţinutului. Procesul de scriere în colaborare este un proces de construire colectivă (co-construcţie) a cunoaşterii, formându-se un peisaj colectiv [23]. Acest peisaj este situat în afara subiecţilor care participă la dialog dar se presupune că el reprezintă concepte de care fiecare dintre aceştia sunt conştienţi în diferite grade şi, de asemenea, ilustrează modificările de accent (Figura 1).

Figura 1 Activarea conceptelor într-un

peisaj colectiv [apud 5]. În concluzie, scrisul în colaborare este un proces de construire colectivă a cunoaşterii, în care dispoziţiile de cunoaştere individuale se combină prin externalizare lingvistică în chat şi text într-un peisaj de concepte cu niveluri fluctuante de activare. Aceste concepte sunt parte a referenţialului comun al participanţilor. Există anumite provocări în ce priveşte crearea unui mediu cognitiv comun. În primul rând, absenţa unor informaţii vizuale (cum ar fi, de exemplu, expresia facială sau indicii nonverbali) reduce bogăţia indicilor sociali şi sporeşte distanţa socială. De asemenea, subiecţii trebuie să rezolve problema referenţialului comun (engl. mutual knowledge problem), anume formularea contribuţiilor având conştiinţa fondului de cunoştinţe a colaboratorilor. Din toate acestea, rezultă importanţa înţelegerii reciproce. O serie de studii psihologice subliniază importanţa cogniţiei sociale sau a adoptării perspectivei celuilalt (engl. perspective taking) în construirea spaţiilor cognitive comune între colaboratori. Se consideră că, pe măsură ce creşte gradul de adoptare a perspectivei celorlalţi în discuţiile asincrone, progresează atât interacţiunea cât şi învăţarea între studenţi [14, 7, 16, 19]. Pornind de la teoria dezvoltării abilităţilor social-cognitive a lui Selman [19], pot fi delimitate mai multe niveluri ale discuţiilor electronice: • stadiul 0: nediferenţiat şi egocentric; • stadiul 1: diferenţiat şi adoptare subiectivă a rolurilor;

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

134

• stadiul 2: exprimare la persoana a doua şi reciprocitatea perspectivei;

• stadiul 3: exprimare la persoana a treia şi adoptarea mutuală a perspectivei;

• stadiul 4: profunzime şi adoptarea perspectivei la nivel societal-simbolic.

Järvelä şi Häkkinen [11] au realizat un studiu având ca participanţi 70 de profesori stagiari din SUA şi Finlanda, care au folosit un instrument de comunicare asincronă Web. Obiectivul acestui studiu a fost examinarea nivelului discuţiilor Web, cu accent asupra adoptării perspectivei între colaboratori. Ca procedură, au fost folosite discuţii bazate pe studii de caz, axate pe domeniile motivaţiei, educaţiei multiculturale, tehnologiei în educaţie şi modificării practicilor. Studiul a relevat că discuţiile Web se poartă la niveluri diferite (Figura 2). În general, totuşi, stadiul de adoptare a perspectivei în discuţiile electronice a fost scăzut. Niciuna dintre discuţii nu a atins stadiul cel mai înalt, societal-simbolic (Figura 3a). Cele mai multe discuţii au indicat adoptarea reciprocă sau mutuală a perspectivei sau chiar adoptarea subiectivă a rolurilor (Figura 3b).

Figura 2 Exemplu de grafic folosit pentru organizarea

datelor detaliate [apud 11].

Figura 3 (a) Distribuţia nivelurilor de discuţie;

(b) Distribuţia discuţiilor pe categorii de adoptare a perspectivei [apud 11].

Videoconferinţa şi învăţarea în colaborare Întrebările principale care au fost puse în legătură cu valorificarea videoconferinţelor pentru învăţarea în

colaborare au vizat modul în care învaţă studenţii în colaborare prin conferinţe video, modul în care condiţiile de interacţiune din videoconferinţă influenţează procesul construirii colaborative a cunoaşterii şi cum poate fi facilitat acest proces. Studiul lui Fischer şi Mandl [6] a investigat comparativ diade care interacţionau prin videoconferinţă versus faţă în faţă în sarcini de rezolvare de probleme în colaborare. Ipotezele de la care au pornit aceşti autori pentru condiţia videoconferinţă au fost următoarele: studenţii sunt forţaţi să investească mai mult efort în coordonarea explicită a activităţilor lor de învăţare; discursul de învăţare fiind afectat, poate fi discutat mai puţin conţinut important; calitatea procesului de construire colaborativă a cunoaşterii fiind mai mică, rezultatele învăţării sunt mai scăzute; negocierea semnificaţiilor şi perspectivelor comune fiind mai dificilă, convergenţa cunoaşterii poate fi mai redusă; pentru a cultiva bune rezultate ale învăţării şi convergenţa cunoaşterii, graficele interactive sunt instrumente adecvate [6]. Studiul a relevat o serie de rezultate interesante. Cu privire la coordonare, au fost evidenţiate două aspecte: efortul de coordonare legat de sarcină este corelat pozitiv cu rezultatul individual al învăţării iar efortul de coordonare legat de tehnologia utilizată este corelat negativ cu rezultatele colaborării. Totuşi, ipoteza privind efortul de coordonare crescut s-a verificat numai în situaţii foarte scurte de învăţare cooperativă (cu o durată sub 60 de minute). S-a observat că odată cu creşterea duratei de colaborare şi a experienţei studenţilor, efortul de coordonare scade. În ce priveşte construirea colaborativă a cunoaşterii, analiza a fost realizată în funcţie de patru procese ale construirii acesteia: externalizarea, declanşarea (engl. elicitation), negocierea orientată pe conflict şi construirea consensului orientat pe integrare. Cu privire la externalizare, exprimată prin faptul că studenţii aduc în situaţie informaţii pe care le deţin deja, s-a observat că odată cu creşterea expunerii la tehnologie şi a experienţei cu ceilalţi membri ai grupului, structura şi conţinutul se aseamănă tot mai mult cu comunicarea faţă în faţă. Cu privire la declanşare, definită ca provocarea partenerilor de învăţare să exernalizeze cunoştinţe legate de sarcină, s-a observat că efortul de declanşare crescut poate fi atribuit mai degrabă unor aspecte irelevante pentru sarcină, cum ar fi dificultăţi de utilizare a tehnologiei de comunicare. Din punct de vedere al cunoaşterii relevante pentru sarcină, nu au existat diferenţe între cele două situaţii (videconferinţă vs. faţă în faţă). Negocierea orientată pe conflict este legată de faptul că învăţarea în cooperare îi determină pe studenţi să ajungă la o soluţie sau evaluare comună a faptelor date. Nu au existat diferenţe semnificative între cele două condiţii (faţă în faţă vs. videoconferinţă) în ce priveşte cultivarea negocierii orientate pe conflict. De asemenea, nu s-a negociat mai mult în cazul videoconferinţei. În fine, construirea consensului orientat pe integrare a vizat integrarea diferitelor perspective individuale într-o interpretare sau soluţie comună a sarcinii date, ca un alt mod de a ajunge la un consens. Nici în acest din urmă caz nu au existat diferenţe între cele două condiţii.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

135

În ce priveşte calitatea rezultatelor învăţării, nu au fost observat diferenţe semnificative între cele două condiţii. Diadele din mediul videoconferinţă au obţinut rezultate colaborative similare cu cele din mediul faţă în faţă, neproducând soluţii de calitate mai scăzută. Studenţii din cele două condiţii nu au prezentat diferenţe în ce priveşte rezultatele individuale (reprezentarea cunoştinţelor şi transferul cunoaşterii). Nici pentru convergenţa cunoaşterii nu au existat diferenţe. Interesant, convergenţa globală a cunoaşterii (reprezentare şi transfer) a fost foarte scăzută în ambele condiţii – în multe diade un partener profita de pe urma colaborării, în sensul transferului individual de cunoaştere, în timp ce celălalt participant nu învăţa aproape nimic. În concluzie, studenţii din ambele condiţii au avut probleme severe de a construi cunoaşterea comună şi de a dobândi convergenţa cunoaşterii. Referitor la contribuţia graficii interactive, instrumentele care facilitează colaborarea (de tip shared whiteboards) pot fi clasificate în: nespecifice pe domeniu – cele care nu includ constrângeri şi nu implică un set redus de posibilităţi predefinite de acţiune (engl. affordances) specifice unui domeniu sau unei sarcini din acel domeniu; şi specifice pe domeniu – cele care susţin din punct de vedere calitativ procesarea sarcinii [de ex., instrumente de cartare a conceptelor (engl. concept mapping), cf. 4]. S-a observat că un instrument specific pe domeniu cultivă eficient procesele de colaborare în videoconferinţă dar într-o mai mică măsură decât în condiţia faţă în faţă. Interesant, o convergenţă înaltă a cunoaşterii a fost observată numai în diadele care se bazează pe producţia de text. Se pare că, în sine, instrumentele grafice interactive specifice pe domeniu nu promovează convergenţa cunoaşterii. În schimb, instrumentele de reprezentare textuală simple pot conduce la o convergenţă sporită. O explicaţie posibilă ar fi aceea că, în cazul utilizării graficii, poate interveni un efect de supraîncărcare a memoriei de lucru imagistice [6]. În concluzie, cu referire la videoconferinţă, putem susţine că procesele de învăţare colaborativă au fost în general similare şi au condus la rezultate ale învăţării comparabile cu cadrul faţă în faţă. Totuşi, există indicii potrivit cărora videoconferinţa poate avea unele efecte negative asupra învăţării în colaborare atunci când se realizează pe perioade foarte scurte de timp. Pe de altă parte, instrumentele grafice interactive specifice pe domeniu pot să nu ofere aceleaşi avantaje în videoconferinţă în raport cu situaţia faţă în faţă.

3.3. Medii colaborative virtuale Web Cu privire la mediile colaborative virtuale (engl. Collaborative Virtual Environments – CVE) Web-based merită citat un studiu interesant realizat de Lantz [13]. Acest studiu a implicat un grup de lucru format din patru cercetători şi care a fost observat interacţionând în trei condiţii diferite: faţă în faţă, chat şi un CVE [cf. 1]. Chat-ul şi CVE-ul au fost resimţite de către participanţi ca fiind prea lente. CVE-ul a fost considerat de ca fiind mai eficient şi mai orientat pe sarcină decât întâlnirile faţă în faţă. Chat-ul a fost considerat ca fiind foarte dificil pentru comunicarea şi reprezentarea mentală a fiecărui

participant. În plus, chat-ul necesită prestabilirea unor reguli (de ex., trebuie urmat un singur fir de discuţie, care este ordinea în care vorbesc participanţii etc.). CVE-ul a fost considerat mai relaxat din punctul de vedere al disciplinei şi regulilor, poziţia şi relaţiile spaţiale dintre avataruri fiind un ajutor în acest sens. Per ansamblu, CVE-ul a fost preferat chat-ului, dar satisfacţia pentru ambele se diminuează considerabil în timp, chiar şi numai după o primă întâlnire. În concluzie, mediile faţă în faţă sunt necesare pentru a facilita învăţarea şi a dezvolta competenţe (de ex., brainstorming). Chiar dacă folosesc medii virtuale, participanţii ar prefera totuşi să se cunoască în viaţa reală înainte de a începe să comunice. Design-ul unui CVE trebuie axat şi pe promovarea interacţiunii sociale şi nu doar pe navigabilitate, capacitatea de prezentare a informaţiei şi estetică. Câteva elemente de design ale unui CVE au fost considerate ca fiind foarte importante, anume: facilităţi îmbunătăţite de comunicare (interfaţă audio, suport pentru comunicarea secvenţială – engl. turn-taking), suport pentru contribuţii comune [de ex., documente, cf. 9] şi suport pentru activităţi paralele (de ex., scris şi vorbit) [20]. Un alt studiu, realizat de Sällnas şi Hedman [18] a încercat să determine în ce măsură colaborarea într-un CVE este afectată de o legătură audio sau video în comparaţie cu doar text chat-ul. S-a observat că există un cuantum al comunicării mai mic în cazul text chat-ului decât în celelalte două condiţii şi că nu au existat diferenţe între condiţiile voce şi video. În aceste din urmă două condiţii, au fost solicitate şi furnizate mai multe informaţii, mai multe opinii, a fost implicată mai multă negociere, mai mult acord şi a fost exprimat mai mult comportament de eliberare a tensiunii decât în cazul text chat-ului. Totuşi, în cazul text chat-ului, o parte substanţială a comunicării a fost axată pe rezolvarea problemei. S-a concluzionat că, în condiţiile audio şi video, comunicarea este în mai mare măsură orientată social. Interesant, s-a observat că o cumulare a canalelor audio şi video versus numai canal audio nu adaugă mult în direcţia comunicării. Totuşi, canalul video a fost folosit cu predilecţie pentru structurarea conversaţiei, stabilirea şi menţinerea conştiinţei de celălalt şi a sporit interacţiunea socială. CONCLUZII Un curent predominant în învăţarea mediată de calculator vizează dezvoltarea de medii complexe de învăţare care utilizează sarcini diferite şi mixaje media/multimedia, comunicare sincronă şi asincronă, bazată pe text, medii virtuale colaborative şi videoconferinţă. O abordare utilă a învăţării este din perspectiva sa de proces social de enculturaţie, aşa cum exprimă teoriile constructiviste şi situaţionale asupra învăţării. În acest sens, colaborarea între egali este privită ca un stadiu intermediar în procesul ontogenetic de internalizare a activităţilor sociale. Concepte importante legate de acest fapt sunt conştiinţa de celălalt şi referenţialul comun. Diferitele tehnologii folosite sprijinul învăţării în colaborare prezintă avantaje şi dezavantaje specifice.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

136

Astfel, pentru scrierea în colaborare, desfăşurată sincron sau asincron, avantajul principal în constituie concentrarea rapidă pe rezolvarea problemei. Totuşi, există un grad scăzut de adoptare a perspectivei celuilalt, este un mediu lent, care impune dificultăţi de reprezentare, iar cuantumul de comunicare este redus. Pentru videoconferinţă, avantajele principale sunt reprezentate de faptul că procesele de învăţare colaborativă sunt similare şi determină rezultate ale învăţării comparabile cu situaţia faţă în faţă şi, de asemenea, promovează o bună interacţiune socială. Totuşi, ele sunt relativ neproductive atunci când timpul de interacţiune este scurt. În fine, mediile colaborative virtuale permit o bună orientare pe sarcină, facilitează relaţionarea socială dar sunt totuşi percepute ca fiind prea lente de către utilizatori.

12. Johnson, D. W., Johnson, R. T. (1975). Learning together and allone. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.

13. Lantz, A. (2001). Meetings in a distributed group of experts: Comparing face-to-face, chat and a collaborative virtual environment. Behavior and Information Technology, 20(2), pp. 111-118.

14. Mead, G. H. (1934). Mind, self, and society. Chicago: University of Chicago Press.

15. Munro, A., Hook, K., Benyon, D. (1999) Footprints in the snow. În: A. J. Munro, Hook, K., Benyon, D. (Eds.) Social Navigation of Information Space. London: Springer (pp. 1-14).

16. Newman, D., Griffin, P., Cole, M. (1989). The construction zone: Working for cognitive change in school. New York: Clambridge University Press.

REFERINŢE 1. ActiveWorlds: http://www.activeworlds.com

17. NewWorlds: http://rpgnewworlds.net 2. Alamargot, D., Chanquoy, L. (2001). Through the

models of text production. Amsterdam: Amsterdam University Press.

18. Sällnas, E.-L., Hedman, A. (2001). Exploring communicative modes for a virtual environment: A social psychological analysis. Sweden: Department of Numerical Analysis and Computer Science, Royal Institute of Technology.

3. Brown, J., Collins, A., Duguid, P. (1989). Situated cognition and the culture of learning, Educational Researcher, 18, 32-41.

19. Selman, R. L, ( 1980). The growth of interpersonal understanding. New York: Academic Press. 4. Cmap Tools: http://cmap.ihmc.us

5. Erkens, G., Andriessen, J. E. B., Peters, N. (2003). Interaction and performance in computer supported collaborative tasks. In: H. van Oostendorp (Ed.), Cognition in a digital world (pp. 225-251). Mahwah, NJ: Erlbaum.

20. Severinson-Eklundh, K., Lantz, A., Groth, K. Hedman, A., Rodriguez, H., Sallnäs, E-L. (2003). The World Wide Web as a social infrastructure for knowledge-oriented work. În H. van Oostendorp (Ed.), Cognition in a digital world, ( pp 97-126). Mahwah, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates. 6. Fischer, F., Mandl, H. (2003). Being there or being

where? Videoconferencing and cooperative learning. În H. v. Oostendorp (Ed.), Cognition in a digital world (pp. 205-223). Mahwah, NJ: Erlbaum.

21. Slavin, R. E. (1983). Cooperative learning. New York: Longman.

22. Teasley, S., Rochelle, J. (1993). Constructing a joint problem space: The computer as tool for sharing knowledge. In S. P. Lajoie , S. J. Derry (Eds.) Computers as cognitive tools (pp.229-257). Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.

7. Flavell, J. H., Botkin, P. I., Fry, C. L., Jr., Wright, J. W., Jarvis, P. E. (Eds.) (1968). The development of role-taking and communication skills in children. New York: Wiley.

8. Gere A., Stevens, R. S. (1989). The language of writing groups: How oral response shapes revision. În S. W. Freedman (Ed.), The acquisition of written Ianpage: Response and revision (pp. 85-105). Norwood, NJ: Ablex.

23. Van den Broek, P. W., Young, M., Tzeng, Y., Linderholm, T. (1999). The landscape model of reading: Inferences and the online construction of a memory representation. În H. van Oostendorp, S. Goldman (Eds.), The construction of mental representations during reading (pp. 71-98). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.

9. Google Docs: http://docs.google.com

10. Instone. K. (1996). HCI and the Web. SIGCHI Bulletin, 28(4), 42-45. 24. Vygotsky, L. S. (1978). Mind in society. The

development of higher psychological processes. Cambridge, MA: Harvard University Press. 11. Järvelä, S., Häkkinen, P. (2002). Web-based cases in

teaching and learning-the quality of discussions and a stage of perspective taking in asynchronous communication. Interactive Learning Environments, 10(1), l-22.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

137

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

138

Creşterea eficienţei didactice a jocului pe calculator prin procesarea informaţiei la nivel acţional, iconic şi verbal

Verginia Creţu

Universitatea din Bucureşti Facultatea de Psihologie şi Ştiinţele Educaţiei

[email protected]

Rezumat Comunicarea demonstreaza ca avantajele jocului pe calculator sunt sporite în condiţiile realizării şi integrării sale într-un sistem didactic bazat pe procesarea informaţiei la nivel acţional, iconic şi verbal . Jocul didactic poate asigura reproduceri fidele ale elementelor realităţii , la care elevii nu au acces prin contact direct, dar şi o activitate dirijată intrinsec , placută cu acestea, cu paşi mici şi numeroase feed-backuri; poate deveni complementar tuturor celor trei planuri, oferă un model de acţiune pentru a descoperi relaţiile complexe existente din natură; declanşează activitatea perceptivă şi crearea unei imagini mintale care prelungeste activitatea exterioară. Principalele argumente sunt oferite de cercetarea efectuată în clasele I-IV - elevi cu deficienţă mintală , care a demonstrat că, antrenarea acelorasi microoperaţii ale gandirii, la nivelul acţiunii directe în natură, cu lucruri şi fiinţe, apoi prin imagini (care permit detaşarea unor scheme constante ce se implică în reflectarea selectivă a esenţialului) şi apoi în plan verbal, contribuie la creşterea eficienţei formative a procesului de învăţământ. Cuvinte –cheie: joc didactic pe calculator; microoperaţii ale gândirii; procesarea informaţiei la nivel acţional, iconic şi verbal. A. Importanţa procesării conţinutului lecţiei la nivel acţional, ionic şi verbal pentru dezvoltarea gândirii elevului cu handicap mintal. Una dintre realităţile vizibile ale timpului nostru este prezenţa jocului pe calculator în viaţa copiilor noştri care-şi petrec o bună parte din timp în faţa calculatorului, captivaţi de această formă/modalitate pe care o îmbracă cea mai importantă activitate umană fundamentală, specifică copilăriei. Jocurile didactice pe calculator, care ţin cont de particularităţile de vârstă ale copilului sunt o importantă resursă educaţională, care a pătruns şi în învăţământul românesc. Sunt importante, din perspectiva cercetării, observaţiile cadrelor didactice care lucrează cu elevi cu handicap mintal, cu manifestări de tulburări ale atenţiei şi hiperactivitate pe care, jocul pe calculator îi ajută în procesul de recuperare şi compensare, mai ales prin mărirea timpului petrecut cu resursa informatională, la alegerea lor. Dar, din păcate cercetările psihologice şi pedagogice orientate spre fundamentarea ştiinţifică a jocului pe calculator şi , realizarea , pe această bază, a unor complexe de jocuri didactice şi a metodologiei de utilizare a acestora în procesul de învăţământ sunt cu totul sporadice. Cercetarea noastră desfăşurată în clase cu elevi cu deficienţă mintală, în anii 1993-1996 şi reluate în 2oo6

au demonstrat importanţa şi eficienţa procesării conţinutului procesului de învăţământ la nivel acţional, iconic şi verbal precum şi a orientării întregului proces de învăţământ, spre identificarea şi antrenarea microoperaţiilor gândirii, în plan acţional, iconic şi verbal. Cercetarea este fundamentată de mari principii şi achiziţii ale psihologiei şi pedagogiei contemporane: 1. Celebrele sintagme “Agenda agendo discantur”/ pentru a acţiona se învaţă acţionând (Comenius) şi “Learning by doing” (JohnDewey) au căpătat importante fundamentări ştiinţifice. Activitatea este modul de existenţă a psihicului uman, condiţia echilibrării şi existenţei individului în lume. Omul nu există decât în şi prin activitate; el nu este numai reacţie ci şi acţiune” (Paul Popescu Neveanu). Relaţiile între operaţiile efective şi operaţiile mintale sunt mult mai strânse decât s-ar putea crede numai pe baza analizei conduitei adulte. Gândirea este un sistem de operaţii logice, fizice (spaţio-temporale) şi numerice. Operaţiile mintale pot fi înţelese ca nişte forme interiorizate ale operaţiilor concrete. Operaţia este elementul activ al gândirii care asigură progresele esenţiale ale inteligenţei. 2. Dezvoltarea operaţiilor gândirii este pregătită de antrenarea şi educarea tuturor proceselor psihice şi a microoperaţiilor . ,,Nici o conduită nouă nu răsare, ex abrupto fără pregătire; în toate domeniile vieţii psihice, ea este totdeauna pregătită de un şir lung de conduite anterioare, mai primitive, faţă de care aceasta nu constituie decât o diferenţiere nouă şi o coordonare nouă" (Aebli, H. 1974). Orice operaţie se compune din operaţii parţiale, coordonate continuu unele cu altele şi constituie cu alte operaţii sisteme de ansamblu coerente şi solide. Când spun microoperaţii ale gândirii, psihologii se gândesc la similitudini, sortări simple, trieri, grupări, asocieri, clasificări şi preclasificări, serieri-ordonări, comparare şi apreciere globală, corespondenţă termen cu termen, intersecţie de clase, incluziuni, transformări si conservari ş.a. Fiecare copil se îndreaptă , în ritmul său propriu spre stadiile superioare ale operativităţii gândirii, iar activitatea de antrenarea a microoperaţiilor gândirii facilitează formarea marilor operaţii. În psihopedagogia specială s-a utilizat termenul de operator logic, considerat funcţional pentru a face distincţia între planul exterior al organizării realităţii şi al materiei de predat şi operaţiile interioare care se for-mează în timp, pentru a scoate în evidenţă o structură şi un potenţial de antrenare a operaţiilor gândirii şi a schemelor de acţiune,. În matematică, operatorii sunt semne ce indică operaţia de îndeplinit, iar în psihologie

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

139

operatorul logic reprezintă „modelul sau schema funcţională prin care se efectuează o anumită operaţie". 3. Jerome S. Bruner (1970), în cartea sa „ Pentru o teorie a instruirii”, demonstrează că există trei moduri în care copilul realizează eliberarea de stimulii prezenţi şi conservarea, într-un model, a experienţei trecute; apoi, caută care sunt regulile ce guvernează depozitarea şi regăsirea informaţiilor din acest model. După Bruner, transpunerea experienţei într-un model despre lume, se realizează, mai întâi, prin acţiune („reprezentare activă”). Reprezentarea activă se bazează pe învăţarea unor răspunsuri şi pe formarea unor obişnuinţe. Există şi un al doilea sistem de reprezentare, care se bazează pe organizarea vizuală sau pe alt fel de organizare senzorială şi pe folosirea unor imagini schematice („reprezentare iconică”). Reprezentarea iconică este guvernată mai ales de “principiile şi de transformările economice ale organizării perceptuale “. “Reprezentarea prin limbaj” sau prin cuvinte este caracterizată de faptul că e de natură simbolică, având anumite trăsături comune sistemelor simbolice. „Simbolurile (cuvintele) sunt arbitrare, au legături de referinţă îndepărtate şi sunt aproape întotdeauna deosebit de productive ori generatoare, în sensul că un limbaj sau orice sistem simbolic are anumite reguli de formare şi transformare a frazelor, de natură să interpreteze realitatea într-un grad care nu e atins niciodată prin acţiuni sau imagini”. Cercetarea experimentală desfăşurată a confirmat ipoteza “Se prezumă că, şi în condiţiile educării/antrenării dezvoltării microoperatiilor gândirii la nivel acţional, iconic şi verbal se obţin mai multe răspunsuri adaptative esenţiale, dar se menţine corelaţia existentă, în condiţii obişnuite, între coeficientul de inteligenţă al elevilor din şcoala specială şi nivelul dezvoltării microoperaţiilor”. Sistemul didactic conceput cuprinde: - Evaluarea nivelului de dezvoltare a unor microoperaţii ale gândirii. şi luarea în considerare a acestuia în centrarea pe elev a demersului didactic. - Definirea obiectivelor operationale ale lecţiilor; au fost stabilite comportamentele observabile şi măsurabile aşteptate, condiţiile asigurate pentru realizarea acestora si reuşitele minimale. - Microoperaţiile gândirii care pot fi formate la o anumită vârstă, la o anumită categorie de copii/elevi; Pe baza identificării acestora şi cunoaşterii elevilor s-au definit obiectivele operaţionale ale lecţiilor. - Conţinutul procesului de învăţământ care permite, cu prioritate antrenarea microoperaţiilor gândirii. - Procesarea conţinutului procesului de învăţământ corelat cu stabilirea şi elaborarea modalităţilor de organizare a mediului instructiv, a metodelor şi mijoacelor de învăţământ pentru a asigura antrenarea microoperaţiilor gândirii la nivel acţional, iconic şi verbal . Am utilizat: a. Contactul direct cu aspecte din natură, (animale , plante, ape curgătoare din orizontul local) precum şi cu mulţimi de elemente din natură ( legume şi fructe, diferiţi arbori ş.a. ) şi antrenarea operatorilor logici adecvaţi; J. Bruner arăta că dacă există vreun mod de

adaptare la transformările mediului, el trebuie să includă şi dezvoltarea unui metalimbaj şi a unor priceperi care să ofere formele şi modelele cu ajutorul cărora să înţelegem regularităţile din natură. În natură există similitudini, există serieri în ordine crescătoare sau descrescătoare, succesiuni temporale sau logice, elementele se grupează, sunt legate solidar prin aspecte comune, se aseamănă sau se deosebesc, sunt identice, se transformă, etc. Dincolo de diversitate există configuraţii şi caracteristici constante, iar pentru a le desprinde trebuie organizat mediul şi conţinutul învăţământului pentru ale desprinde. b. Mijloace ce permit antrenarea operatorilor logici în plan acţional: trusa Dienes ce cuprinde seturi de figuri geometrice (mari, mijlocii, mici, fiecare figura fiind de diferite culori), corpuri geometrice, modele ale elementelor realităţii, jocuri, jucării; Elevul poate acţiona direct, efectuând suprapuneri, alăturări, comparaţii pentru a desprinde dimensiunea culoare (figurile geometrice pot fi roşii, galbene, albe), mărime ( mare, mică , mijlocie) şi pentru a realiza grupări după mărime şi apoi, în urma activităţilor educative, gruparea figurilor geometrice de acelaşi fel ( făcând abstracţie de culoarea şi mărimea acestora. c. Mijloace ce permit antrenarea operatorilor logici în plan iconic şi anume imagini special concepute pentru a antrena: corespondenţele (vaca stă în staul, găinile stau în coteţ, oamenii în casă , creioanele în penar, oile la stână) ; serierile în ordine crecătoare şi descrescătoare (iarba, arbuşti, arbori); grupările (fructe, legume , jucării, unelte); trierile (scoate ceea ce nu se potriveste din următoarele...; complementarităţile (mătură –făraş, ciocan-cui, tablă-cretă) s. a . d. Mijloace ce permit antrenarea aceluiaşi operator logic în plan verbal; Au fost utilizate fişe de activitate independentă, exerciţii de completare şi de transformare de propoziţii , poezii şi ghicitori. Ipoteza a fost confirmată. Antrenarea unei microoperaţii a gândirii pe un conţinut informaţional din zona adaptativă esenţială, la nivel acţional, iconic şi verbal, a condus la utilizarea microoperaţiei respective în rezolvarea de probleme în contexte diferite. Probele de achiziţii şcolare au arătat că un copil care a fost învăţat să stabilească asemănări şi deosebiri manipulând două fructe (pară, măr) sau două păsări domestice (raţă, găină), apoi două imagini, va reuşi să rezolve exerciţii şi probleme în cadrul aceleaşi categorizări. Dacă această activitate se produce sistematic, va interioriza schemele de acţiune folosite (stabileşte asemănări şi deosebiri prin contrapunerea fiecărei părţi a corpului, făcând referire la forme, culoare, mărime, aspecte deosebite etc.) şi le va folosi în situaţii cu totul noi, pentru a compara elemente cu care nu au mai fost în contact. B. Avantajele realizării şi integrării jocului pe calculator într-un sistem didactic bazat pe procesarea informaţiei la nivel acţional, iconic şi verbal În desfăşurarea cotidiană a procesului de învăţământ, multe dintre exerciţiile şi problemele propuse orientate spre formarea operatorilor logici/microoperaţiilor gândirii, s-au transformat în jocuri desfăşurate prin acţiune directă cu elemente ale lumii înconjuratoare, cu

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

140

jucării sau diferite materiale didactice, iar apoi, pentru realizarea aceloraşi obiective operaţionale, în jocuri cu imagini şi în plan verbal. A reieşit şi necesitatea conceperii şi studierii unui complex de jocuri pe calculator, orientate spre antrenarea aceloraşi microoperaţii ale gândirii. Necesitatea jocurilor pe calculator a reieşit din observaţii, probleme întâmpinate în procesarea informaţiei (aceleaşi), pe cele trei nivele dar şi din luarea în considerare a virtuţilor pe care le poate dezvolta activitatea pe calculator şi obiectivele educaţionale specifice la care poate contribui. Vom prezenta câteva exemple. a. Exerciţiile şi problemele care implică activitatea cu elementele lumii reale nu acoperă toate ariile informaţionale. În aceste condiţii se impune trecerea directă la activitate cu substitute ale realităţii (mulaje, imagini ş.a), pentru a realiza corespondenţe termen cu termen, stabilire de asemanări, deosebiri, identităţi. Dar imaginea este o condiţie necesară dar nu suficientă pentru dezvoltarea gândirii copilului; intuiţia nu este este esenţialmente activă. Jocul pe calculator poate asigura reproduceri fidele ale elementelor realităţii , dar şi o activitate dirijată , placută cu acestea, cu paşi mici (deci o accesibilitate crescută) şi numeroase feed-backuri pe care nu le poate asigura profesorul în clasă; jocul pe calculator înseamnă activitate individuală şi angajare conform propriei hotărâri, implicit responsabilitate, dirijare discretă , neconştientizată de utilizator, satisfacţia autonomiei. b. Jocul pe calculator stimulează formarea unor obiective care ţin de dezvoltarea personală, de învăţarea perceptive şi metacognitie. Astfel, stimulează capacitatea de explorare în câmpul vizual şi concentrarea atenţiei, coordonarea oculo-motorie. Îi oferă copilului posibilitatea de autoevaluare şi de intrare în competiţie cu el însuşi, pentru a obţine rezultate mai bune. S-a constatat că, într-o anumită masură calculatorul contribuie la formarea unei imagini de sine pozitive, mai ales în cazul copiilor care au probleme de exprimare în faţa întregii clase c. Jocul pe calculator oferă posibilitatea de regăsire a informaţiei în situaţii oarecum schimbate. El poate deveni complementar planului verbal şi a trainingurilor anterioare în natură şi în plan iconic, de exemplu, pentru a conştientiza existenţa şi marea diversitate a contrariilor existente în natură. Prin jocul pe calculator, se pot găsi soluţii creative pentru vizualizarea antonimelor dintr-o poezie( „Muntele din zare / De nu-i mic e mare. Norul ce s-a dus/ De nu-i jos e sus / Ursul greu la pas/ De nu-i slab e gras . Mierea care curge/ Nu-i amară-i dulce.”), dar şi pentru alte exemple, care favorizează transferul specific şi nespecific . d. Calculatorul oferă posibilitatea realizării dezideratului educaţional ca fiecare imagine în parte şi succesiunea de imagini să nu lase în mintea copilului "o fotografie misterioasă" (1) un "reziduu senzorial al obiectelor percepute, ci să determine executarea unui desen interior", să declanşeze activitatea perceptivă. Imaginile vizuale pot fi astfel concepute încât să vină în sprijinul analizei detaliate a elementelor şi aspectelor realităţii, comparării elementelor, fenomenelor şi proceselor,

stimulării efortului de asociere, punere în corespondenţă, de reprezentare a întregului, de ordonare temporală ş. a. Desenul interior "nu prelungeşte percepţia pură, ci tocmai ansamblul mişcărilor, al comparaţiilor etc, care însoţesc percepţia şi pe care noi le numim activitate perceptivă". Imaginea mintală este definită drept reproducerea interiorizată a mişcărilor de explorare perceptivă. e. Calculatorul oferă posibilitatea prezentării de imagini având toate aparenţele relităţii sensibile care ne înconjoară, dar şi a relaţiilor complexe existente în natură; în plus un model de acţiune pentru a descoperi aceste relaţii . Pe această bază se construieşte treptat şi se interiorizează un model organizare a informaţiei. Marea problemă a cunoaşterii în general, este crearea unităţii în multiplicitatea exorbitantă a datelor realităţii şi elaborarea de forme categoriale diferite. Calculatorul oferă corelarea la nivel superior a planului iconic cu cel conceptual şi menţinerea contactului cu realul concret în vederea desoperirii invarianţiilor şi trecerii de la corespondenţa de tipul: planta care se înmulţeşte prin polenizare, albina care vizitează planta pentru polen, la cea din matematică care indică relaţia între două mulţimi, conform căreia fiecare element al unei mulţimi este pus în legătură cu unul sau mai multe elemente din cealaltă mulţime. Jean Piaget arata că ,,principalele categorii" de care se foloseşte inteligenţa spre a se adapta la lumea exterioară corespund unui anumit aspect al realităţii, aşa cum fiecare organ este în legătură cu un caracter special al mediului. „Gândirea se organizează adaptându-se la lucruri şi, adaptându-se, se structurează ea însăşi" (Piaget, J., 1973, pag. 15). Jocul pe calculator permite reunirea activităţii din natură a copilului , cu cea de rezolvare de probleme şi exerciţii având la dispoziţie imagini(“alege sămanţa din care a crescut această plantă“) şi cea de la nivelul reprezentării prin limbaj (“Dintr-o prună, creşte un prun, /Din alună –un alun/ Dintr-o ghindă-un stejar/ “Dumitru Matcovschi), într- o sinteză sui-generis care are drept rezultat formarea unei importante microoperaţii. Se asigură valorizarea senzorialului, dar şi a sferei şi conţinutului noţiunilor, a relaţiilor existente în natură, a căror cunoaştere are un mare rol adaptativ prin detaşarea unor scheme constante ce se implică în reflectarea selectivă a esenţialului şi apoi la nivelul treptelor intermediare operaţional-concrete (Piaget, J., Inhelder, B., -1964). f. Calculatorul şi jocul pe calculator facilitează reversibilitatea microoperaţiilor şi operaţiilor gândirii. În construcţia intelectuală, conform teoriei piagetiene, operaţia constituie un mod de lucru neuropsihic, dispoziţie instrumentală, acţiune interiorizată, transformare senzorio-motorie sau mintală care se defineşte nu izolat sau de sine stătător, ci prin apartenenţa la o structură de ansamblu, dotată cu reversibilitate. Mobilitatea operaţiei exprimă caracterul ei reversibil; o operaţie inversă a inteligenţei este înţeleasă psihologic odată cu operaţia directă. Calculatorul permite efectarea de reversibilitati şi de transformări: de a grupa, dar şi de a tria dintr-o mulţime, de a seria în ordine crescătoare dar şi descrescătoare, de a stabili asemănări dar şi deosebiri, de a include

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

141

elemente în structura corespunzătoare şi invers, stabilind consecinţele, de a transforma o realitate pentru a da alta bine stabilită , de a stabili identitatea/conservarea masei indiferent de forma în care se prezintă, etc. Cu puţină imaginaţie ne dăm sema că un joc pe calculator facilitează conştientizarea incluziunii şi reversibilitatea în cadrul unor mulţimi. Incluziunea presupune cuprindere, înglobare, dar şi proprietatea care constă în faptul că orice element al unei mulţimi date aparţine şi altei mulţimi. O vacă aparţine mulţimii mamiferelor, animalelor domestice, cornutelor, erbivorelor, celor de culoare roşcată sau albă, după caz etc. Un om aparţine unei familii, unei comunităţi, unei naţiuni. Intersecţia vizează totalitatea elementelor comune a două mulţimi. La intersecţia între mulţimea plantelor folositoare şi mulţimea plantelor sălbatice se află plantele medicinale din flora spontană; ele aparţin ambelor mulţimi. În concepţia lui Z. Dienes şi E. Fischbein conştientizarea apartenenţei unor elemente la două mulţimi care se intersectează constituie un moment crucial în dezvoltarea gândirii şcolarului mic. Un important argument pe care-l supunem atenţiei, pentru a demonstra avantajele realizării şi integrării jocului pe calculator într-un sistem didactic bazat pe procesarea informaţiei la nivel acţional, iconic şi verbal este dat de cercetările lui Gheorghe losif (5), care arată că modelul mintal care se formează pe baza proprietăţilor sistemelor cu care subiectul vine în contact în activitate este mai aproape de acţiunea concretă şi are structuri de control direct utilizabile în realizarea acţiunii. Dacă, prin conţinut şi strategii jocul didactic se corelează cu activitatea concretă a copilului în planul acţiunii directe cu diferite elemente, cu imagini ale acestora şi apoi cu simbolurile verbale corespunzătoare sub îndrumarea cadrului didactic atunci se obţine o creştere a eficienţei jocului didactic, dar şi de realizare a tuturor obiectivelor operaţionale ale lecţiilor respective. Jocul potenţează valoarea educogenă a modelului de procesare a informaţiei la nivel acţional, iconic şi verbal. Împreună

devin un model de depozitare, de structurare a informaţiei pentru regăsirea ei ulterioară cu uşurinţă.. Tratarea, „procesarea" sarcinilor intelectuale după o structură logică implicită efectuată în clasă este preluată de calculator în jocuri care configurează interrelaţiile şi structurile specifice ale viitoarelor operaţii ale gândirii, structuri de ansamblu dotate cu reversibilitate ce se vor forma şi interioriza în timp. Psihopedagogia contemporană a demonstrat că o bună parte din configuraţiile interne sau externe ale stimulilor se reflectă în comportamentul interiorizat sau exteriorizat al subiectului, asigură îmbogăţirea instrumentală bazată pe folosirea sistematică a funcţiilor premergătoare operaţiilor cognitive şi determină, în ultimă instanţă "modificabilitatea cognitivă structurală”( 5 ). Bibliografie selectivă : 1.Aebli H., (1974), Didactica psihologică, Bucureşti, E.D.P., pag. 42, pag. 129 2. Bruner S, Jerome. (1970), Pentru o teorie a instruirii, trad., Bucuresti, Editura Didactică şi Pedagogică. 3. Creţu Verginia,(1995), Formarea operatorilor logici la elevii cu handicap mintal, I si II. Revista “Recuperarea şi integrarea persoanelor cu handicap”, nr. 1-2/1995 şi 1/1996 4. Agheană V. , Cretu V. Procesarea conţinutului lecţiei la nivel acţional, iconic şi verbal pentru dezvoltarea gândirii elevului cu handicap mintal. Constatări şi soluţii ameliorative ( II ) În Revista de Psihopedagogie nr. 1/2008 5. Feuerstein, R., Rand, Y., Hoffman M., (1979), The dynamic assesment of retarded performers. Learning potential assesment device - Instrument and technique, Baltimore University, Park Press. 5. Iosif, Ghe., Unele precizări privind relaţiile dintre modelul mental, reprezentare şi modelul cognitiv, în Revista de psihologie nr. 4/1993, Bucureşti. 6. Piaget, J., (1973), Naşterea inteligenţei la copil, Bucureşti, E.D.P.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

142

Tehnici de adnotare grafică în eLearning Teodor Ştefănuţ

Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca Str. G.Bariţiu, Nr. 26, Cluj-Napoca

[email protected]

Dorian Gorgan Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca Str. G.Bariţiu, Nr. 26, Cluj-Napoca

[email protected]

REZUMAT

Lucrarea prezintă rezultatele unor experimente realizate asupra tehnicilor de interacţiune prin adnotare grafică 2D şi 3D în cadrul unei platforme eLearning numită eTrace. Codificarea şi gestiunea adnotărilor este independentă de tipul şi formatul documentelor 2D sau al obiectelor 3D adnotate. Utilizatorul realizează adnotarea 3D prin desenare, direct pe suprafaţa obiectelor. Tehnicile de adnotare sunt experimentate şi exemplificate în cadrul unor lecţii din diferite domenii (mecanică, fizică, medicină aeronautică etc.)

Cuvinte cheie eLearning, adnotare grafică, adnotare 3D, evaluare adnotare

Clasificare ACM H.5.2 User Interfaces - Graphical user interfaces (GUI), H.5.3 Group and Organization Interfaces - Evaluation/ methodology, K.3.1 Computer Uses in Education.

INTRODUCERE Adnotarea este una dintre cele mai naturale activităţi pe care le realizează oamenii în viaţa de zi cu zi, interacţionând cu documente, imagini, obiecte etc. Atunci când încercuim sau subliniem cuvinte într-un text sau elemente ale unei imagini, când facem schiţe cu ajutorul liniilor sau trasăm pe hârtie legături între diverse elemente grafice cu ajutorul săgeţilor, realizăm în fapt adnotări grafice. În încercarea de a aduce această eficienţă şi naturaleţe a interacţiunii în lumea virtuală, în cadrul platformei eTrace au fost dezvoltate unelte de bază care permit studierea celor mai bune modalităţi de realizare, codificare şi prelucrare a adnotărilor realizate cu creionul grafic. Până în prezent au fost dezvoltate numeroase aplicaţii eLearning care oferă suport pentru crearea, gestionarea şi vizualizarea lecţiilor, gestiunea utilizatorilor şi evaluarea on-line a cunoştinţelor [1], [2]. Cele mai uzuale modalităţi de interacţiune cu utilizatorul folosite în aceste aplicaţii sunt formularele, alcătuite din seturi de controale cum sunt: listele, butoanele, căsuţele de text etc. Deşi aplicabilă în numeroase situaţii, acest tip de interacţiune se dovedeşte a fi foarte limitativă atunci când este necesară efectuarea unei analize asupra unor imagini, documente în diferite formate sau alte obiecte reprezentate în 2D sau 3D. În astfel de cazuri, realizarea unui dialog între profesor şi studenţi numai prin intermediul schimbului de mesaje în forma text (chat sau email) se poate dovedi foarte dificilă şi poate conduce la apariţia a numeroase erori în comunicare, datorate unor descrieri incomplete din cauza timpului scurt (teste on-line) sau a necunoaşterii limbii (lecţii într-o limbă străină, din punct de vedere al utilizatorului) [3].

Această lucrare prezintă experimentele realizate în cadrul Platformei de eLearning eTrace [4] care implementează ca principală tehnică de interacţiune cu utilizatorul adnotarea cu ajutorul creionului grafic sau al mouse-ului.

ALTE REALIZĂRI ÎN DOMENIU Avansul tehnologic din domeniul graficii pe calculator a permis dezvoltarea unor noi modalităţi de reprezentare a informaţiei vizuale şi implementarea unor noi tipuri de interacţiune cu utilizatorul. Spaţiile virtuale 3D sunt folosite tot mai des în realizarea unor modalităţi naturale de a afişa informaţia şi a interacţiona cu utilizatorii. Prin precizia şi abilitatea de control a mişcării pe care le pune la dispoziţie, creionul grafic poate oferi numeroase şi interesante tehnici de interacţiune cu utilizatorul. Wuthrich [5] şi mai apoi Aliakseyeu [ 6] au identificat patru tipuri de acţiuni elementare care pot fi realizate cu creionul grafic: selecţie/prindere, poziţionare cu n grade de libertate, deformare şi schiţare/scriere ca şi acţiune atomică Prin comparaţie cu mouse-ul, creionul grafic oferă un control mult mai fin asupra adnotării şi posibilitatea de detectare a mai multor grade de libertate (ex: presiune, înclinaţie). În [ 7] Mackenzie prezintă rezultate care demonstrează precizia şi rapiditatea superioare în utilizare a creionului grafic în comparaţie cu mouse-ul. Există în prezent numeroase interfeţe realizate pentru creionul grafic [8], [9], care oferă suport pentru două moduri distincte de lucru: simplu desen şi gestică. Pentru cazul desenului simplu, sarcina este similară cu a unui utilizator care adnotează un document sau o imagine utilizând primitive grafice cum sunt: linia, dreptunghiul etc. În cazul gesticii, sarcina este identică celei de activare a unei comenzi [10]. În ultimii ani, mai ales în domeniul arhitectural, programele de tip CAD au cunoscut o foarte mare răspândire, fiind utilizate mai ales în reprezentările 3D. De asemenea, în domeniul medical, proiecte similare cu „Omul Vizibil” [11] sunt axate pe dezvoltarea unor noi modalităţi de pregătire, experimentare şi învăţare, care să necesite costuri scăzute de implementare şi, în acelaşi timp, să asigure un grad cât mai ridicat de eficienţă. În paralel cu dezvoltarea noilor modalităţi de reprezentare 3D, specialiştii şi-au îndreptat eforturile spre a implementa noi metode de interacţionare cu acestea, mai eficiente şi mai naturale decât cele existente în prezent. Pe parcursul ultimilor ani, adnotarea realizată în spaţiul virtual 3D s-a constituit într-o tehnică de interacţiune cu un mare potenţial, intrând în atenţia mai multor colective de cercetare din diferite domenii. Au fost dezvoltate numeroase tipuri de adnotări pentru a răspunde necesităţii de reprezentare a acestora în diferite formate, cum sunt: audio, video, text sau semne grafice plasate pe suprafaţa obiectelor 3D sau independent în spaţiul virtual 3D [12].

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

143

De asemenea, numeroase eforturi de cercetare au fost îndreptate înspre implementarea unor modalităţi mai eficiente de analiză a documentelor prin utilizarea adnotării, rezultate notabile în acest domeniu fiind descrise de către Lichan Hong în [13]. În [14] şi [15] sunt prezentate proiecte care utilizează adnotarea 3D în sesiuni de lucru colaborative pe Internet, fiind menţionate şi principalele avantaje oferite de utilizarea acestui tip de comunicaţie: prin comparaţie cu comunicarea bazată pe text, adnotarea oferă posibilitatea transmiterii unor informaţii şi forme grafice complexe într-o manieră naturală şi facilă şi previne în acelaşi timp apariţia a numeroase erori de comunicare, fără un efort suplimentar din partea utilizatorului (ex. erori de scriere, de exprimare într-o limbă străină etc.). Figura 1. Lecţie în sistemul eTrace

PLATFORMA ETRACE Platforma eLearning eTrace este în prezent una dintre primele aplicaţii din domeniul eLearning care utilizează ca principală tehnică de interacţiune cu utilizatorul adnotarea grafică. Aplicaţia a fost realizată utilizând arhitectura client-server care înglobează modelele şi tehnicile necesare pentru implementarea unei platforme eLearning. Printre principalele avantaje rezultate în urma utilizării acestei arhitecturi amintim:

• scalabilitatea – aplicaţia poate fi uşor extinsă de la un număr restrâns la un număr mare de utilizatori, prin intermediul Internetului. Oricine poate accesa sistemul, de oriunde, dacă dispune de o conexiune la Internet, un nume de utilizator şi o parolă care sunt acceptate de către platformă.

• controlul centralizat al informaţiilor – toate informaţiile sunt salvate şi gestionate într-un singur loc şi de către un singur sistem – serverul eTrace

• salvarea informaţiilor utilizator independent de locaţie – orice utilizator va putea să-şi îndeplinească sarcinile indiferent de locaţia sa, dacă are acces la sistem, deoarece toate datele sale sunt salvate la nivel de server şi pot fi accesate prin intermediul Internetului

• independenţa tehnologică – aplicaţiile client şi aplicaţia server pot fi dezvoltate independent, în orice limbaj care este considerat adecvat. Singurele restricţii aplicate sunt implementarea corectă a protocolului de comunicaţie şi implementarea la nivel de server a suportului pentru funcţionalităţile necesare în aplicaţiile client.

Accesul la resursele gestionate de către eTrace se realizează prin intermediul unui nume de utilizator şi al unei parole. Aceste măsuri de securitate sunt necesare pentru asigurarea confidenţialităţii şi a persistenţei datelor utilizatorilor între diferitele sesiuni de lucru. Orice utilizator poate fi identificat în mod unic de către sistem şi toate adnotările şi alte date ale acestuia pot fi accesate numai de către utilizatorii autorizaţi în acest sens: profesori, administratori şi utilizatorul însuşi.

REALIZAREA LECŢIILOR eTrace pune la dispoziţia profesorilor o modalitate uşoară de a încărca în sistem informaţiile necesare lecţiilor şi de a folosi în cadrul acestora tehnicile de adnotare pe care

aplicaţia le pune la dispoziţie. Lecţiile pot fi alcătuite din orice tip de fişiere acceptate pe Internet: imagini, sunete, prezentări Flash, fişiere video, obiecte 3D etc. (Figura 1) În prezent eTrace permite adnotarea resurselor de tip:

• HTML şi alte documente – cu orice elemente multimedia conţin acestea. eTrace, în modul adnotare, va considera aceste resurse ca fiind atomice şi va permite adnotarea 2D asupra lor, fără a face distincţia între diferitele tipuri ale elementelor (flash, imagini, scene 3D, video etc.)

• Imagini – JPG, BMP, GIF, TIFF, PNG etc. – toate formatele recunoscute de aplicaţia Internet Explorer

• VRML/OBJ – fişiere care descriu scene de obiecte 3D. Asupra acestor resurse pot fi create atât adnotări 2D cât şi 3D.

Marcarea unui element astfel încât acesta să fie recunoscut de către eTrace ca fiind adnotabil se realizează foarte uşor, prin adăugarea unor atribute HTML specifice fiecăruia dintre aceste obiecte. Pentru aceasta se poate utiliza orice editor text care se găseşte la dispoziţia profesorului. Încărcarea lecţiilor în sistem se realizează sub formatul unei arhive .zip, care cuprinde toate elementele componente ale lecţiei. Sistemul va genera pentru fiecare resursă adnotabilă un ID unic, şi va publica aceste resurse pentru a putea fi accesate de către utilizatori. Organizarea didactică a informaţiei în cadrul lecţiei este responsabilitatea profesorului. Sistemul eTrace nu impune nici un fel de restricţii cu privire la formatarea informaţiei sau realizarea navigaţiei între diferitele secţiuni ale aceleiaşi lecţii. Fişierele CSS şi formatările inline pot fi utilizate pentru a controla modul de afişare iar tehnologii cum sunt JavaScript, Flash etc. pot fi folosite pentru a crea meniurile necesare navigării. Atunci când este necesar, pot fi de asemenea incluse legături către resurse externe sistemului, însă acestea nu vor putea fi adnotate deoarece eTrace nu deţine suficiente informaţii pentru a menţine consistenţa adnotării în contextul resursei.

CODIFICAREA ADNOTĂRILOR Majoritatea aplicaţiilor din prezent care implementează interacţiuni cu utilizatorul prin intermediul adnotării grafice utilizează fie o fotografie a unei instanţe a documentului în care înglobează adnotările utilizatorului, fie o nouă copie a documentului. Această modalitate de

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

144

stocare a informaţiilor prezintă următoarele dezavantaje majore: • modificarea adnotărilor într-o sesiune de lucru

ulterioară realizării lor este o operaţiune foarte dificilă • este necesar foarte mult spaţiu de stocare a informaţiei

la nivel de server deoarece sistemul salvează numeroase informaţii suplimentare pentru fiecare set de adnotări şi pentru fiecare utilizator în parte

• transmiterea unui volum mare de date între server şi fiecare utilizator va duce la creşterea semnificativă a timpului necesar comunicării şi chiar la blocarea serverului Figura 2. Adnotare 2D pe documente 2D

Pentru a evita problemele descrise mai sus, în cadrul platformei eTrace adnotările sunt codificate şi gestionate separat de resursa pe care acestea au fost create. Sistemul utilizează o serie de numere unice de identificare a resurselor pentru a menţine legătura dintre adnotare şi resursă şi a păstra astfel nealterată semnificaţia adnotării. Toate informaţiile necesare identificării trebuie să fie accesibile sistemului la momentul creării adnotării, şi vor fi folosite ulterior pentru a identifica în mod unic fiecare adnotare a fiecărui utilizator în parte, asigurându-se astfel securizarea accesării informaţiilor (numai utilizatorii cu drepturile de acces corespunzătoare vor putea accesa adnotările) şi corectitudinea afişării acestora. Prin utilizarea acestei metode, fiecare resursă din sistem are o singură instanţă pe server, indiferent de numărul adnotărilor realizate asupra ei sau a utilizatorilor care le-au realizat, iar adnotările sunt salvate, în format XML, în cadrul unei baze de date. În prezent, formatul XML utilizat pentru codificarea adnotării şi a informaţiilor de identificare a acesteia este un format specific, dezvoltat special în acest scop, situaţie impusă de lipsa unui standard care să corespundă cerinţelor aplicaţiei. Cel mai apropiat standard existent în prezent este InkML care însă nu oferă uneltele necesare pentru codificarea informaţiilor 3D, el fiind creat pentru a gestiona adnotări realizate în spaţiul virtual 2D. În măsura în care modificarea acestui standard va fi posibilă, el va fi adoptat pentru codificarea informaţiilor astfel încât platforma eTrace să ofere posibilitatea de comunicare cu alte aplicaţii

Figura 3. Adnotare 2D pe scenă de obiecte 3D

Prin utilizarea unei codificări standardizate, schimbul de informaţii între eTrace şi alte programe poate fi implementat mult mai uşor şi fără a necesita cunoştinţe despre sistemul intern de gestiune a informaţiilor. Spre exemplu, recunoaşterea automată a scrisului de mână sau a gesturilor realizate cu creionul grafic poate fi delegată unor aplicaţii externe, specializate în acest tip de procesare, platforma eTrace fiind responsabilă doar cu captarea şi codificarea corectă a adnotării.

TEHNICI DE ADNOTARE REALIZATE CU CREIONUL GRAFIC Resursele care sunt adnotabile utilizând mediul eTrace pot fi grupate în două categorii principale: elemente 2D (imagini, text, documente în diferite formate) şi elemente 3D (obiecte 3D care sunt plasate în spaţiul virtual). În funcţie de acestea, adnotarea poate fi realizată în spaţiul 2D – pe o fereastră transparentă care este plasată peste document sau pe un plan de proiecţie transparent ce poate

fi deplasat în jurul scenei 3D, sau în spaţiul 3D – plasată pe suprafaţa obiectelor care compun scena.

Adnotarea resurselor 2D După cum a fost menţionat anterior, cele mai multe dintre aplicaţiile din prezent care au implementat această tehnică de interacţiune realizează adnotările în conţinutul documentului, care este reprezentat de obicei în format imagine (captură de ecran) şi salvează toate aceste informaţii pentru fiecare utilizator, grup de adnotări şi instanţă diferită a documentului. Editările ulterioare (stergere, modificare atribute – culoare, formă, tip linie etc.) ale adnotărilor deja realizate nu mai sunt posibile. Tehnica studiată în cadrul eTrace pune accent pe codificarea adnotărilor independent de resursă, între cele două entităţi existând numai o legătură de context. Odată cu adnotarea se salvează numai informaţiile necesare pentru ca aceasta să îşi menţină semnificaţia în legătură cu documentul şi cu utilizatorul care a creat-o (Figura 2).

Adnotare 2D pentru scene de obiecte 3D Adnotarea 2D în cazul scenelor de obiecte 3D se realizează pe un plan tangent la o sferă imaginară care înconjură scena (Figura 3). Utilizatorul poate controla modul de vizualizare al obiectelor din scenă (scalare, rotaţie, translaţie etc.). Atunci când operaţia de adnotare începe, scena este blocată la instanţa curentă care va fi salvată împreună cu adnotarea pentru a menţine semnificaţia acesteia. Adnotarea este independentă de formatul şi limbajul

3D pentru scene de obiecte 3D

descriptiv al scenei de obiecte (obj, wrl, 3DS etc.), fiind legată de aceasta numai prin informaţiile de context necesare.

Adnotare

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

145

Adnotarea 3D se realizează pe suprafaţa obiectelor din

pune la dispoziţie

at (TGA,

e posibilitatea de a

(secţiune circulară, rectangulară, pătrată etc.)

cadrul scenei, devenind obiect separat în cadrul acesteia. Utilizatorul poate opera asupra modului de vizualizare prin modificarea poziţiei scenei (scalare, translaţie, rotaţie) şi a vizibilităţii componentelor, adnotarea fiind în permanenţă plasată pe obiect şi vizibilă (dacă nu este acoperită de părţi ale obiectului) (Figura 4). Şi în acest caz, deşi la afişare adnotarea devine parte componentă a scenei, ea este de fapt salvată şi gestionată independent de resursă, evitându-se redundanţa salvării informaţiilor scenei pentru fiecare utilizator în parte. Prin posibilităţile mai extinse pe care leîn ceea ce priveşte complexitatea informaţiilor afişate şi calitatea afişării, spaţiul virtual 3D oferă utilizatorilor posibilitatea unei abordări mult mai naturale a informaţiei decât în cazul spaţiilor 2D. Adnotările realizate de către utilizatori pot fi de asemenea îmbunătăţite prin introducerea unor atribute cum sunt: texturi, lumini şi umbre, diferite secţiuni 3D etc., obţinându-se astfel un efect mult mai realist care are o mare contribuţie în înţelegerea informaţiilor prezentate (Figura 5) Texturile sunt fişiere imagine indiferent de formHPG, BMP, PNG etc.) care pot conţine reprezentări de materiale sau obiecte mult mai complexe şi care sunt mapate pe suprafaţa unui model 3D. În urma unei mapări corecte, textura ar trebui să fie sincronizată cu suprafaţa obiectului 3D contribuind astfel foarte mult la realismul reprezentării şi la simularea modelării în detaliu. Prin utilizarea acestei tehnici, numeroase părţi ale obiectului pot prezentate cu un grad mare de detaliere fără a modifica efectiv suprafaţa obiectului (Figura 5). Folosind reprezentările 3D profesorul arinclude în cadrul lecţiei, cu minimum de efort, interacţiuni cu un grad ridicat de complexitate şi exerciţii referitoare la materiale specifice anumitor exerciţii (sticlă, oţel, plastic, lemn etc.) sau la forma specifică a unor instrumente

Figura 5. Reprezentarea obiectelor 3D în platforma eTrace [8]

a) fără textură; b) numai cu material; c) cu textură.

Exist re a

biectelor 3D este foarte important. Pentru obţinerea celor

e de obiecte 3D. În cazul în

re resursă

priveşte

modalitatea de reprezentare a adnotării la

ă numeroase situaţii în care nivelul de detalieomai bune rezultate, profesorii trebuie să combine modelarea 3D cu generarea unor texturi de foarte bună calitate astfel încât să obţină o reprezentare cu un înalt grad de realism fără a necesita resurse hardware excepţionale. Texturile pot simula numeroase detalii 3D ale obiectelor prezentate prin afişarea unor umbre sau a unor deformări 3D false, care nu sunt calculate matematic de către acceleratorul grafic. Aceste probleme influenţează semnificativ şi dimensiunea fişierelor care descriu scenelFigura 4. Adnotare 3D pe obiecte 3D. care toate detaliile scenei ar fi realizate prin modelarea suprafeţelor, vârfurile şi poligoanele necesare trasării obiectelor ar fi mult mai numeroase, ceea ce ar conduce de asemenea spre fişiere de dimensiuni mari. O astfel de situaţie nu este însă recomandată în cazul sistemelor eLearning deoarece poate cauza supra-încărcarea serverului şi a liniilor de comunicaţie dintre acesta şi utilizatori. Astfel, timpii de transmitere a informaţiilor ar creşte foarte mult şi ar determina imposibilitatea utilizării sistemului în situaţii în care utilizatorii au un timp limitat de realizare a unor sarcini (teste online, sesiuni de prezentare, sesiuni de lucru colaborative etc.). În vederea evitării şi optimizării acestor probleme de trafic, în cadrul platformei eTrace fieca(imagine, document, scenă 3D) este descărcată de pe server o singură dată, la prima utilizare. Cu ajutorul unui sistem de gestiune locală care rulează pe calculatorul utilizatorului, eTrace verifică dacă între fişierele salvate local şi cele de pe server există diferenţe, iar în cazul în care acestea sunt identice aplicaţia renunţă la transferul informaţiilor şi utilizează versiunile locale. Numărul de vârfuri necesare pentru a codifica un obiect 3D ridică de asemenea probleme în ceea ce cerinţele hardware minime de care trebuie să dispună utilizatorul pentru a putea interacţiona cu scena într-un mod natural şi în timp real. Dacă acceleratorul grafic de pe staţia utilizatorului nu poate afişa scena 3D într-un timp foarte scurt (de ordinul milisecundelor) fiecare intervenţie asupra obiectelor 3D se va desfăşura într-un interval mare de timp, răspunsurile utilizatorului fiind grav afectate. În aceste condiţii, rezolvarea exerciţiilor devine foarte dificilă iar timpii înregistraţi de către server în primirea răspunsului nu corespund realităţii deoarece în cea mai mare parte a timpului utilizatorul aşteaptă actualizarea scenei de obiecte conform acţiunilor sale: rotaţii, translaţii, scalări etc. Formatul utilizat la codificarea scenei 3D (obj, 3ds etc.) nu influenţează

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

146

nivel de server. Aceasta din urmă este codificată şi gestionată separat având un număr unic de identificare necesar pentru a conserva legătura dintre aceasta şi resursa adnotată şi implicit semnificaţia informaţiilor reprezentate de către adnotare.

MODELUL ADNOTĂRII În prezent, evaluarea cunoştinţelor în aplicaţiile eLearning

izarea formularelor şi a unor

la întrebare utilizând acest tip de interacţiune

ă o metodă de examinare

avea

tă a adnotărilor

l căruia profesorul va furniza sistemului toate

tilizarea modelului de evaluare descris anterior şi a adnotării realizate de către utilizator, sistemul

i.

Deşi au la bază aceeaşi tehnică de adnotare,

abloane de

ul tehnic (mecanică, aeronautică etc.) oferind tări pe

l) către toţi participanţii la oate fi realizat în timp

prezentării, el poate realiza pe resursele

văţarea prin colaborare ă numeroase situaţii în viaţa reală când este necesară

omunicarea între doi sau mai mulţi participanţi la

se realizează prin utilconstrângeri de timp impuse utilizatorului în completarea acestora. Acest tip de interacţiune este foarte limitativă şi oferă în fapt două soluţii, atât pentru profesor cât şi pentru student: (a) Completarea unei căsuţe de text – utilizatorul care răspundetrebuie să dea dovadă de abilităţi cât mai bune în exprimarea scrisă în limba impusă pentru răspuns, care poate fi o limbă străină pentru utilizator. De asemenea, la analizarea unor materiale cum sunt imaginile, fişierele video, scenele de obiecte 3D etc., răspunsurile bazate pe comunicarea în format text pot fi foarte dificil de formulat iar apariţia erorilor în exprimarea sau înţelegerea mesajului este foarte probabilă. (b) Testul grilă – utilizează tipurile de interacţiune specifice formularelor şi reprezintrelativ simplu de evaluat. Crearea unui astfel de test este însă foarte solicitantă pentru profesor, care este nevoit să conceapă multiple răspunsuri greşite, dar apropiate de cel corect, pentru fiecare întrebare. De asemenea, în numeroase situaţii acest gen de teste nu poate fi aplicat cu succes deoarece, într-o oarecare măsură, el sugerează utilizatorului răspunsul corect şi nu permite evaluatorului să analizeze raţionamentul care a condus spre acesta. Prin înlocuirea sau completarea acestor metode de interacţiune cu adnotarea grafică, profesorii vor posibilitatea de a crea noi exerciţii în cadrul materialelor didactice pentru eLearning. Prin intermediul adnotării, utilizatorii vor avea abilitatea de a-şi dezvolta propriile soluţii şi de a prezenta noi modalităţi de abordare a problemelor având o mai mare libertate în conceperea unor soluţii originale. În acelaşi timp, analizarea unor materiale multimedia cum sunt imaginile, fişierele video, scenele de obiecte 3D etc., va deveni o sarcină uşor de rezolvat din punct de vedere al descrierii soluţiei, iar aceasta va reduce semnificativ timpul de răspuns. Prin utilizarea adnotării în anumite contexte bine definite şi a atributelor acesteia, utilizatorii pot să exprime concepte complexe într-o manieră naturală, cu foarte puţin efort (ex. trasarea unei incizii pe suprafaţa inimii). Una dintre principalele direcţii de cercetare din prezent este îndreptată înspre evaluarea automarealizate în spaţiul virtual 3D, în contextul unor lecţii eLearning [4]. Pentru a putea realiza acest obiectiv este necesară: Definirea modelului de evaluare a adnotării – prin intermediuinformaţiile necesare evaluării automate a cunoştinţelor în contextul lecţiei Evaluarea adnotării în timp real la momentul execuţiei lecţiei – prin u

trebuie să aibă abilitatea de a realiza evaluarea în mod automat; Interpretarea rezultatelor – platforma eTrace procesează rezultatele în contextul lecţiei curente şi stabileşte calitatea răspunsuluCercetarea este focalizată pe trei tehnici de interacţiune în contextul lecţiei: desenare, selecţie şi marcare a elementelor. cele trei tipuri de interacţiune au o semnificaţie şi o interpretare diferite, specifice fiecărui exerciţiu în parte. Adnotarea poate fi realizată pentru a desena o anumită formă grafică, pentru a delimita o zonă specifică sau pentru a grupa vizual o serie de elemente. Prin desenare utilizatorul creează o anumită formă care are o semnificaţie specifică în contextul lecţiei sau a exerciţiului. Sistemul preia această formă grafică şi o evaluează conform criteriilor specificate de către profesor în modelul de evaluare, la crearea lecţiei. Marcarea unui element se poate realiza prin efectuarea unor adnotări specifice în cadrul suprafeţei active a acestuia. Profesorul are posibilitatea de a descrie modelul de evaluare prin specificarea unor constrângeri utilizând contururi, puncte cheie, limite de timp şi şformă ADNOTAREA GRAFICĂ ÎN EDUCAŢIA TEHNICĂ eTrace poate reprezenta un mediu eLearning foarte util în domeniposibilitatea realizării a numeroase tipuri de adnodiferite resurse. Orice suport de curs în format HTML poate fi utilizat cu modificări minime ca lecţie în cadrul sistemului eTrace, care va permite interactivitate prin intermediul adnotării cu imagini, scene de obiecte 3D, documente şi chiar cu lecţia însăşi, în format HTML. Utilizatorul va putea realiza adnotări utilizând modul de desenare liberă sau primitive grafice (linii, cercuri, triunghiuri, dreptunghiuri etc.).

Prezentarea bazată pe adnotare Sesiunile de prezentare presupun transmiterea informaţiei de la o singură sursă (profesorusesiune (studenţii). Acest lucru preal – atunci când profesorul şi studenţii sunt conectaţi la o sesiune de lucru în acelaşi timp şi participă la un schimb imediat de informaţii, sau într-un mod de lucru individual – atunci când studentul poate accesa oricând o lecţie pregătită de către profesor şi încărcată de acesta pe server. Această din urmă modalitate este specifică sistemelor eLearning. Spre exemplu, profesorul poate crea materialele necesare pentru cursuri şi le poate încărca pe serverul eTrace. La momentul menţionate adnotări care vor fi transmise în timp real tuturor participanţilor la sesiunea de lucru. Aceste adnotări pot fi însă salvate şi pe server, pentru a putea fi consultate ulterior de către studenţi.

ÎnExistc

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

147

realizarea unei sarcini, în cadrul unei sesiuni de l

rimat î

şi eficienţa tehnicilozate pe creionul grafic. În continua

earning Platform, roducts_ael.jsp

3. ent System .org/

4. ut, T., Boitor, R. P

dings of the Conference on Human

erta. pp. 45–54.

Malric, Shervin Shirmohammadi,

onal Workshop on

Systems (CHI 2005)-

ference on Intelligent user

,

ucru, Eurographics Workshop on Virtual Environments, Barcelona, pp. 179-188, May 2002.

7.Mackenzie, I. S., Sellen, A., And Buxton, W. A. S.: A comparison of input devices in elemental pointing and dragging tasks. In Procee

pentru a putea fi îndeplinite cerinţele stabilite. Prin utilizarea adnotărilor în aceste situaţii, eTrace permite un schimb de informaţii mult mai bogat decât ar putea fi realizat numai pe baza unei comunicări textuale. Utilizatorii care colaborează utilizând adnotările grafice nu interschimbă numai informaţii vizuale care le permit înţelegerea unor concepte foarte dificil de exp

Factors in Computing Systems: Reaching through Technology (CHI ’91, New Orleans, LA, Apr. 27–May 2), S. P. Robertson, G. M. Olson, and J. S. Olson, Eds. ACM Press, New York, NY, 1991, pp.161–166.

8. Lin, J., et al., DENIM: finding a tighter fit between tools and practice for Web site design. In CHI'00, CHI Letters, 2000. 2(1): pp. 510–517.

n scris, dar ei ar putea obţine o analiză exactă a schimbului de informaţii prin analiza complet sau parţial automată a adnotărilor ce au fost transmise.

CONCLUZII Experimentele dezvoltate în cadrul sistemului eTrace au dovedit utilizabilitatea ridicată r de

re, 10.Kurtenbach, G. and Buxton, W. User learning and

performance with marking menus. In CHI'94. pp. 258–264. 1.Visible Human Project,

9.Moran, T.P., Chiu, P., and Melle, W.v. Pen-based interaction techniques for organizing material on an electronic whiteboard. UIST'97. Banff, Alb

adnotare bacercetările vor fi îndreptate înspre tehnicile de evaluare automată, introducerea unor noi primitive grafice 2D ca adnotări în scenele de obiecte 3D, dezvoltarea modalităţilor de formatare a adnotărilor 3D – diferite secţiuni ale adnotării, texturare, iluminare etc.

REFERINŢE 1.E-Learning solutions,

http://www.elearning-forum.ro/solutii/index.html

1http://www.nlm.nih.gov/research/visible/

12. Karim Osman, Francois“A 3D Annotation Interface Using the DIVINE Visual Display”, HAVE'2006 - IEEE InternatiHaptic Audio Visual Environments and their Applications Ottawa, Canada 4-5 November 2006

13. Lichan Hong, Ed H. Chi, Stuart K. Card, “Annotating 3D Electronic Books”, Proceedings of ACM Conference on Human Factors in Computing 2.AEL Siveco e-LConference Companion; 2005 April 2-5; Portland OR. NY: ACM Press; 2005; 1463-1466.

14. Thomas Jung, Mark D. Gross, Ellen Yi-Luen Do, “Annotating and Sketching on 3D Web models”, Proceedings of the 7th international con

http://www.siveco.ro/pMoodle - A Free, Open Source Course Managemfor Online Learning, http://moodleGorgan, D., Baciu, B., Pop, T., Stefan en Based Annotation in e-Learning Applications. Research Report in I-Trace Project. http://www.itrace.ing.unict.it/i-trace

interfaces; 2002; San Francisco, California, USA; pp. 95-102 15. Goddard T., Sunderam V. S., “ToolSpace: Web Based 3D

Collaboration”, Proceedings of the 1999 International Conference on Intelligent User Interfaces, January 5-8, 1999

5.Wuthrich, C.A.: An Analysis and a Model of 3D Interaction Methods and Devices for Virtual Reality, Proceedings of the Eurographics Workshop, pp 18-29, 1999. Redondo Beach, CA, USA, pp. 161- 165

6.Aliakseyeu, D., Martens, J-B., Subramanian, S., Rauterberg, M.: Interaction Techniques for Navigation through and Manipulation of 2D and 3D Data. In proc. of Eigth

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

148

Tehnologiile informaţiei şi comunicaţiilor în sprijinul persoanelor cu nevoi speciale

Elena Jitaru ICI Bucureşti

Bd. Mareşal Averescu nr. 8-10 [email protected]

Aurelia Băndilă INPCSPH Bucureşti

Str. Cezar Boliac Nr. 42 [email protected]

Adriana Reveiu ASE Bucureşti

Piaţa Romană nr. 6 [email protected]

REZUMAT Tehnologiile informaţiei şi comunicaţiei (TIC) joacă un rol major în vieţile noastre, contribuind la o creştere şi dezvoltare durabilă în deceniile care urmează. Aceste tehnologii constituie un mijloc important pentru asigurarea egalităţii de şanse, a demnităţii, activităţii şi participării persoanelor cu nevoi speciale în societate. Acest atelier de lucru îşi propune să se constituie într-un spaţiu de informare şi dezbatere a noilor tendinţe în domeniul TIC şi a prezentării atât a unor rezultate cât şi a unor intenţii în vederea construirii unei abordări coordonate şi de calitate în dezvoltarea sistemelor pentru persoanele cu nevoi speciale.

Termeni generali Human Factors

Cuvinte-cheie TIC, accesibilitate, aspecte sociale şi psihologice ale utilizării calculatoarelor.

INTRODUCERE În ultimii ani, progresele realizate în domeniul tehnologiilor informaţiei şi comunicaţiei (TIC) precum şi în cel al tehnologiilor asistive (AT) au influenţat în mod semnificativ viaţa persoanelor cu nevoi speciale. Cu cât TIC şi AT măresc potenţialul acestora de a participa aproape în toate domeniile vieţii, cu atât mai mult eIncluziunea şi eAccesibilitatea devin o responsabilitate comună a tuturor de a furniza informaţii şi/sau tehnici. Accesul şi oportunităţile egale în societate depind de calitatea sistemelor şi serviciilor care trebuie să ţină cont de necesităţile tuturor utilizatorilor posibili. eIncluziunea într-o societate globală trebuie văzută ca o provocare globală. Utilizarea activă a TIC ameliorează perspectivele individuale în materie de muncă, informare şi relaţii sociale şi contribuie la realizarea unor progrese semnificative în domeniul serviciilor sociale, al sănătăţii şi al educaţiei, favorizând din plin creşterea productivităţii şi oferind noi oportunităţi de afaceri [1]. Totuşi, dezvoltarea TIC care nu ţine cont de problemele incluziunii sociale poate ridica bariere mari şi creşte diferenţele între utilizatorii obişnuiţi şi cei cu nevoi speciale, în loc să promoveze eliminarea decalajelor existente şi să promoveze drepturile şi oportunităţile egale pentru toţi. Potrivit Convenţiei Naţiunilor Unite privind Drepturile Persoanelor cu Dizabilităţi, proiectarea tehnologică trebuie să ia în consideraţie în toate politicile şi programele caracteristicile de accesibilitate şi utilizabilitate pentru protecţia şi promovarea drepturilor umane ale persoanelor cu dizabilităţi [2].

Al şaptelea Program Cadru pentru Cercetare şi Dezvoltare Tehnologică (FP7) a stabilit pentru direcţia de cercetare “TIC pentru viaţă independentă şi incluziune” două mari obiective [3,4]: • TIC şi îmbătrânirea populaţiei; • TIC accesibil şi inclusiv.

În cadrul acestui atelier de lucru se vor prezenta rezultatele obţinute în proiectul CEEX “Metode şi instrumente pentru crearea de interfeţe multimodale, necesare dezvoltării sistemelor informatice inclusive, cu grad ridicat de accesibilitate – PRO-INCLUSIV“. Proiectul se derulează într-un consorţiu interdisciplinar, care reuneşte specialişti din Institutul Naţional pentru Cercetare-Dezvoltare în Informatică – ICI Bucureşti, Academia de Studii Economice – ASE Bucureşti şi Institutul Naţional pentru Prevenirea şi Combaterea Excluziunii Sociale a Persoanelor cu Handicap – INPCESPH Bucureşti. În anul 2006 în cadrul proiectului au fost organizate două ateliere de lucru: • atelier de lucru cu tema „Interfeţe utilizator pentru

persoane cu handicap vizual”, în cadrul celei de a treia ediţii a Conferinţei Naţionale de Interacţiune Om-Calculator – RoCHI 2006, Bucureşti, septembrie 2006;

• atelier de lucru PRO-INCLUSIV, în colaborare cu INPCESPH Bucureşti şi fundaţia “Cartea călătoare” din Focşani, Focşani, octombrie 2006.

În anul 2007 au fost organizate, de asemenea, un atelier de lucru şi o masă rotundă: • atelier de lucru cu tema „Sisteme informatice

inclusive”, în cadrul celei de a patra ediţii a Conferinţei Naţionale de Interacţiune Om-Calculator – RoCHI 2007, Constanţa, septembrie 2007;

• masă rotundă PRO-INCLUSIV, în colaborare cu INPCESPH Bucureşti – Bucureşti, 4 mai 2007.

Prezentul atelier de lucru îşi propune să se constituie într-un spaţiu de informare şi dezbatere a noilor tendinţe în domeniul TIC şi a prezentării atât a unor rezultate cât şi a unor intenţii în vederea construirii unei abordări coordonate şi de calitate în dezvoltarea sistemelor pentru persoanele cu nevoi speciale. Atelierul de lucru îşi propune să abordeze mai multe topici, dintre care menţionăm: • accesibilitatea şi utilizabilitatea ca soluţii pentru

înlăturarea barierelor pentru utilizarea TIC de către persoanele cu nevoi speciale;

• abordări metodologice pentru proiectarea şi evaluarea sistemelor informatice inclusive;

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

149

• concepte şi tehnici pentru evaluarea necesităţilor de informare şi a posibilităţilor de comunicare prin TIC ale persoanelor cu nevoi speciale;

• aspecte sociale şi psihologice ale comunicării şi informării inclusive;

• eLearning special şi/sau inclusiv: noile dimensiuni deschise de TIC/AT pentru abordări didactice şi metodologice;

• eGuvernare şi eServicii, cu accent pe rolul accesibilităţii în serviciile bazate pe Internet în special în administraţia publică.

PROBLEMATICA ABORDATĂ Prima categorie de lucrări va fi dedicată contribuţiei TIC la creşterea gradului de integrare socială, respectiv familială a persoanelor cu handicap şi la importanţa unor tehnologii/ dispozitive destinate persoanelor cu handicap sau persoanelor în vârstã, în scopul integrării lor în societate. A doua categorie de lucrări va fi dedicată prezentării unor noutăţi în domeniul sistemelor informatice inclusive, problemelor legate de evaluarea accesibilităţii aplicaţiilor Web şi a prezentării unei aplicaţii pentru persoanele în vârstă. Echipa Pro-Inclusiv de la ASE va participa în cadrul Atelierului de lucru cu două lucrări: „Elemente critice în folosirea mişcării oculare în interacţiunea om-calculator” şi „Controlul dispozitivelor multimedia pentru accesibilizarea documentelor”. În prima lucrare se vor prezenta şi discuta principalele componente care concură la creşterea interactivităţii şi metrici şi perspective ale utilizării tehnologiilor bazate pe mişcările oculare în interacţiunea om calculator. În ultimele decenii interacţiunea dintre om şi calculator folosind mişcările ochiului a intrat din ce în ce mai mult în atenţia cercetătorilor. Este evident că, spre exemplu, atunci când utilizatorul mută cursorul pe ecranul

calculatorului, înainte priveşte zona de interes, pentru ca mai apoi să execute manual operaţia. Utilizarea tehnologiilor de interacţiune cu calculatorul bazate pe mişcarea oculară ar putea creşte gradul de interactivitate dintre utilizator (creierul uman) şi calculator. Lucrarea „Controlul dispozitivelor multimedia pentru accesibilizarea documentelor” prezintă o arhitectură de sistem software dezvoltat pentru redarea vocală a documentelor existente pe suport hârtie. Utilitatea sistemului este dată de faptul că, în acest mod, persoanele cu dizabilităţi de vedere pot accesa conţinutul documentelor fără ca acestea să fie tipărite în Braille.

CONCLUZII Construirea unei societăţi inclusive este o cerinţă cheie a strategiei i2010. Acest lucru nu se poate realiza decât prin maximizarea contribuţiei TIC la incluziunea economică şi socială şi stimularea oportunităţilor de participare a tuturor în acest context.

CONFIRMARE Cercetările au fost finanţate din Proiectul CEEX 111/2005.

REFERINŢE 1. CCE - Iniţiativa europeană i2010 privind e-incluziunea - „Participarea la societatea informaţională”, Bruxelles, 8.11.2007. 2. Convention on the Rights of Persons with Disabilities http://www.un.org/disabilities/convention/conventionfull.shtml (accesat mai 2008). 3. ICT & Ageing research în FP7, http://cordis.europa.eu/fp7/ict/programme/challenge7_en.html (accesat mai 2008). 4. ICT and Inclusion policy development, http://ec.europa.eu/information_society/soccul/eincl/index_en.htm (accesat mai 2008). 5. Miesenberger,K., Klaus,J., Zagle,W., Karshmer,A.(Ed) Computers Helping People with Special Needs, 10th Int.Conf.ICCHP 2006 Proceeding, Springer, Berlin.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

150

Tehnologia de acces, un „instrument” central în comunicare şi informare

pentru persoanele cu deficienţe de vedere George Gojgar

INPCSPH Bucureşti Str. Cezar Boliac Nr. 42, Bucureşti

e-mail: [email protected]

REZUMAT Cunoscând beneficiile tehnologiei nu ne mai rămâne decât să o folosim, astfel că accesul la informaţie şi mijlocirea comunicării prin intermediul sistemelor informatice poate constitui un drept fundamental al omului. Asigurarea egalităţii de şanse privind informarea şi comunicarea prin accesibilizarea tehnologicului, în special prin intermediul tehnologiilor de acces pentru persoane cu deficienţă de vedere, reprezintă scopul demersului nostru. Pentru persoanele cu deficienţă de vedere, tehnologia de acces reprezintă o necesitate în comunicare şi informare, mijlocind astfel posibilităţile acestora de accesare a tuturor domeniilor sociale (servicii, muncă, relaţii cu ceilalţi etc.).

Termeni generali Human Factors.

Cuvinte-cheie TIC, accesibilitate, responsabilitate morală.

INTRODUCERE Necesitatea folosirii informaţiei pentru adaptare la toate domeniile vieţii este cunoscută. Modul cum facem acest lucru şi mijloacele pe care le folosim depinde de gradul de dezvoltare a societăţii în care trăim. Sistemele de comunicare şi informare în societatea modernă au cunoscut o dezvoltare impresionantă în ultimii ani astfel că este dificil să ne imaginăm cum ar arăta lumea dacă ar fi lipsită pentru un timp de aceste sisteme. Conectarea la acest sistem informaţional a creat o dependenţă atât de mare încât, nu de puţine ori ne întrebăm dacă nu cumva devenim pe zi ce trece unealta propriei creaţii. Nu sunt de neglijat derapajele sau anumite riscuri ce le implică tehnologizarea la scară largă, însă de noi depinde dacă vom controla acest sistem sau ne vom lăsa controlaţi de el. Înclinăm să credem că beneficiile sunt mult mai mari pentru umanitate dezvoltând tehnologie, însă, concomitent, să ne ocupăm şi de o educaţie privind utilizarea raţională a ei. Persoanele cu deficienţă de vedere pot participa la viaţa socială fără a întâmpina prea multe bariere atunci când societatea, prin intermediul instituţiilor abilitate, ia măsurile ce se impun în domeniul accesibilizării. Aceste măsuri ţin în primul rând de respectarea drepturilor fundamentale ale omului (consimţite şi recunoscute prin lege) şi nu în ultimul rând de obligaţia persoanelor responsabile de a pune la dispoziţie serviciile privind

tehnologia de acces. Acest proces de relaţionare între factorii responsabili şi nevoile persoanelor cu deficienţă de vedere se poate îmbunătăţi atât prin a pune la dispoziţia celor implicaţi efectele pozitive ce decurg din accesibilizare dar mai ales consecinţele devastatoare ce emerg din neimplicarea şi asumarea responsabilităţii profesionale.

TEHNOLOGIA DE ACCES ŞI ASUMAREA RESPONSABILITĂŢII PRIN DIMENSIUNEA MORALĂ Relaţia dintre tehnologia de acces şi responsabilitatea ce revine factorilor implicaţi în accesibilizare este una directă. Asumarea responsabilităţii presupune atât implicarea unor factori sociali privind obligaţia legală a instituţiilor abilitate cât şi dimensiunea morală a acestora. Este destul de dificil ca o instituţie să-şi integreze, în acţiunile pe care le întreprinde, această dimensiune, însă prin intermediul personalului din cadrul acesteia o poate face. Când vorbim de integrarea dimensiunii morale la nivelul personalului ne referim la conştientizarea de fiecare în parte a propriei implicaţii în viaţa fiecărei persoane cu dizabilităţi. Fără o implicare a dimensiunii morale în tot acest proces al responsabilităţii accesibilitatea se va afla mai mult în zona discuţiilor şi a reglementărilor legale decât în aplicabilitatea practică. În momentul în care fiecare persoană va conştientiza ca prin ceea ce „nu face” este direct implicată în accentuarea suferinţei persoanelor cu dizabilităţi, ba mai mult, lucrează împotriva lor, împotriva unor drepturi pe care acestea le au. De exemplu, dacă un angajat al unei instituţii ce are ca responsabilitate dezvoltarea accesibilităţii prin intermediul tehnologiei de acces pentru persoanele nevăzătoare, priveşte contribuţia sa doar prin prisma activităţilor pe care le realizează, atunci avem de-a face doar cu o responsabilitate pe care şi-o asumă în virtutea obligaţiilor profesionale. Rezultatele pe care le obţine, chiar dacă sunt mici sunt „ceva” şi astfel apare mulţumirea prin contribuţia personală şi sentimentul că s-a achitat de sarcină, şi de ce nu, o contribuţie la bunăstarea vieţii unui om. Dar este suficient? În momentul când angajatul respectiv se confruntă nu cu binele pe care îl face prin implicare ci prin răul pe care îl generează prin ignoranţă, în acel moment intră în ecuaţie dimensiunea morală a acţiunii sale. Or, fără aceasta, responsabilitatea nu se enunţă în rigoarea ei.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

151

ATITUDINEA PERSOANELOR CU DEFICIENŢĂ DE VEDERE CA MIJLOC DE COMUNICARE A RESPONSABILITĂŢII FACTORILOR COMPETENŢI Privind accesibilitatea prin prisma conştientizării răului pe care îl pot face factorii responsabili persoanelor cu deficienţă de vedere, se creează premisa unei responsabilităţi morale pe care aceştia o pot resimţi la nivel personal depăşind astfel graniţa instituţiei unde îşi desfăşoară activitatea. Una din modalităţile ce poate conduce la o schimbare de optică este atitudinea persoanelor cu deficienţă de vedere ce ar trebui orientată nu pe cererea drepturilor ce le revin, ci pe despăgubirile materiale şi morale ce decurg din limitarea drepturilor de care ar trebui să beneficieze. Practic îi privezi de un drept ce poate fi nu de puţine ori fatal pentru persoana cu deficienţă de vedere. De exemplu dacă nu i se pune la dispoziţie unei persoane nevăzătoare un calculator şi tehnologie de acces aferentă aceasta poate fi condamnată la o izolare care să-i afecteze sănătatea şi, de ce nu, să-i pericliteze viaţa. El poate să ia act prin intermediul internetului de serviciile ce îi revin, de mijlocele de accesare a acestora şi de posibilitatea de a anunţa o urgenţă. Această limitare se datorează în primul rând necunoaşterii cu adevărat a impactului negativ pe care îl poate avea obstrucţionarea unui drept în viaţa unei persoane cu deficienţă de vedere. Lipsa de informare ne conduce la ignoranţă, iar ignoranţa la nonacţiune şi lipsă de responsabilitate. A confrunta o persoană cu propria ignoranţă şi tot ce decurge din aceasta, mai ales când responsabilitatea profesională este alta, trezeşte în aceasta conştiinţa

morală şi odată cu aceasta sentimentul de vinovăţie. Nevoia de a-l compensa conduce la un act reparatoriu şi implicit la asumarea responsabilităţii morale.

CONCLUZII ŞI PROPUNERI Dacă recunoaştem că există un tratament egal pentru toţi şi acceptăm că trăim într-o eră unde internetul ne poate facilita accesarea unor servicii ce vizează îmbunătăţirea calităţii vieţii atunci să recunoaştem că fără a pune la dispoziţia unei persoane nevăzătoare un calculator echipat cu tehnologie de acces şi cu legătură la internet, nu realizăm mare lucru, ba dimpotrivă, facem orice dar nu accesibilizare. Tehnologia de acces rămâne astfel un „instrument” central în comunicare şi informare pentru persoanele cu deficienţă de vedere. Propunem ca instituţiile abilitate să pună la dispoziţia persoanelor nevăzătoare un calculator echipat cu tehnologie de acces, nu neapărat pentru a oferi un mijloc dar mai ales de a nu încălca un drept fundamental: dreptul de a fi egali şi a trăi o viaţă demnă.

REFERINŢE 1. CCE - Iniţiativa europeană i2010 privind e-incluziunea - „Participarea la societatea informaţională”, Bruxelles, 8.11.2007. 2. Dârdală,M., Pribeanu,C., Bandilă,A., Popovici,D.-V. Ed. „Prima Conferinta Nationala de Tehnologii Informatice Inclusive ProInclusiv 2008, Academia de Studii Economice din Bucuresti, 17-18 aprilie 2008, Editura ASE, Bucuresti, 2008. 3. ICT and Inclusion policy development, http://ec.europa.eu/information_society/soccul/eincl/index_en.htm.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

152

Controlul dispozitivelor multimedia pentru accesibilizarea documentelor

Dârdală Marian Academia de Studii

Economice Piaţa Romană nr. 6 [email protected]

Smeureanu Ion Academia de Studii Economice

Piaţa Romană nr. 6 [email protected]

Ioniţă Cristian Academia de Studii Economice

Piaţa Romană nr. 6 [email protected]

REZUMAT Obiectivul acestui articol constă în prezentarea modului în care se controlează dispozitivele multimedia utilizate la accesibilizarea documentelor tipărite pe suport de hârtie. Din punctul de vedere al persoanelor cu deficienţe de vedere, o modalitate de accesibilizare a documentelor constă în redarea vocală a acestora. Legat de sistemul de calcul, din ce în ce mai folosit ca mijloc de informare datorită accesului la un volum uriaş de informaţii prin intermediul Internetului, dispozitivele necesare pentru a accesibiliza conţinutul documentelor nu determină costuri semnificative pentru achiziţia lor, iar pe de altă parte sunt şi uşor de manipulat. Ne referim aici la dispozitivul de scanare şi la placa de sunet care, la sistemele de calcul actuale, este integrată pe placa de bază. Construirea de aplicaţii software necesită cunoaşterea şi utilizarea de interfeţe de programare pentru a controla aceste dispozitive precum şi motoare de sinteză vocală pentru redarea vocală a conţinutului lor.

Cuvinte cheie Accesibilitate, TWAIN, WIA, TTS, SAPI

Clasificare ACM H.5 [INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION]: User Interfaces - Interaction styles, Screen design

INTRODUCERE Accesul la informaţie pentru persoanele cu dizabilităţi de vedere a preocupat societatea pe măsura dezvoltării ei şi a căpătat noi valenţe odată cu apariţia societăţii informaţionale. Astfel, abordarea clasică constă în tipărirea documentelor în Braille, adică reprezentarea caracterelor se realizează în mod tridimensional (ele au şi componentă de înălţime), persoana nevăzătoare le percepe prin simţul tactil. Perfecţionarea tehnologiilor de redare şi înregistrare audio a determinat apariţia şi standardizarea unor formate şi dispozitive pentru redarea informaţiilor în format audio. Un exemplu sugestiv în acest sens este dat de cititorul DAISY (Digital Accessible Information System) care permite lectura romanelor, revistelor etc. de către persoanele cu dizabilităţi de vedere, conţinutul informaţional fiind redat audio; echipamentul este capabil de a oferi utilizatorului posibilitatea să navigheze prin conţinutul informaţional. Din gama echipamentelor care redau informaţia vocal pornind de la existenţa ei în format tipărit (pe hârtie) face parte dispozitivul POET. Acesta permite nevăzătorului să scaneze foaia tipărită şi să primească informaţia audio. Luând în considerare aceste elemente, se poate utiliza sistemul de calcul ca mijloc alternativ şi complex de accesibilizare a informaţiilor, prin

faptul că acesta utilizează diferite periferice şi multiple medii de comunicare. Pentru a îndeplini aceste obiective privind accesibilitatea, pe lângă echipamente periferice, sistemul de calcul trebuie să aibă şi software-ul corespunzător.

DISPOZITIVE PERIFERICE PENTRU ACCESIBILIZAREA DOCUMENTELOR La construirea unui sistem de redare vocală a documentelor existente pe suport hârtie este necesară utilizarea de dispozitive hardware cât şi de componente software. Din punct de vedere hardware, un sistem de redare vocală trebuie sa utilizeze următoarele dispozitive periferice: • scaner pentru preluarea în cadrul sistemului de calcul

a informaţiei tipărite pe hârtie; şi • placa de sunet pentru redarea vocală a conţinutului

documentelor şi pentru recepţionarea de comenzi vocale de la un microfon.

Schema bloc a unui astfel de sistem este redată în figura 1. documente tipărite pe suport hîrtie

Aplicaţie de redare vocală a documentelor

Figura 1 – Echipamente periferice utilizate la accesibilizarea documentelor

comenzi vocale

redare vocală

CONTROLUL DISPOZITIVELOR MULTIMEDIA

Controlul dispozitivului de scanare Dezvoltatorii de dispozitive specializate pentru achiziţia de imagini fixe cum ar scanarele, aparate foto digitale, precum şi programatorii de aplicaţii care utilizează astfel de dispozitive au simţit nevoia de a standardiza comunicaţia între dispozitive şi aplicaţii. TWAIN a fost dezvoltat ca protocol standard de comunicaţie şi interfaţă de programare între dispozitivele de achiziţie şi programele de aplicaţie. Principalele entităţi incluse într-o aplicaţie ce foloseşte TWAIN sunt prezentate în figura 2. Se poate observa că TWAIN mijloceşte comunicaţia dintre programele de aplicaţie şi perifericele de achiziţie a imaginilor fixe. Utilizarea interfeţei TWAIN are multiple avantaje. Din punctul de vedere al programatorilor de aplicaţii software se asigură, prin intermediul ei, independenţa dintre programele de aplicaţie şi diversele tipuri de periferice specializate în achiziţia imaginilor fixe. Este bine cunoscut faptul că există pe piaţă numeroase firme producătoare de astfel de dispozitive (Canon, Epson, HP etc.), în aceste condiţii aplicaţiile sunt scrise independent de

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

153

particularităţile dispozitivelor tocmai datorită acestei interfeţe. TWAIN permite proprietarilor de dispozitive să-şi construiască propria interfaţă de control pentru periferice nemaifiind necesară construirea unei interfeţe personalizate în cadrul aplicaţiei de utilizator.

Aplicaţie software

Interfaţa TWAIN

Software pentru controlul perifericului (driver)

Periferic hardware

Figura 2 – Locul interfeţei TWAIN în fluxul de comunicare aplicaţie - periferic

O aplicaţie care utilizează astfel de dispozitive trebuie să aibă în interfaţă cel puţin două opţiuni: • selectarea sursei care permite utilizatorului alegerea

dispozitivului prin intermediul căruia se achiziţionează imaginea;

• achiziţia imaginii care determină startarea procesului de transfer a imaginii de la dispozitiv către aplicaţie.

În cadrul sistemului de operare Windows interfaţa de programare a aplicaţiilor –TWAIN este disponibilă prin intermediul unei biblioteci cu legare dinamică numită twain32.dll. O interfaţă alternativă de programare a aplicaţiilor care vizează controlul dispozitivelor de scanare este WIA (Windows Image Acquisition). Spre deosebire de TWAIN, WIA este mai flexibilă pentru că este o interfaţă standardizată care nu necesită un pachet de software pentru scanare şi drivere.

Sinteza vocală Sinteza vocală a unui text presupune redarea acestuia în format audio ca o alternativă la prezentarea lui vizuală. Această formă de redare este deosebit de utilă persoanelor cu dizabilităţi de vedere. Sinteza vocală se realizează prin sisteme, cunoscute sub numele de TTS (Text To Speech). Complexitatea acestor sisteme este dată de faptul că, pe de o parte, ele realizează conversia textului în semnal vocal iar pe de altă parte, sintetizatorul controlează şi dispozitivul multimedia de redare a semnalului vocal. În lume există multe produse software de tip TTS. Principalul lor neajuns se referă la faptul că aceste sisteme se dezvoltă în strânsă legătură cu limba folosită la redarea textului. Din cauza faptului că limba română are o arie mică de răspândire, interesul pentru dezvoltarea de motoare de sinteză vocală adaptate pentru ea este destul de mic. Preocupări privind includerea fonemelor limbii române în motoare de sinteză vocală au avut cercetătorii care au lucrat la proiectul MBROLA şi de asemenea cei de la IVO Software care au lansat pe piaţă produsul software Expressivo ce permite redarea vocală a documentelor în diverse formate (txt, pdf, doc etc.). Între cele două motoare de sinteză vocală există atât asemănări cât şi deosebiri; astfel ambele realizează sinteza

prin metoda concatenării de foneme preînregistrate. Această modalitate presupune formarea cuvântului prin alipirea sunetelor elementare care-l formează şi apoi emiterea lui. Sunetele elementare (fonemele) sunt în prealabil stocate şi formează aşa numita bază de date de foneme. În baza de date se memorează şi corespondenţa între o fonemă ce există ca sunet şi simbolul ei grafic. Această metodă este avantajoasă datorită faptului că sunt relativ puţine foneme în cadrul unei limbi de origine latină. Însă, pentru a obţine un sunet sintetizat cât mai apropiat de limbajul natural trebuie luate în considerare şi sunetele de tranziţie numite difoneme. O difonemă este alcătuită din două foneme iar aceste sunete există într-un număr foarte mare în cadrul unei limbi. Diferenţa principală între cele două motoare de sinteză vocală se referă la faptul că, în timp ce MBROLA a fost dezvoltat independent de componentele de text to speech ale sistemului de operare, cei de la IVO au creat voci pentru diferite limbi care odată instalate apar înregistrate în aplicaţia Speech din Control Panel. Adăugarea de noi voci în sistem este deosebit de avantajoasă pentru că oferă suport pentru diferite produse software cunoscute sub numele de cititoare de ecran (de exemplu Narrator). În acest fel, prin selectarea vocii care sintetizează textul în limba română (de exemplu Vocea Carmen a celor de la IVO), persoana nevăzătoare poate utiliza cititorul de ecran şi pentru o interfaţă definită în limba română. Pentru programarea aplicaţiilor folosind voci instalate în sistem se utilizează interfaţa de programare SAPI (Speech Application Programming Interface). Programarea aplicaţiilor utilizând sintetizatorul MBROLA se face prin includerea în cadrul proiectului a bibliotecilor specializate şi referirea unei baze de date de foneme corespunzătoare limbii de interacţiune cu utilizatorul.

CONCLUZII Produsele software dezvoltate pentru a realiza accesibilitatea prin conversia conţinutului documentelor sunt deosebit de utile pentru persoanele cu dizabilităţi, care nu pot utiliza calculatorul prin interfeţele clasice. Aceste sisteme trebuie proiectate în sistem deschis pentru a permite localizarea interfeţelor în funcţie de specificul regional al limbii utilizate în comunicare.

REFERINŢE 1. Situl proiectului MBROLA: http://tcts.fpms.ac.be/syntesis/ mbrola.html, Faculte Polytechnique de Mons. 2. www.microsoft.com 3. IVO Software, http://www.icosoftware.com/products/ ivona professional.html, IVONA Professional Presentation; 4. Reveiu, A., Dârdală, M., Designing of accessible software for economic and social inclusion. The Proceedings of the 6th Bieniial International Symosium, SIMPEC 2006, Braşov; 5. Pădure, M., Metode şi tehnici de accesibilizare a manualelor şi cursurilor pentru persoanele cu deficienţe de vedere, Volumul de lucrări a Primei Conferinţe Naţională de Tehnologii Informatice Inclusive – ProInclusiv 2008, ASE Bucureşti, 17-18 Aprilie 2008, Editura ASE.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

154

Elemente critice în folosirea mişcării oculare în interacţiunea om-calculator

Asistent drd. Alexandru Bărbulescu Academia de Studii Economice

Bucureşti – S1, Piaţa Romană nr. 6 [email protected]

REZUMAT În ultimele decenii interacţiunea dintre om şi calculator folosind mişcările ochiului a intrat din ce în ce mai mult în atenţia cercetătorilor. Este evident că, spre exemplu, atunci când utilizatorul mută cursorul pe ecranul calculatorului, înainte priveşte zona de interes, pentru ca mai apoi să execute manual operaţia. Utilizarea tehnologiilor de interacţiune cu calculatorul bazate pe mişcarea oculară ar putea creşte gradul de interactivitate dintre utilizator (creierul uman) şi calculator. În această lucrare se vor prezenta şi discuta principalele componente care concură la creşterea interactivităţii şi metrici şi perspective ale utilizării tehnologiilor bazate pe mişcările oculare în interacţiunea om calculator.

Cuvinte cheie Metrici, mişcare oculară, interacţiune om calculator

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): Miscellaneous.

INTRODUCERE Până în prezent s-au conturat mai multe abordări în utilizarea mişcărilor oculare în interacţiunea dintre om şi calculator. Cercetări în domeniu consideră pe de o parte că folosirea tehnologiilor de interacţiune prin mişcărilor oculare pot contribui la realizarea unui ecran grafic mult mai facil, iar pe de altă parte că există o îmbunătăţire semnificativă a dialogului între om şi interfaţa calculatorului. Pentru a răspunde în timp real la mişcările ochiului este important să cunoaştem două aspecte: poziţionarea sau mişcarea ochiului şi interpretarea acestei poziţionări pentru a putea răspunde. Deşi perspectivele utilizării tehnologiilor de interacţiune cu calculatorul analizând mişcările ochiului sunt foarte bune, utilizarea lor pe scară largă în practică nu se găseşte la un nivel foarte avansat. Metodele de urmărire a mişcărilor oculare iniţial se bazau pe mecanisme mecanice fixate pe cornee care transmiteau către un receptor mişcarea făcută. Aceasta este considerată o metodă invazivă deoarece ochiul este atins de un aparat mecanic, iar prin mişcare, în timp îndelungat se pot produce leziuni. Pe de o altă parte acest contact fizic deranjează ochiul şi mişcările lui normale. Ulterior în studiile efectuate au fost dezvoltate mecanisme de urmărire a mişcărilor oculare ce se bazau pe reflexia luminii pe cornee. Acest sistem nu este invaziv, deoarece nu există practic nici un contact fizic între un mecanism şi ochi, însă un mare dezavantaj este legat de faptul că mişcările înregistrate se bazau pe presupunerea că persoana analizată ţine capul fix şi mişcă doar ochiul. Pentru evitarea acestui neajuns în jurul anilor 1950 a fost inventat dispozitivul de urmărire a mişcărilor

ochiului montat pe cap. O altă tehnică studiată în trecut se bazează pe studiul fotografic. În jurul anilor 1970 s-au făcut paşi importanţi în acest domeniu, pe de o parte în tehnologiile urmăririi mişcărilor, iar pe de altă parte în domeniul psihologic strâns legat de domeniul discutat. Aşa cum aminteam anterior un factor important în interacţiunea cu calculatorul folosind mişcările ochiului este important să cunoaştem ce reprezintă fiecare mişcare sau set de mişcări sau poziţionare. După îmbunătăţirea tehnologiei de urmărire a mişcărilor oculare au fost studiate relaţiile dintre mişcări şi fixare a unei imagini şi mişcările cognitive. Primele utilizări ale tehnologiei au fost direcţionate către persoane cu diferite dizabilităţi, însă ulterior s-a constatat că anumite funcţionalităţi sunt utile şi aduc beneficii şi pentru persoanele fără dizabilităţi. Aceste funcţionalităţi se referă la acţionarea unui meniu sau creşterea rezoluţiei acolo unde utilizatorul fixează privirea. Începând din anii 1990 în acelaşi timp cu avansul tehnologic referitor la calculatoare, email, internet, etc. a revenit ca subiect de interes folosirea mişcărilor oculare pentru un dispozitiv de intrare al calculatorului.

INTERPRETAREA DATELOR Datele rezultate de la sistemele de urmărire a mişcărilor oculare se referă în principal la orientarea ochiului, poziţia (în coordonate) la care priveşte subiectul pe un ecran la o anumită frecvenţă. Deşi vorbim de relativ puţine date, informaţiile sunt multe şi destul de greu de obţinut şi interpretat. De exemplu este important să delimităm fixarea privirii într-un anumit punct de privirea de ansamblu asupra unui ecran sau fixarea mai multor poziţii la intervale scurte de timp. Producătorii de echipamente de urmărire a mişcării ochiului furnizează împreună cu echipamentul şi software pentru analiza datelor rezultate ce permit interpretarea şi identificarea momentelor de fixare a privirii. Aceste componente software analizează poziţia ochiului şi schimbarea poziţiei în timp. Astfel ştim cu exactitate care au fost mişcările ochiului, când s-a fixat un punct cu privirea etc. Concluzii ale mai multor studii efectuate de specialişti ai domeniului nu au fost similare cu privire la parametrii ce reprezintă fixarea privirii. Analiza datelor rezultate din sistemele de urmărire a mişcărilor ochiului se poate realiza în trei abordări (Goldberg, Stimson, Lewenstein, Scott & Wichansky, 2002), toate utilizate în practică: • De sus în jos bazat pe teoria cognitivă. Fixarea cu

privirea a unui obiect din ecran arată dificultăţi în a interpreta imaginea acelui obiect.

• De sus în jos bazat pe teoria ipotezei. Controalele de pe ecran din partea de jos sunt mai fixate cu privirea decât cele din partea de sus.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

155

• De jos în sus. Se referă la situaţia când nu se cunoaşte intenţia persoanei şi luarea deciziei. Fixarea cu privirea nu va presupune nimic şi nu se va referi la un proces cognitiv.

METRICI DE UTILIZABILITATE Funcţie de contextul utilizării trebuie alese metricile relevante. Înainte de discuţia metricilor se detaliază mai jos o listă a elementelor luate în calcul metricilor: • Fixarea privirii – reprezintă o lipsă a mişcării

ochiului pentru o perioadă scurtă de timp (150-200 ms) cu o viteză de 30-100 grade pe secundă. Viteza variază însă funcţie de distanţa faţă de ecran.

• Durata fixării – poate fi compusă din mai multe fixări succesive pentru o anumită zonă de pe ecran de interes.

• Zona de interes – zona de pe ecran care se află în interes vizual.

• Calea urmărită – reprezintă mai multe puncte de interes fixate în ordine.

• Metricile cele mai des folosite în domeniu sunt: • Numărul de fixări de privire – un număr mare de

fixări de privire ne arată o căutare relativ ineficientă. Însă aceasta rezoluţie trebuie foarte bine corelată cu specificul ecranului şi al aranjamentului obiectelor pe ecran. Dacă este vorba de un ecran de monitorizare această rezoluţie nu mai este adevărată. Însă dacă vorbim de o interfaţă de navigare pe internet atunci constatăm că fixarea privirii foarte des ne duce către afirmaţia făcută.

• Procentul de timp pentru care este fixată fiecare zonă de interes.

• Media duratei de fixare a privirii - valori mai mari indică dificultatea persoanei în extragerea informaţiei necesare de pe ecran.

• Numărul de fixări de privire în fiecare arie de interes – acesta reflectă un interes crescut pentru aria de interes. Valori mari se vor regăsi pentru cele mai importante zone de pe ecran.

• Rata generală a fixărilor de privire – se referă la numărul de fixări de privire într-o secundă.

• Secvenţa de fixări succesive – sugerează eficienţa sau ineficienţa organizării interfeţei. Viteza mare de parcurgere a secvenţei indică o foarte bună organizare. Cu cât este mai predictibilă cu atât mai mult poate fi crescut şi gradul de organizare.

• Numărul de fixări succesive pe fiecare zonă de interes.

• Numărul de fixări de privire voluntare şi involuntare. • În 2002 Wooding a propus o altă variantă pentru

prezentarea metricilor numită „Harta fixărilor” pentru organizarea celor mai fixate cu privirea zone într-o imagine.

CONTROLAREA PROGRAMELOR FOLOSIND MIŞCĂRILE OCHIULUI Una dintre cele mai accesibile variante este utilizarea urmăririi mişcării oculare pentru dirijarea cursorului pe ecran aşa cum este folosit pe scară mult mai largă mouse-ul. Cel mai important avantaj este viteza de reacţie mult mai mare decât în varianta manuală. Diferenţele între cele două variante de mişcare a cursorului sunt: • Mişcarea ochiului este mult mai rapidă decât a

mouse-ului şi dă mult mai multe informaţii despre zona de interes a persoanei. Când atenţia este îndreptată pe o anumită arie înseamnă nu doar o poziţie x,y ca în cazul mouse-ului manual ci şi că persoana este interesată de acea arie fixată cu privirea.

• Trainingul pentru utilizare este mult mai redus în cazul utilizării mişcărilor ochiului decât al utilizării mouse-ului.

• Acurateţea mişcărilor este mult mai bună în cazul mişcării cursorului prin urmărirea ochiului decât în cazul manual.

Acurateţea sistemelor ce se bazează pe urmărirea mişcărilor nu este foarte bună pentru aplicaţii în timp real. Deoarece utilizatorul nu trebuie să fixeze cu privirea foarte exact un obiect pentru a-l vedea rezultă devieri de 1-2 grade funcţie de distanţa până la ecran. Nu este însă cazul pentru aplicaţiile care nu sunt în timp real.

CONCLUZII După cum am prezentat anterior, sistemele de interacţiune între om şi calculator bazate pe mişcările oculare sunt studiate de foarte mult timp. Progresele făcute în domeniu au durat destul de mult. Aplicaţiile studiilor au fost puse în practică abia în ultimele două decenii. Deşi sisteme bazate pe mişcarea ochiului există, ele nu sunt foarte utilizate pe scară largă. Metricile discutate sunt puncte foarte sensibile şi interesante ale aplicării acestor tehnologii în lumea reală. Este foarte important ca în viitor să existe mai multe statistici cu privire la aceste metrici şi la modul în care ele au fost ajustate pentru diversele situaţii practice.

REFERINŢE 1. Albert, W. (2002). Do web users actually look at ads? A case study of banner ads and eye-tracking technology. In Proceedings of the 11th Annual Conference of the Usability Professionals’ Association. 2. Goldberg, J.H., Stimson, M.J., Lewenstein, M. Scott, N. & Wichansky, A.M. (2002). Eye tracking in web search tasks: design implications. In Proceedings of the Eye Tracking Research & Applications Symposium 2002. New York, ACM. 3. Jacob, R.J.K. (1991). The Use of Eye Movements in Human-Computer Interaction Techniques: What You Look At is What You Get, ACM Transactions on Information Systems, 9152-169. 4. Jacob, R.J.K., Deligiannidis, L., & Morrison, S. (1999). A Software Model and Specification Language for Non-WIMP User Interfaces, ACM Transactions on Computer-Human Interaction. 5. Wooding, D.S. (2002). Fixation Maps: quantifying eye-movement traces. In Proceedings of the Eye Tracking Research & Applications Symposium 2002.New York, ACM

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

156

Un cadru de lucru pentru interfeţele grafice destinate persoanelor nevăzătoare

Adriana Alexandru Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare

în Informatică Bd. Averescu nr. 8-10, sector 1, Bucureşti

[email protected]

Cristina-Adriana Alexandru Academia de Studii Economice-Bucureşti

B-dul Dacia nr. 41, sector 1 [email protected]

REZUMAT Articolul descrie cerinţele de utilizabilitate pentru interfeţele grafice destinate persoanelor nevăzătoare. Sunt prezentate cadrul FBLIND (Framework for BLind user Interface Development) destinat creării unei intefe�e grafice duale şi SBIO (Speech Braille and Input/Output).

Cuvinte cheie

Intefețe grafice utilizator, utilizabilitate.

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation.

INTRODUCERE A dezvolta interfeţe om-calculator care să respecte nevoile şi abilităţile utilizatorilor constituie o mare provocare. Pentru facilitarea unei interacţiuni între persoane nevăzătoare şi entităţi ale spaţiului informaţional, noile tehnologii ar trebui să fie bazate pe metafore şi paradigme inerente şi intuitive pentru utilizatorul nevăzător. Acesta are nevoie de un design bun al interfeţei, design care va diferi cu siguranţă de soluţiile deja existente, care au fost destinate, spre exemplu, persoanelor cu deficienţe de vedere şi nu propriu-zis celor nevăzătoare. Interfeţele grafice au fost proiectate pentru a creşte utilizabilitatea şi pentru a îmbunătăţi funcţionalitatea aplicaţiilor [1, 2]. Cu toate acestea, o interfaţă grafică este o barieră pentru persoanele nevăzătoare, deşi dispozitivele de asistare (sintetizatoarele de vorbire, displayurile Braille, tastaturile Braille şi Qwerty, recunoaşterea vocii şi cititoarele de ecrane [3,4]) ar putea soluţiona multe dintre problemele cu care acestea se confruntă. Utilizarea tehnologiilor de asistare nu garantează prin ele însele că persoanele nevăzătoare vor putea accesa aplicaţia.

CERINȚE DE UTILIZABILITATE

Gradul de adecvare a unei interfeţe grafice destinate persoanelor nevăzătoare implică nişte cerinţe de utilizabilitate adecvate. În primul rând, trebuie avut în vedere care sunt tehnologiile care pot fi adaptate pentru aceste persoane, cerinţele de utilizabilitate diferind între acestea şi persoanele văzătoare (de exemplu, un nevăzător nu poate conduce o maşină). Această întrebare este referită drept adecvarea proiectului. În al doilea rând,

persoanele nevăzătoare şi cele văzătoare utilizează scheme de acces diferit dimensionate. Pentru văzători, este vorba de o schemă 2+1, deoarece elementele de interfaţă sunt distribuite în regiuni bidimensionale (ecranul, fereastra) şi poziţia lor asigură o semantică diferită pentru fiecare obiect, iar “+1” reprezintă tranziţia de la o regiune 2D la alta (navigare), realizată prin acţiuni ale utilizatorilor. Pe de altă parte, nevăzătorii au o schemă de acces de tipul

1+1. Dispozitivele pentru aceștia (displayuri Braille) sunt

unidimensionale, ceea ce înseamnă că obiectele din interfaţa utilizator sunt prezentate printr-o structură de tip listă şi că navigarea se face către o altă listă. Această cerinţă poartă denumirea de tranziţie dimensională. În al treilea rând, apare necesitatea menţinerii unei echivalenţe comportamentale. Procesul de interacţiune ar trebui să definească modul în care fiecare obiect ar putea deveni accesibil persoanelor nevăzătoare. Trebuie adăugate acţiuni suplimentare realizabile de fiecare obiect, incluzând mesajele care trebuie transmise către tehnologiile de asistare, mecanismul pentru accesarea fiecărei părţi a obiectului şi orice funcţie de navigare suplimentară care poate fi desfăşurată. În al patrulea rând, nu trebuie uitată funcţia de evitare a pierderilor semantice, care asigură transmiterea necesarului de informaţie persoanelor nevăzătoare, fără pierderea de informaţii care altfel ar fi fost asigurate pe cale vizuală. În ultimul rând, tehnologiile de asistare nu sunt standardizate, diferind mult în ceea ce priveşte funcţionalitatea şi interfeţele de programare de care trebuie însoţite. De aceea, este foarte importantă cerinţa de independenţă a dispozitivelor.

UN CADRU PENTRU CREAREA UNEI INTERFEŢE GRAFICE DUALE Conform recomandărilor spaniole şi internaţionale privind standardele de accesibilitate, Facultatea de Informatică a Universităţii Politehnica din Madrid a dezvoltat un cadru pentru crearea unei interfeţe grafice duale pentru persoane văzătoare şi nevăzătoare numit FBLIND (Framework for BLind user Interface Development). Acest cadru are trei mari componente: un set de îndrumări pentru designul interfeţei, un set de instrumente alcătuit din obiecte adaptate automatic (BVCL) şi o bibliotecă care facilitează intrările şi ieşirile Braille. Setul de îndrumări afectează într-o mai mică sau mai mare măsură interfaţarea om-calculator şi cuprinde informaţii

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

157

utile pentru toate stagiile de design şi implementare a interfeţei. Un aspect foarte important al acestor îndrumări îl constituie faptul că se subliniază importanţa ca aplicaţia să fie compatibilă cu cititoarele de ecran şi cu alte tehnologii de asistenţă utilizate de nevăzători pentru accesarea interfeţelor grafice. În ceea ce priveşte modelul taskului, este accentuată necesitatea respectării cerinţei de adecvare a proiectului, în sensul verificării compatibilităţii interfeţei cu capabilităţile utilizatorului. Modelul domeniului este afectat de tranziţia dimensională şi de echivalenţa comportamentală. Pentru a se soluţiona problema tranziţiei dimensionale, secvenţa de ferestre şi conţinutul lor trebuie să fie definite ierarhic ca o serie de arbori legaţi de tranziţii între ferestre pentru a fi compatibile cu modelul 1+1. În ceea ce priveşte echivalenţa comportamentală, designerul trebuie să definească ceea ce se petrece între nivelurile arborelui şi între arbori pentru utilizatorul nevăzător, pe cale vorbită sau prin Braille. Modelul de dialog este afectat de echivalenţa comportamentală şi de cerinţele de evitare a pierderilor semantice. Soluţionarea problemelor de echivalenţă comportamentală implică definirea interacţiunilor dintre fiecare obiect al interfeţei şi celelalte obiecte, avându-se în vedere faptul că dispozitivul de intrare de bază este tastatura (sau un echivalent al său). Evitarea pierderilor semantice se realizează prin comenzi de interacţiune adiţionale, încorporate pentru a îmbunătăţi operaţiunile utilizatorilor, cum ar fi informarea utilizatorilor despre locul unde se află într-o aplicaţie, repetarea sau silabisirea ultimului mesaj. Modelul de prezentare răspunde cerinţelor de echivalenţă comportamentală şi de evitare a pierderilor semantice. În ceea ce priveşte echivalenţa comportamentală, sunt definite obiectele special destinate utilizatorilor nevăzători şi standardele aplicaţiei. Pentru evitarea pierderilor semantice, s-a apelat la niveluri de detaliere care vor trebui implementate astfel încât aplicaţia să fie adaptabilă atât începătorilor cât şi utilizatorilor experimentaţi. De asemenea, se acordă o atenţie deosebită obiectelor non-standard şi obiectelor cu un înalt caracter grafic care ar putea conţine informaţii suplimentare. Modelul de platformă este afectat de cerinţa de independenţă a dispozitivelor. Aplicaţiile cu interfeţe duale ar trebui să asigure ieşiri de tip verbal, Braille sau, preferabil, ambele ieşiri. Pentru a se asigura independenţa dispozitivelor, ar trebui să ofere API standardizat pentru dispozitive Braille şi de vorbire şi informaţii despre capabilităţile API. În ultimul rând, modelul utilizator trebuie să facă faţă cerinţelor de evitare a pierderilor semantice şi de independenţă a dispozitivelor. În particular, ar trebui să reprezinte parametri de configuraţie pentru funcţionalitatea implicată pentru a soluţiona ambele probleme, cum ar fi parametri de vorbire (viteză, tonul vocii, volum, etc.), parametri Braille (tipul

cursorului, tipului codului Braille, etc.) şi nivelul de ajutor (pentru utilizatori începători, intermediari sau avansaţi). BVCL încorporează obiecte de interfaţă cu prezentare automată în mod verbal sau Braille (modelul de prezentare), ceea ce economiseşte timp. De asemenea, facilitează programarea mesajelor adiţionale de tip verbal sau Braille (modelul de platformă). Mesajele specifice generate în mod verbal sau Braille pentru fiecare obiect al interfeţei utilizator pot fi cu uşurinţă configurate prin BVCL, care conţine de asemenea şi elementele de layout care dimensionează obiectele în funcţie de preferinţele utilizatorului privind mărimea fontului, culoarea, etc. (modelul utilizator). SBIO (Speech Braille and Input/Output) este alcătuit dintr-o serie de componente de programare care îmbunătăţesc intrările şi ieşirile de tip verbal şi Braille. Este un pachet pentru Microsoft Windows, acesta fiind platforma utilizată de majoritatea persoanelor nevăzătoare. A fost dezvoltat de Microsoft, Once (Organizaţia Naţională pentru Persoane Nevăzătoare a Spaniei) şi UPM (Universitatea Tehnică din Madrid). SBIO cuprinde patru componente: API pentru vorbire al Microsoft, un API de tip Braille, un set de ActiveX, componente pentru o interfaţă simplificată de vorbire şi Braille (SBIO- Core) şi o bibliotecă dinamică (SBIO-Lib) care facilitează utilizarea IOSB.

CONCLUZII De peste zece ani de studiu în interfeţele om-calculator, interacţiunea şi integrarea dintre utilizatorii nevăzători sau cu deficienţe de vedere şi utilizatorii văzători sunt elemente cheie pentru accesul la informaţii şi servicii. Accesul către conţinutul informaţional în variatele sale forme este scopul final al oricărui utilizator. Navigarea, pointarea şi selectarea nu sunt scopul, ci doar unele dintre mijloacele care ar putea fi corespunzătoare sau nu, în funcţie de metodele utilizate, instrumente şi cerinţă. Lucrarea a încercat să stabilească care sunt cerin�ele de utilizabilitate care ar face ca interfeţele grafice utilizator să nu mai fie nepotrivite în scopul utilizării de către persoane nevăzătoare.

REFERINŢE 1. Alonso, F., Fuertes, J.L., Gonzáles, Á.L., Martínez, L., “A Framework for Blind User Interfacing”, Proc. of „Computers Helping People with Special Needs”, Springer-Verlag Berlin Heilderberg 2006, 1031-1038 2. Cox, K., Walker, D.: „User Interface Design”, Prentice Hall (1993) 3. Baum Engineering SRL: “Welcome to Gnopernicus!”, available at URL: http://www.baum.ro/gnopernicus.html (consulted January 10, 2006) 4. Freedom Scientific BLV Group: JAWS® for Windows® Quick Start Guide, 11800 31st.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

158

Interfeţe utilizator aging-friendly – o necesitate a sistemelor informatice moderne.

Studiu de caz: AgingNice Ianculescu Marilena

I.C.I. Bucureşti Bd. Mareşal Averescu 8-10,

sect.1 Bucureşti [email protected]

Pârvan Monica I.C.I. Bucureşti

Bd. Mareşal Averescu 8-10, sect.1 Bucureşti [email protected]

Alecu Simona Cristina I.C.I. Bucureşti

Bd. Mareşal Averescu 8-10, sect.1 Bucureşti [email protected]

REZUMAT Acest articol abordează problematica interfeţelor utilizator aging-friendly, din perspectiva necesităţii adaptării proiectării acestora la cerinţele speciale ale utilizatorilor, în contextul îmbătrânirii accentuate a populaţiei. AgingNice este un sistem informatic care evidenţiază felul în care un management eficient al vârstei se poate face respectând principiile enunţate.

Cuvinte cheie Interfeţe utilizator aging-friendly, proiectare web, accesibilitate, utilizabilitate, îmbătrânire

Clasificare ACM H5.2. User Interfaces.

INTRODUCERE Accesul, accesibilitatea şi uşurinţa în utilizare a echipamentelor şi serviciilor sunt condiţii preliminare necesare pentru furnizarea de servicii avansate pentru societatea în curs de îmbătrânire. Îmbătrânirea populaţiei, care rezultă din ratele scăzute de natalitate şi dintr-o creştere a speranţei de viaţă, reprezintă un fenomen bine cunoscut în prezent. Până în anul 2050, numărul persoanelor în vârstă de peste 65 de ani va creşte cu 70% în UE. Grupa de vârstă de peste 80 de ani va creşte cu 170%. Îmbătrânirea sănătoasă este sprijinită de acţiuni menite să încurajeze adoptarea unor moduri de viaţă sănătoase şi să reducă comportamentele nocive. Sprijinirea unui mod sănătos de îmbătrânire înseamnă atât promovarea sănătăţii pe toată durata vieţii, urmărind prevenirea problemelor de sănătate şi a dizabilităţilor de la o vârstă fragedă, precum şi combaterea inegalităţilor în materie de sănătate, asociate factorilor sociali, economici şi de mediu. [1] Îmbătrânirea rapidă a societăţii şi decalajul tineri-bătrâni sunt elemente larg recunoscute şi care motivează obţinerea unei accesibilităţi universale la TIC. [2] Se aşteaptă ca persoanele în vârstă de mâine să aibă o durată de viaţă mult mai lungă, să fie mult mai sănătoase, mai bine educate, având cunoştinţe mult mai solide în ceea ce priveşte lucrul cu calculatorul. În ciuda ultimului argument, deoarece o îmbătrânire normală este acompaniată de un declin semnificativ al funcţiilor senzoriale, cognitive şi motorii, dezvoltarea unor noi tehnologii informatice va adânci inevitabil decalajul digital între generaţii dacă nu se fac eforturi pentru realizarea unei accesibilităţi universale. [3]

TIC ŞI VÂRSTNICII Piaţa produselor şi serviciilor pentru TIC şi vârstnici este încă în fază incipientă. Gradul redus de cunoaştere şi transparenţă a pieţei, lipsa standardelor şi a interoperabilităţii, nesiguranţa privind viabilitatea modelelor de afaceri constituie obstacole în calea dezvoltării acesteia. Pentru a înlătura aceste obstacole şi a exploata oportunităţile, este necesar ca utilizatorii să se afle în centrul preocupărilor şi să se acorde o importanţă mărită regulilor de proiectare a interfeţelor utilizator cu o puternică caracteristică aging-friendly. Websiturile tind să fi proiectate de către tineri care deseori presupun că toţi utilizatorii au un control motor şi o vedere perfectă şi cunosc totul despre internet. Aceste presupuneri nu se adeveresc decât rareori, chiar şi în situaţiile în care utilizatorii nu sunt în vârstă. În plus, cei care de-a lungul perioadei active nu au utilizat în mod curent calculatoarele nu au modele conceptuale care să-i ajute să înveţe cum funcţionează noile tehnologii. În concluzie, cei în vârstă sunt mai afectaţi decât cei tineri de problemele legate de utilizabilitate. Într-un studiu realizat de Redish and Chisnell în 2005 [4] s-a evidenţiat faptul că adulţii în vârstă sunt mai puţin omogeni ca grupă de vârstă decât cei tineri. Drept care, au fost accentuate patru aspecte ale proiectării interfeţelor utilizator aging-friendy: proiectarea interacţiunilor, a arhitecturii informaţiilor, a părţii vizuale şi a informaţiei.

GREŞELI ÎN PROIECTAREA INTERFEŢELOR UTILIZATOR AGING-FRIENDLY • Funcţia de căutare este dificilă. • Sunt folosite fişiere PDF pentru citirea online. • Link-urile vizitate nu-şi modifică culoarea. • Texul nu este scanabil, concis şi obiectiv. • Mărimea fonturilor este fixă. • Titlurile paginilor au o vizibilitate scăzută pentru

motoarele de căutare. • Totul seamănă cu o reclamă. • Nu se respectară convenţiile de proiectare. • Se deschid multiple ferestre de browser. • Nu se răspunde la întrebările utilizatorilor.

RECOMANDĂRI PENTRU ÎMBUNĂTĂŢIREA UTILIZABILITĂŢII PAGINILOR WEB • Proiectanţii de interfeţe utilizator aging-friendly

trebuie să semnalizeze faptul că o pagină nu s-a terminat şi că este nevoie de scrolling.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

159

• Termenii tehnici trebuie să fie evitaţi pe cât posibil, iar în cazul în care este necesar să fie folosiţi, o explicaţie clară trebuie să fie uşor accesibilă (inclusiv exemple dacă este cazul).

• Link-urile trebuie să fie identificate într-un mod evident şi consistent (de ex. colorate în albastru, îngroşate, subliniate şi devin roşii atunci când mouse-ul este poziţionat pe ele).

• Caracteristicile care atrag atenţia pe o pagină (cum ar fi heading-urile, pozele, icon-urile, instrucţiunile şi marcatorii) trebuie să fie înlănţuite.

• Pe cât posibil tot conţinutul trebuie să fie furnizat ca HTML (utilizatorilor nu trebuie să li se ceară să instaleze nici un software, nici chiar Adobe Reader).

• Conţinutul trebuie făcut cât se poate de concis şi clar (trebuie luată în considerare furnizarea de două versiuni – “simplă” şi “detaliată” – iar utilizatorilor trebuie să li se permită să aleagă între ele).

• Siturile trebuie să furnizeze o funcţie “măreşte scrisul” atunci când un text însoţeşte o imagine/icon şi întotdeauna să folosească un contrast ridicat pentru afişarea textului (de ex. text negru pe un fundal alburiu (se preferă utilizarea unui fundal alburiu faţă de unul alb deoarece reduce forţarea ochilor pentru cei care citesc cu dificultate).

• Instrucţiunile trebuie date într-un mod explicit prin folosirea imperativului (de ex. “Găseşte un...”).

• Utilizatorii în vârstă ar trebui să aibă la dispoziţie o modalitate evidentă pentru mărirea textului, cum ar fi un buton.

STUDIU DE CAZ: “SISTEM COMPLEX MULTIDISCIPLINAR PENTRU EFICIENTIZAREA MANAGEMENTULUI INFORMAŢIILOR ANTI-AGING (AGINGNICE)” AgingNice este un proiect de cercetare dezvoltat în cadrul Planului Naţional de Cercetare, Dezvoltare şi Inovare pentru perioada 2007- 2013. AgingNice este un sistem complex multidisciplinar care, în contextul îmbătrânirii accentuate şi constante a populaţiei, creează un mediu pentru dezvoltarea unui management eficient al vârstei, îmbunătăţirea corelării cunoştinţelor multidisciplinare în domeniul anti-aging, promovarea rezultatelor cercetărilor ştiinţifice specifice, optimizarea metodelor şi strategiilor de prevenţie pentru creşterea calităţii vieţii şi a prelungirii perioadei active, consolidarea legăturii dintre personalul medical şi pacient prin creşterea gradului de informare a cetăţeanului. [5] Un astfel de instrument informatic acoperă utilizarea nesemnificativă a TIC în domeniul anti-aging de până acum, punând accent pe prezentarea informaţiei cât mai pe înţeles şi adaptarea strategiei de comunicare, în functie de răspunsul şi nevoile beneficiarului căruia i se adresează.

Proiectarea paginilor web este făcută ţinând cont de posibilităţile de cuprindere ale utilizatorului în aşa fel încât cantitatea de informaţii cuprinsă într-o pagină să nu-l copleşeaşcă pe vizitatorul sau să mărească timpul ei de încărcare. De asemenea, modul de fragmentare al informaţiei a fost conceput ca să focalizeze atenţia utilizatorului asupra principalelor subiecte abordate în pagină şi să îl ajute să ia cunoştinţă în mod gradat de subiectul prezentat. Pentru facilitarea accesului la informaţii indiferent de abilităţile utilizatorului, sunt prevăzute elemente de navigaţie clare, perfect adaptate modului în care sunt create legăturile dintre pagini, care oferă indicii vizuale asupra funcţiei lor şi care ajută la orientare. Produsul final cuprinde un sistem de baze de date interconectate privind metode şi strategii anti-aging, investigaţii clinice şi paraclinice pentru prevenirea îmbătrânirii, modificări anatomice, modele educaţionale, teste de auto-evaluare, definirea unei conduite personalizate, tendinţe în biomedicina anti-aging, campanii anti-aging, precum şi aplicaţii pentru facilitarea diseminării protocolului terapeutic, a studiilor de caz şi a cercetărilor recente între specialişti dintr-o gamă largă de domenii medicale

CONCLUZII Soluţiile tehnologice pentru utilizatorii finali impun deseori reunirea şi interconectarea unei game variate de servicii şi instrumente într-o mod care depăşeşte aptitudinile majorităţii acestora. Soluţiile pot produce doar avantaje dacă utilizatorii au acces la echipamente TIC simple, au o educaţie corespunzătoare, sunt suficient de motivaţi şi dacă problemele de natură etică şi psihologică sunt abordate în mod corespunzător. Îmbătrânirea accentuată a populaţiei şi creşterea cererii de informaţii duce la o necesitate a dezvoltării de noi ghiduri, recomandări, tehnologii, produse informatice şi materiale educaţionale care să deservească mai bine cerinţele specifice ale acestui grup de utilizatori.

REFERINŢE 1. Comisia Comunităţilor Europene Bruxelles, 23.10.2007 COM(2007) 630 final Carte Albă Împreună pentru sănătate: O abordare strategică pentru UE 2008-2013 2. Shneiderman, B. Designing the User Interface: Strategies for Effective Human-Computer Interaction, Third Edition. Addison Wesley, Reading, MA, 2000 3. Craik & T. A. Salthouse (Eds.), Handbook of aging and cognition (2nd ed.). Mahwah, NJ: Erlbaum, 2000 4. Chisnell, D. and Redish, J. (2005). Designing Web Sites for Older Adults: Expert Review of Usability for Older Adults at 50 Web Sites. Prepared for AARP February 2005 PDF available at http://assets.aarp.org/www.aarp.org_/articles /research/oww/AARP-50Sites.pdf 5. Ianculescu M., Parvan M. ş.a.: “Sistem complex multidisciplinar pentru eficientizarea managementului informaţiilor anti-aging”, Raport ştiinţific al Institutului Naţional de Cercetare-Dezvoltare în Informatică, 2007.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

160

Eficienţa şi satisfacţia utilizării tehnologiilor de sprijin de către persoanele cu deficienţe vizuale

Marian Pădure Universitatea Babeş-Bolyai Cluj-Napoca

Str. Sindicatelor nr. 7 cam. 28 [email protected]

REZUMAT În cadrul cercetării am dorit să identificăm gradul de satisfacţie/mulţumire al utilizatorilor cu deficienţe vizuale, referitoare la tehnologiile de acces/sprijin. În chestionarul aplicat celor 23 de participanţi, am analizat şi aspecte referitoare la eficienţa în utilizare a tehnologiilor de sprijin.

Cuvinte cheie Tehnologii de sprijin, deficienţă vizuală, eficienţă în utilizare, utilizabilitate, satisfacţie/mulţumire.

Clasificare ACM H5.2. Information interfaces and presentation (e.g., HCI): Miscellaneous.

EFICIENŢA ÎN UTILIZARE Eficienţa în utilizare, „usability”, denotă uşurinţa cu care poate fi utilizat un mecanism / instrument sau alt obiect, de către un grup specific de utilizatori, pentru îndeplinirea unor obiective specifice cu eficacitate, eficienţă şi satisfacţie [1]. În interacţiunea om calculator, termenul se referă în general la uşurinţa şi claritatea cu care este realizată interacţiunea cu un produs soft sau un sit web. Cel mai frecvent, eficienţa în utilizare este definită de trei factori [2]; aceştia sunt: • eficacitatea – cât de bine poate fi îndeplinită o sarcină

sau o acţiune pe un sit sau într-un program software; • eficienţa – cât de uşor şi cât de repede poate fi dusă

la îndeplinire o sarcină de lucru; • satisfacţia utilizatorului – percepţia asupra facilităţii

cu care s-a realizat sarcina respectivă. Testele de evaluare a eficienţei în utilizare au ca scop evaluarea acestor celor trei factori, în vederea îmbunătăţirii unui sit web sau program software, pentru a efectua, recomanda adaptări şi a-l face mai accesibil şi mai uşor de utilizat.

METODOLOGIA CERCETĂRII Obiectivul general al cercetării constă în identificarea gradului de utilitate şi satisfacţie a utilizatorilor cu deficienţe de vedere. Gradul de utilitate şi satisfacţie poate fi operaţionalizat în următorii parametri esenţiali: nivelul de utilizare a principalelor activităţi desfăşurate pe computer, nivelul de utilizare a diferitelor tehnologii de acces/sprijin, frecvenţa de utilizare a diferitelor servicii de internet, identificarea domeniilor de interes în raport cu utilizarea tehnologiilor de acces/sprijin, frecvenţa de utilizare a programelor de sprijin, nivelul de accesibilitate şi utilizare a telefonului mobil şi a facilităţilor oferite. Obiectivele specifice: • Identificarea nivelului şi principalelor activităţi

desfăşurate cu ajutorul unui computer.

• Identificarea eficienţei tehnologiilor de sprijin, în diferite contexte sociale.

• Identificarea frecvenţei de utilizare a serviciilor de Internet.

• Identificarea domeniilor de interes, mediate de tehnologiile de sprijin.

• Identificarea nivelului de eficienţă şi satisfacţie în ceea ce priveşte utilizarea telefonului mobil.

• Identificarea nevoilor utilizatorilor de tehnologii de acces / sprijin.

Instrumentar utilizat A fost construit un chestionar cu 29 de întrebări, cu variante de răspuns pe scala Likert (1-5) şi întrebări deschise. Structura chestionarului a ţinut cont de obiectivele generale şi specifice propuse la începutul cercetării. În construcţia chestionarului am utilizat un termen apropiat de cel de eficienţă în utilizare, utilitate, pentru a putea răspunde la nevoile de informare, specifice persoanei cu deficienţe de vedere care utilizează un computer prevăzut cu tehnologii de sprijin. Utilitatea reprezintă măsura în care un obiect îi este de ajutor unei persoane. Utilitatea este un concept generic, caracterizând posibilitatea de a satisface o necesitate, în cazul nostru necesitatea persoanei cu deficienţe de vedere de a avea acces la informaţii şi la tot ce decurge din aceasta, în mod independent.

Participanţi la studiu La studiu au participat 23 de persoane (2 elevi, 7 studenţi, 4 cu studii medii, 10 cu studii superioare; 9 persoane de gen feminin şi 14 de gen masculin), vârsta medie a fost de 26 ani, în intervalul de vârstă 18 ani – 40 ani. În selecţia participanţilor s-a ţinut cont de două criterii: participanţii să fie persoane cu deficienţe vizuale şi utilizatori de computer cu tehnologii de sprijin.

REZULTATE ŞI CONCLUZII Computerul ocupă un loc esenţial în activităţile de informare şi comunicare a persoanelor chestionate. Astfel, 43% utilizează calculatorul mai mult de 7 ore pe zi, accesând informaţii din domenii foarte largi. Comunicarea reprezintă principala activitate zilnică, desfăşurată de către participanţii la studiu. Astfel 91% utilizează poşta electronică zilnic, iar 78% dintre aceştia, mesageria instant, Timpul acordat zilnic pentru accesarea Internetului în scopul comunicării şi documentării depăşeşte în medie peste 3 ore. Principalele tehnologii de sprijin utilizate de participanţii la studiu sunt: cititorul de ecran 41%, programe de recunoaştere de text 32% şi programe de mărit 16%. Foarte puţini dintre participanţii chestionaţi folosesc

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

161

display-ul braille sau programe de recunoaştere a vocii, acest lucru datorându-se fie lipsei acestor echipamente în primul caz fie calităţii slabe a produsului în cel de-al doilea caz. Referitor la accesibilitatea informaţiilor disponibile pe Internet spre a fi descărcate, participanţii cred că ar trebui găsită o alternativă la fişierele .pdf encriptate şi transpunerea într-un format alternativ a informaţiilor incluse în structuri grafice complexe şi clipuri Flash. Referindu-se la accesul la bibliotecile publice, participanţii au dificultăţi în a accesa informaţii despre fondul de carte (online sau offline), posibilităţi limitate de completare a fişelor de împrumut şi numărul foarte mic de materiale în format electronic. Un număr foarte mic de cei chestionaţi au testat şi alte cititoare de ecran, programe de recunoaştere a vocii/ comenzi vocale, programe de mărit sau display-uri braille. Referitor la satisfacţia în utilizarea tehnologiilor de sprijin, părerile celor chestionaţi sunt împărţite după cum urmează: 35% sunt în totalitate satisfăcuţi/mulţumiţi de performanţele şi caracteristicile unui cititor de ecran, 26% parţial satisfăcuţi/mulţumiţi de performanţele unui program de mărit şi 52% parţial satisfăcuţi / mulţumiţi de programele de recunoaştere de text. Exprimarea nemulţumirii a fost aproape categorică în cazul programelor de recunoaştere a vocii şi la display-ul braille, dar trebuie să menţionăm faptul că majoritatea celor chestionaţi au oferit ca răspuns, la întrebarea referitoare la aceste programe, varianta de mijloc: nu ştiu. În cadrul chestionarului am pus accent pe identificarea nevoilor şi problemelor întâmpinate de utilizatori în manipularea tehnologiilor de sprijin. Una dintre cele mai evidente probleme cu care se confruntă persoanele cu deficienţe de vedere o reprezintă lipsa unei sinteze vocale pentru limba română. Opinia participanţilor, referitoare la utilitatea documentaţiei (HELP) programelor de sprijin, este că acestea fie nu oferă toate informaţiile necesare, fie nu sunt bine organizate şi structurate. Majoritatea participanţilor la studiu nu au răspuns la această întrebare. Mijloacele de comunicarea nu includ numai serviciile oferite de Internet, ci şi cele oferite de telefonia mobilă. Astfel, un procent semnificativ (73%) utilizează telefoane din gama Nokia, peste 50% dintre acestea având instalate cititoare de ecran. În general, participanţii sunt de părere că telefonul le este accesibil pentru realizarea de apeluri şi doar 52% consideră că serviciile de SMS şi WAP le sunt total accesibile. Opinia participanţilor referitoare la diverse proiecte sau servicii de telefonie mobilă se prezintă astfel: • posibilitatea de ascultare a costului consumului de

servicii telefonice la zi (22% acord parţial, 69% acord total, 9% nu au răspuns);

• posibilitatea de ascultare a datelor de facturare (30% acord parţial, 70% acord total);

• posibilitatea de a efectua plăţi prin intermediul telefonului mobil (13% total dezacord, 31% acord parţial, 39% acord total, 17% nu au răspuns);

• posibilitatea de a asculta conţinutul unui mesaj SMS, la primirea acestuia (4% total dezacord, 22% acord parţial, 52% acord total, 22% nu au răspuns).

Gradul de satisfacţie/mulţumire al celor chestionaţi, referitor la dezvoltarea unei sinteze în limba română, relevă o atitudine de totală nemulţumire. Utilizatorii au păreri împărţite în ceea ce priveşte acordul şi dezacordul, performanţele şi calitatea sintezelor precum WinTalker (RosaSoft – Cehia), Carmen cu Expressivo (IVO – Polonia), versiunea hardware Appolo2 (Dolphin – UK) şi Ancuţa (Baum – România). Alte informaţii obţinute în urma analizei cantitative a răspunsurilor oferite de către participanţi: • mulţumirea privind nivelul de cercetare în domeniul

tehnologiilor de acces (17% total nemulţumiţi, 30% parţial mulţumiţi, 22% mulţumiţi, 9% total mulţumiţi, 22% nu au răspuns);

• accesibilitatea informaţiilor pe siturile guvernamentale (13% total nemulţumiţi, 17% parţial mulţumiţi, 31% mulţumiţi, 13% în totalitate mulţumiţi, 26% nu au răspuns);

• accesul la biblioteci publice (26% total nemulţumiţi, 31% parţial mulţumiţi, 17% mulţumiţi, 9% în totalitate mulţumiţi, 17% nu au răspuns);

• locuri de muncă accesibile (35% total nemulţumiţi, 26% parţial mulţumiţi, 13% mulţumiţi, 9% în totalitate mulţumiţi, 17% nu au răspuns).

Limitele cercetării: numărul mic al celor chestionaţi – 23; grupa de vârstă foarte largă - 18-40 ani; lipsa unor întrebări care să evalueze cunoştinţele participanţilor despre echipamente hardware si software, în general şi în special despre tehnologiile de sprijin. O parte din rezultatele studiului nu poate fi extrapolată la populaţia cu deficienţe de vedere utilizatoare de tehnologii de sprijin. Un număr mai mare de participanţi, grupaţi pe niveluri de vârstă, situat într-un interval nu mai mare de 4 ani, integrarea unor întrebări mai clare despre eficienţă în utilizarea tehnologiilor de sprijin şi întrebări referitoare la elemente hardware şi software ar putea oferi o imagine de ansamblu mult mai largă asupra eficienţei şi satisfacţiei în utilizarea tehnologiilor de sprijin. Chestionarul utilizat în cadrul cercetării a permis extragerea unor informaţii importante cu privire la utilitatea şi satisfacţia utilizării tehnologiilor de sprijin, de către persoanele cu deficienţe de vedere.

REFERINŢE 1. Ardito, C., Costabile, M. F., De Marsico, M., Lanzilotti, et al. (2006). An approach to usability evaluation of e-learning applications. Universal Access in the Information Society, 4(3), 270 – 283 2. * * *, WebServator – www.webservator.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

162

Şabloane de interacţiune Ecaterina Valică

Facultatea de Informatică, Universitatea “A.I.Cuza” din Iaşi Str. Berthelot, nr. 16, Iaşi 700483

[email protected]

REZUMAT Şabloanele au apărut ca un mijloc de documentare şi de comunicare a soluţiilor de succes pentru problemele care apar frecvent într-un anumit domeniu. Fiecare şablon descrie sistematic experienţa acumulată în rezolvarea respectivei probleme. Lucrarea urmăreşte evoluţia şabloanelor şi se concentrează asupra acelora întâlnite în Design-ul de Interacţiune.

Cuvinte cheie Şabloane de proiectare, şabloane de interacţiune.

Clasificare ACM H.5.2. [Information Interfaces and Presentation]: User Interfaces - Theory and methods; Interaction styles (e.g., commands, menus, forms, direct manipulation).

INTRODUCERE Toate arhitecturile orientate spre obiecte, bine structurate, sunt pline de şabloane. Concentrarea asupra unor astfel de mecanisme în timpul dezvoltării unui sistem poate produce o arhitectură care să fie mai mică, mai simplă şi mult mai uşor de înţeles decât în cazul în care aceste şabloane sunt ignorate. Importanţa şabloanelor în construirea sistemelor complexe a fost de mult recunoscută în alte discipline. În particular, Christopher Alexander şi colegii săi au fost probabil primii care au propus ideea de utilizare a unui limbaj de şabloane (1960) în arhitectura clădirilor şi a oraşelor [1]. Observând structurile arhitecturale ale mai multor culturi, Alexander a concluzionat că acestea sunt construite în conformitate cu nişte „şabloane universale” (e.g., necesitatea unei intrări principale). Şabloanele nu sunt de sine stătătoare, ci sunt componente ale unui limbaj, astfel încât un şablon poate fi de fapt compus din sub-şabloane, sau poate face parte dintr-o clasă de şabloane. Limbajul este o gramatică informală pentru a descrie obiectele şi relaţiile dintre acestea. Proiectarea, indiferent de mediul în care aceasta se realizează, reprezintă comunicarea şi punerea în practică a problemelor ce trebuiesc rezolvate. Şabloanele comunică din experienţa celorlalţi. De fapt, unul dintre motivele pentru care Alexander a făcut public limbajul de şabloane pentru arhitectura urbană, a fost acela de a încuraja contribuţia habitanţilor în conceperea mediului în care vor trăi.

ŞABLOANE DE PROIECTARE Ideile lui Christopher Alexander şi contribuţiile celorlalţi au prins rădăcini şi în comunitatea programatorilor de aplicaţii software orientate spre obiecte. Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson şi John Vlissides sunt cei care au adus popularitate şabloanelor de proiectare (design patterns) în software [3].

Proiectarea de software orientat obiect, reutilizabil şi flexibil a ridicat probleme programatorilor. Proiectarea trebuie să fie specifică problemei în cauză, dar de asemenea suficient de generală pentru a putea rezolva probleme şi cerinţe viitoare. Un lucru pe care programatorii experţi îl ştiu că nu trebuie să-l facă este acela de a rezolva orice problemă pornind de la zero. Ei utilizează soluţii despre care ştiu că au funcţionat în trecut, crescând astfel productivitatea. Christopher Alexander spunea: „Orice şablon descrie o problemă care apare în mod repetat în mediul nostru şi apoi descrie esenţa soluţiei respectivei probleme într-un asemenea mod încât puteţi utiliza soluţia de un milion de ori fără să faceţi vreodată de două ori acelaşi lucru” [2]. Chiar dacă Alexander vorbea despre şabloane pentru clădiri şi oraşe, ceea ce a spus rămâne adevărat şi pentru şabloane de proiectare orientate obiect. Soluţiile în acest caz sunt exprimate în termeni de obiecte şi interfeţe în loc de pereţi şi uşi, dar, în esenţă, ambele tipuri de şabloane reprezintă o soluţie la o problemă într-un context.

ŞABLOANE DE INTERACŢIUNE Eforturi au fost făcute pentru a codifica şabloanele de proiectare în domenii particulare. Astfel de exemple sunt întâlnite în şabloanele pentru interfeţele utilizator, Vizualizarea Informaţiei [14] sau Design Web. Aceste domenii sunt mult mai apropiate [4] de conceptele iniţiale ale lui Alexander, care descriau aspecte ale mediului fizic în care oamenii convieţuiau, deoarece au mai multă legătură cu conceptele de relaţionare spaţială sau estetică vizuală. Arhitectul, în acest caz, devine designer-ul şi locuitorii devin utilizatorii. Artefactul construit de arhitect va fi utilizat de către locuitori, care vor interacţiona şi vor locui în cadrul lui. Locuitorii manipulează artefactul fără a şti cum acesta funcţionează intern, sau cum a fost realizat. Dacă arhitectul transformă clădirile în medii care definesc anumite comportamente pentru cei care le locuiesc, designer-ul de interacţiune se concentrează asupra şabloanelor comportamentale şi asupra modului în care acestea modelează experienţa utilizatorilor. Ghidurile de stil (style guides), recomandările şi standardele au scopul de a facilita conceperea unui design de interacţiune. Recomandările (guidelines) sunt folosite pentru a descrie reguli, în timp ce şabloanele sunt folositoare atunci când dorim să translatăm respectivele reguli în soluţii software. Recomandările sunt folositoare pentru a ne asigura că o anumită aplicaţie este consistentă cu o anume platformă sau companie. Recomandările şi şabloanele pot fi folosite în conjuncţie pentru a identifica problema şi pentru a crea o soluţie validă [15].

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

163

Printre primele colecţii de şabloane de interacţiune au fost cele ale lui Jenifer Tidwell [5]. Acestea s-au dezvoltat cuprinzând şabloane de interacţiune atât pentru aplicaţii desktop, cât şi pentru site-uri Web, aplicaţii Web sau dispozitive mobile [13]. Pentru a putea crea un şablon este nevoie de o abordare distructivă, care va investiga procesele, le va reduce la componentele de bază, va recunoaşte similarităţi sau diferenţe între ele şi le va închega într-o soluţie particulă. În momentul în care se ia în considerare şi perspectiva utilizatorului, se ţine cont în primul rând de uşurinţa cu care acesta utilizează produsul. Cel mai bun mod de a asigura acest lucru este acela de a considera factorii umani ca date de intrare pentru proiectare. Şabloanele descriu modalităţi de rezolvare a unei anumite probleme, de aceea acestea sunt caracterizate de: • un nume, care să fie cât mai descriptiv posibil; • o problemă pe care şablonul o rezolvă; • un context în care şablonul respectiv poate fi aplicat; • o soluţie, care trebuie să fie descrisă; • exemple de aplicări cu succes ale şablonului; • referinţe, anumite şabloane se pot folosi împreună cu

altele. Şabloanele conţin aspecte legate de funcţionalitate, ergonomie şi integrare a aplicaţiei cu mediul. Există numeroase biblioteci care conţin şabloane de interacţiune [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], etc. Yahoo! Design Pattern Library [6] a fost făcută public pentru prima dată în 2005 de către echipa Yahoo!, cu scopul de a împărtăşi experienţa lor despre proiectarea aplicaţiilor cu AJAX (Asynchronous JavaScript and XML). Pe măsură ce tehnologia a avansat, au apărut noi idiomuri de interacţiune. Unele au rămas aceleaşi ca în sistemele desktop (e.g., drag&drop), altele s-au dezvoltat ca şabloane unice pentru interacţiunea Web, sau ca o combinaţie între cele două medii (e.g., auto-complete, breadcrumbs, pagination, etc.).

Figura 1. Exemple din cadrul Yahoo! Design Pattern Library

CONCLUZII Pentru a putea dezvolta aplicaţii este nevoie ca dezvoltatorii să vorbească acelaşi limbaj. În momentul în care aceştia se vor confrunta cu o problemă este indicat să se aplice o rezolvare cunoscută. Şabloanele de interacţiune oferă o modalitate de a comunica standarde pentru a creşte consistenţa, predictibilitatea şi uşurinţa în realizarea aplicaţiilor actuale.

REFERINŢE 1. * * *, Site-ul oficial Christopher Alexander:

http://www.patternlanguage.com/ 2. Christopher Alexander, Sara Ishikawa, Murray

Silverstein, Max Jacobson, Ingrid Fiksdahl-King, Shlomo Angel, “A Pattern Language”, Oxford University Press, 1977

3. Gamma et al., „Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software”, Addison-Wesley, 1994

4. Jan O. Borchers, “Interaction Design Patterns: Twelve Theses”, BHCIWorkshop, 2000

5. Jenifer Tidwell, “COMMON GROUND: A Pattern Language for Human-Computer Interface Design”: http://www.mit.edu/~jtidwell/interaction_patterns.html

6. Erin Malone, Matt Leacock, Bill Scott, „Yahoo! Design Pattern Library”: http://developer.yahoo.com/ypatterns/index.php

7. Anders Toxboe, “User Interface Design Patterns Library”: http://ui-patterns.com/

8. Martijn van Welie, “Welie.com – Patterns in Interaction Design”: http://www.welie.com/index.php

9. Jenifer Tidwell, “Designing Interfaces: Patterns for Effective Interaction Design”: http://designinginterfaces.com/

10. Florian Grassle, “Open Design Patterns”: http://patterns.holehan.org/Main/HomePage

11. *, „Web Patterns”: http://groups.ischool.berkeley.edu/ui_designpatterns/webpatterns2/webpatterns/home.php

12. Sari A. Laakso, “User Interface Design Patterns”: http://www.cs.helsinki.fi/u/salaakso/patterns/index.html

13. *, „Mobile User Interface Design Patterns”: http://patterns.littlespringsdesign.com/index.php/Main_Page

14. Christian Behrens, „Information Design Patterns”: http://niceone.org/infodesign/

15. Michael J. Mahemoff, Lorraine J. Johnston, “Principles for a Usability-Oriented Pattern Language”: http://mahemoff.com/paper/principles/

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

164

Consideraţii privind accesibilitatea Web Sabin-Corneliu Buraga

Facultatea de Informatică, Universitatea „A.I.Cuza” din Iaşi Str. Berthelot, nr. 16, Iaşi 700483 – Romania

http://www.infoiasi.ro/~busaco/

REZUMAT Lucrarea realizează o privire de ansamblu asupra problematicilor vizând accesibilitatea siturilor Web, în contextul ingineriei Web. Sunt descrise diverse studii de caz originale.

Categorii şi descriptori ai subiectelor H.5.4 [Hypertext/Hypermedia]: User issues.

Termeni generali Design, Human Factors, Experimentation.

Cuvinte-cheie Interacţiune Web, accesibilitate, inginerie Web.

PREAMBUL Putem considera proiectarea unui sit Web ca fiind un proces de proiectare a unei interfeţe cu utilizatorul pentru un produs software de sine stătător, principalele probleme care trebuie rezolvate în ambele cazuri fiind similare. Suplimentar, apar noi cerinţe specifice [5] vizând: caracterul multidisciplinar, necunoaşterea publicului-ţintă real, volatilitatea cerinţelor şi constrângerilor, impactul sistemelor tradiţionale (legacy), inexperienţa vizitatorilor şi relevanţa termenului de lansare în exploatare. Găsirea şi adoptarea celor mai adecvate maniere de a realiza interfeţe utilizabile, prietenoase (user-friendly) şi personalizabile (i.e. adaptabile fiecărui utilizator sau fiecărei categorii de utilizatori în parte) fac obiectul ergonomiei interfeţelor. În contextul accesului larg la informaţiile disponibile pe Web, o importanţă majoră o are asigurarea suportului acordat persoanelor cu dizabilităţi. Lucrarea de faţă realizează un studiu referitor la accesibilitatea siturilor şi aplicaţiilor Web, oferindu-se şi o serie de studii de caz.

ACCESIBILITATEA WEB Accesibilitatea vizează accesul cu succes la informaţii şi tehnologia informaţiei de către persoanele cu nevoi speciale: vizuale, auditive, motorii şi/sau cognitive. Esenţialmente, trebuie oferite mijloace alternative facilitând activităţile utilizatorilor, conform punctelor acestora de vedere şi stilului de lucru al acestor persoane. Există următoarele tipuri de dizabilităţi: vizuale (visual disabilities), auditive (hearing), legate de mobilitate (motor disabilities), cognitive, privitoare la factori afectivi.

Estimările efectuate consideră că 20% din populaţia planetei prezintă o anumită categorie de dizabilitate [14]. Dizabilităţile pot fi temporare – de scurtă sau lungă durată – ori permanente (unele pot proveni de la naştere). Spaţiul WWW oferă mijloacele necesare accesului la informaţie şi categoriilor defavorizate de utilizatori, cu condiţia ca siturile/aplicaţiile Web să fie proiectate corespunzător. Fiecare categorie de dizabilităţi necesită anumite adaptări şi/sau modificări ale designului interfeţei cu utilizatorul şi a conţinutului oferit. Majoritatea acestor schimbări vor avea impact asupra oricărui tip de audienţe, conducând la o bună arhitectură informaţională – e.g., structurare judicioasă a conţinutului, navigare clară, alternative textuale la resursele multimedia.

STUDII DE CAZ Trebuie menţionat faptul că nu toţi utilizatorii sitului vor putea profita de posibila bogăţie grafică oferită de paginile Web. Unii vizitatori ar putea parcurge situl folosind un navigator text sau ar putea avea diverse handicapuri fizice. Un mare avantaj al limbajului XHTML este abilitatea de a oferi mesaje alternative fiecărui obiect multimedia – de exemplu, atributul alt pentru elementul <img>, summary pentru tabele ori title pentru majoritatea marcatorilor. Persoanele care nu au posibilitatea vizualizării grafice a conţinutului sitului vor putea aşadar înţelege funcţionalitatea elementelor grafice sau multimedia din paginile vizitate. Folosind navigatoare Web audio, utilizatorii nevăzători pot auzi (prin intermediul vorbirii sintetizate) mesajele alternative furnizate, astfel încât nu vor pierde în totalitate conţinutul imaginilor şi al butoanelor grafice de navigare. Dacă se va recurge la meniuri grafice pentru navigare, meniurile alternative bazate pe text vor oferi un ajutor important acestei categorii speciale de utilizatori. Desigur, este foarte important ce text alternativ va fi menţionat pentru fiecare element grafic în parte ori pentru fiecare legătură hipertext. Un exemplu pozitiv este următorul, preluat din [2]. Conţinutul textual va fi de folos şi motoarelor de căutare; se poate remarca şi numele – sugestiv – al fişierului grafic: <img src="Sinaia_Peles_iunie04.jpg" class="foto" alt="Excursia la Sinaia din iunie 2004, împreună cu Loredana şi Ştefan, lângă Peleş. Loredana zâmbeşte, iar Ştefan are un buchet de flori." />

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

165

Figura 1. Varianta originală a unui document Web al sitului

dedicat unui curs academic („Tehnologii Web”)

Figura 2. Varianta liniară, redată fără proprietăţi CSS.

Conţinutul poate fi parcurs facil via un browser Web vocal

Folosind extensii precum WebDeveloper şi Firebug pentru navigatorul Firefox, poate fi studiată varianta liniară a conţinutului unei pagini Web, eventual inhibând utilizarea proprietăţilor de stil CSS. În figurile 1 şi 2 se pot observa versiunile cu şi fără stiluri CSS ale aceleiaşi pagini Web. Suplimentar, testarea siturilor Web poate fi realizată şi via extensia Selenium pentru navigatorul Firefox – diverse exemple sunt disponibile în [3]. De asemenea, au fost propuse diverse metodologii, dintre care o menţionăm pe WSDM – Web Site Design Method, prezentată în [6] şi bazată pe instrumentul Dante [9] şi pe ontologia WAfA – Web Authoring for Accessibility [10]. În această manieră pot fi detectate automat diverse probleme privind suportul acordat persoanelor cu nevoi speciale.

CONCLUZII Lucrarea de faţă a realizat o principalelor problematici vizând utilizabilitatea siturilor Web, în general, şi accesibilitatea Web, în special. De asemenea, au fost furnizate studii de caz originale, menite a puncta unele aspecte de interes şi a enumera diversele tehnologii, instrumente şi metodologii existente, focalizate asupra accesibilităţii Web.

REFERINŢE [1] S. Bouikidis, Creating Accessible Section 508 Compliant Content, NetReach Presentation, 2007. [2] S. Buraga, Proiectarea siturilor Web (ediţia a doua), Polirom, 2005. [3] S. Buraga (coord.), Programarea în Web 2.0, Polirom, 2007. [4] B. Caldwell et al. (eds.), Web Content Accessibility Guidelines 2.0, W3C, 2008: www.w3.org/TR/WCAG20/ [5] G. Kappel et al. (eds.), Web Engineering, Wiley & Sons, 2006. [6] P. Plessers et al., „Accessibility: A Web Engineering Approach”, Proceedings of the International World Wide Web Conference – WWW 2005, ACM Press, 2005. [7] C. Pribeanu (coord.), Introducere în interacţiunea om-calculator, Matrix Rom, 2003. [8] R. Weakley, „Accessibility and the Importance of User Testing”, Sydney Web Accessibility Forum, Web Accessibility Network for Australian Universities, 2007. [9] Y. Yesilada, R. Stevens, C. Goble, „A Foundation for Tool based Mobility Support for Visually Impaired Web Users”, Proceedings of the International World Wide Web Conference – WWW 2003, ACM Press, 2003. [10] Y. Yesilada et al., „Screen Readers Cannot See (Ontology Based Semantic Annotation for Visually Impaired Web Travellers)”, ICWE 2004 Proceedings, 2004. [11] * * *, Web Accesibility Initiative, 2008: www.w3.org/WAI/. [12] * * *, WAI-ARIA Primer, 2008: www.w3.org/TR/wai-aria-primer./ [13] * * *, Web Accessibility Evaluation Tool, 2008: http://wave.webaim.org/. [14] * * *, WebAIM – Web Accesibility in Mind, 2008: http://webaim.org/.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

166

Șabloane de interacțiune colaborativă în Web-ul socialAnca Paula Luca

Facultatea de Informatică, Universitatea “Alexandru Ioan Cuza” Iaş[email protected]

REZUMATÎn lucrarea de faţă vom caracteriza sistemele colaborative pe web şi vom trece in revistă problematica asociată acestora din punct de vedere al proiectării interfeţelor cu utilizatorul, discutând abordările standard care tind, odată cu tipurile de aplicaţii, să devină şabloane în materie de tratare a interacţiunii colaborative.

Cuvinte cheieŞabloane de interacţiune, Sisteme colaborative, Web social

Clasificare ACMH.4.3 [Information systems application] – Communications Applications

INTRODUCEREÎn cadrul aplicaţiilor web colaborative apar paradigme de operare noi, determinate atât de modelul datelor ce necesită a fi manipulate, dar mai ales de dinamica acestora datorată parţial mediului online şi parţial accesului şi a acţionării colaborative asupra acestora.Odată cu aceste noi paradigme de interacţiune cu sistemele au apărut şi o serie de problematici conexe recurente, caracteristice majorităţii sistemelor, impreună cu o serie de soluţii consacrate fie pentru implementarea facilă, fie pentru calitatea lor, fie pentru un bun echilibru între cele două.Vom prezenta în cele ce urmează caracteristicile acestor sisteme urmând a detalia apoi problemele apărute şi abordările existente, discutând implicaţiile acestor soluţii şi exemplificând cu cazuri practice.

SISTEME COLABORATIVEUna dintre categoriile web-ului social o reprezintă aplicaţiile online colaborative, aparute ca răspuns la nevoia de a comunica în cadrul unui grup pentru realizarea de sarcini comune și înlesnite de evoluţia mijloacelor de comunicare în medii electronice.În această categorie de aplicaţii se încadrează variantele bazate pe internet ale sistemelor de comunicare “standard” (mesagerie (instantă sau nu), telefonie, videoconferinţă, etc), şi sisteme de management colaborativ: calendare colaborative, sisteme de gestiune a proiectelor, sistemele de tip wiki [12], sisteme de management al informaţiei, foile de date colaborative, cele din această a doua categorie fiind caracterizate de editarea unui set de date în mod asincron de către un grup de utilizatori.Dacă în cazul primelor, interacţiunea cu sistemul nu reprezintă altceva decât translatarea pe web a interacţiunii cu sistemele standard din care provin aplicaţiile online, în cazul celei de-a doua categorii avem de-a face cu o serie de paradigme noi, provenite în principal din faptul că entitatea care operează asupra datelor la un moment dat este un grup și nu un individ și din transparenţa accesului utilizatorilor la obiectele colaborării: orice utilizator, în

orice moment poate solicita orice resursă implicată in procesul de colaborare.Pentru acest motiv, vom concentra analiza din lucrarea de faţă pe această ultimă subcategorie, care introduce modele noi de interacţiune între utilizatori, prin intermediul programelor.

ExempleÎntre aceste sisteme se numără sistemele de partajare de itemi: fotografii (flickr [4], Picasa web [11], Facebook [3]), documente, semne de carte (del.icio.us [2]), evenimente (google calendar [5]), preferinţe muzicale (last.fm [8]). Acestea reprezintă sisteme relativ simple, din punct de vedere al gestiunii colaborării şi a diversităţii interacţiunii. O categorie avansată de sisteme o reprezintă sistemele în care se pune problema creării de conţinut de către mai mulţi utilizatori simultan (colaborarea în timp real): sisteme de desenare colaborativă (imagination cubed [7]), sistemele de editare de documente de tip “office” colaborative (suita de birou Google [14], zoho [17]), sistemele de tip wiki (MediaWiki [9], XWiki [16], Confluence [1], socialtext [13]). Vârful este reprezentat de sistemele care îşi propun să fie o platformă de aplicaţii colaborative, anume de a oferi suport pentru dezvoltarea de aplicaţii colaborative (XWiki , twiki [15]).

ŞABLOANE DE INTERACŢIUNE ÎN SISTEME COLABORATIVECum un şablon nu poate fi definit fără a defini problema care stă la baza acestuia, el neexistând decât ca soluţie a unei probleme, vom discuta în cele ce urmează o serie de probleme şablon în aplicaţiile colaborative împreună cu soluţiile consacrate pentru rezolvarea acestora.

Accesul la dateÎn sistemele colaborative publice, se pune problema accesului la date, majoritatea acestor sisteme folosind noţiunea de utilizator pentru a identifica o entitate în sistem şi pentru a putea asocia acţiunile efectuate asupra sistemului cu un utilizator.Pentru gestionarea accesului la date, câteva dintre abordările des folosite, devenite șablon, sunt:• Accesul de tip boolean: public / privat (cu varianta

partajat): conţinutul disponibil în cadrul sistemului, creat de un anumit utilizator, poate fi declarat ca public sau privat, cel public putând fi accesat şi, eventual, modificat de orice utilizator. În unele sisteme, este necesară partajarea explicită a conţinutului între doi utilizatori pentru a putea fi editat de ambii. Exemple pentru astfel de sisteme sunt serviciile Google: calendarele Google [5], hărţile Google [6], serviciul Picasa web de partajare de imagini [11], în care partajarea datelor se face pe baza de invitații expediate prin poșta electronică. Modelul invitaţiilor reprezintă o soluţie consacrată de definire a drepturilor asupra datelor, fiind utilizat de

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

167

multe sisteme cum ar fi mindmeister [10], sau imagination cubed [7].

• Accesul pe baza modelului sistemelor de fişiere Unix: utilizatorii pot fi organizaţi în grupuri, resursele au un set de drepturi asociate (în general corespunzătoare acţiunilor posibile) putând fi și ele grupate la rândul lor, cei care gestionează organizarea fiind superutilizatorii. Este cazul pricipalelor sisteme wiki, pentru gestiunea accesului la documentele wiki: MediaWiki, XWiki, Confluence.

• În sistemele bazate pe o rețea socială, accesul se face pe baza acestei rețele, folosind cercul de contacte ca grup de access la date.

Accesul concurentAceastă problemă descrie situaţia în care doi sau mai mulţi utilizatori doresc să modifice o resursă în acelaşi timp. În general, pentru sistemele în care operaţia de editare a datelor nu reprezintă un proces de durată sau cantităţile de date de editat nu sunt mari, problema este ignorată, considerându-se întotdeauna ultima salvare. În schimb, în cazul sistemelor în care editarea este de lungă durată (cum este cazul sistemelor de tip wiki sau a sistemelor de desenare colaborativă), problema este abordată astfel: • se admite editarea simultană, prezentându-se fiecărui

participant modificările celorlalți în timp real. Aceasta este mai ales situaţia sistemelor de desenare, în care modificările concurente pot fi uşor gestionate conţinutul fiind stratificabil: modificările fiecărui utilizator rezidă într-un strat, iar rezultatul final este reprezentat de suprapunerea straturilor fiecarui utilizator. Soluţia poate fi aplicată însă şi în cazul conţinutului într-un singur strat (cum este textul unui document într-un sistem de tip wiki) însă conflictele de editare trebuie gestionate de utilizatori.

• Nu se admite editarea colaborativă: atunci când un utilizator începe editarea unei resurse se consideră că utilizatorul a pus un “lacăt” pe resursa respectivă, şi, până când edtitarea nu se încheie, nici un alt utilizator nu poate modifica resursa (însă o poate vizualiza).

Din punct de vedere al interacțiunii, varianta a doua introduce o viziune mai clară a utilizatorului asupra stării resursei, însă se pierde mult din capacitatea de colaborare. Prima variantă este preferată pentru a nu îngreuna în nici un fel accesul la resurse însă poate cauza probleme de percepție a stării datelor.

Gestiunea versiunilorÎn general, în sistemele cu conţinut structurat, orice modificare asupra datelor este ireversibilă. În sistemele în care conţinutul editabil de către utilizator este nestructurat (prin excelenţă sistemele de tip wiki), toate versiunile unui document sunt păstrate (folosind noțiunea de “istoric”), diferenţele dintre doua versiuni sunt prezentate utilizatorului în maniera fişierelor .diff fiind posibilă revenirea la o versiune anterioară a unui document în mod automat.

Notificarea schimbărilorAceastă problemă se referă la modalitatea în care schimbările efectuate de un utilizator sunt anunţate către

ceilalţi utilizatori care doar vizualizează resursele. În sistemele în care analiza datelor de către utilizator este una de lungă durată (de exemplu, a documentelor într-un sistem wiki), se preferă ca modificările sa fie aplicate numai la cererea utilizatorului, pentru consistența datelor pe parcursul analizei acestora. În sistemele în care colaborarea în timp real primează (de exemplu, sistemele de desenare, sistemele de hărți colaborative) și în care modificările nu afectează datele din punct de vedere al coerenței, acestea sunt reflectate, uneori, în timp real, argumentele hotărâtoare fiind, în general, de natură tehnică.

Unelte statisticeEste o practică frecventă, în sistemele colaborative, afişarea de date statistice ca: numărul de utilizatori conectaţi într-un anumit moment, numărul de utilizatori care editează concurent o anumită resursă, ultimele modificări făcute şi autorii acestora, măsurarea activităţii utilizatorilor, prezentarea acestor date având rolul de a plasa utilizatorul în contextul grupului din care face parte și de a-i oferi o imagine asupra dinamicii resurselor în cadrul grupului de colaborare.

CONCLUZIIÎn cele de mai sus am trecut în revistă sistemele colaborative clasice pe web, împreună cu problematica asociată acestor sisteme din punct de vedere al interacţiunii sistemului cu utilizatorii, ca mijlocitor pentru interacţiunea dintre utilizatori la distanţă. Se observă că, deşi relativ tinere, aceste sisteme capătă o importanţă sporită şi odată cu trecerea lor dinspre un public de nişă către utilizarea la scară largă, se crează şabloane la nivelul aşteptărilor utilizatorilor, al căror răspuns, de partea proiectanţilor de sisteme, se materializează în şabloane de interacţiune colaborativă.

REFERINŢE1.* * *, Confluence wiki:

http://www.atlassian.com/software/confluence/2.* * *, del.icio.us: http://delicious.com/3.* * *, Facebook: http://www.facebook.com4.* * *, flickr: http://flickr.com/5.* * *, Google calendar: http://calendar.google.com/6.* * *, Google maps: http://maps.google.com/7.* * *, imagination cubed:

http://www.imaginationcubed.com/8.* * *, last.fm: http://www.last.fm9.* * *, MediaWiki: http://www.mediawiki.org10.* * *, mindmeister: http://www.mindmeister.com/11.* * *, Picasa web: http://picasaweb.google.com12.* * *, Sisteme wiki: http://wiki.org/13.* * *, social text: http://www.socialtext.com/14.* * *, Suita de birou google: http://docs.google.com/15.* * *, twiki: http://twiki.org/16.* * *, XWiki: http://www.xwiki.org17.* * *, zoho: http://www.zoho.com/

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

168

Abstracts of the papers presented at RoCHI 2008

Model-Driven Engineering of User Interfaces: Promises, Successes, Failures, and Challenges Jean Vanderdonckt Université Catholique de Louvain, Belgium [email protected] Model-driven engineering (MDE) of user interfaces consists in describing a user interface and aspects involved in it (e.g., task, domain, context of use) in models from which a final interface is produced. With one big win in mind: when the user’s requirements or the context of use change, the models change accordingly and so does the supporting user interface. Models and a method for developing user interfaces based on MDE are presented in this tutorial supporting forward engineering (a new interface is produced), reverse engineering (an existing interface is improved), and lateral engineering (an existing interface is adapted to a new context of use). Software supporting this method will be used based on UsiXML (User Interface eXtensible Markup Language), a XML-compliant user interface description language. Equality of Chances by Promoting the Accessibility in the Development of Interactive Systems Constantin-Gelu Apostol Bucharest University of Economics [email protected] The equality of rights and chances for all citizens is one of the most discussed and supported issues in the international public opinion. This issue has a special value also in projects started by the European Union. Particularly for interactive systems the challenge of ensuring the access represents a way to progress towards a real equality of chances for all people who live in unprivileged circumstances, especially for the ones with disabilities. Thus this article aims to investigate the social consequences of this movement depending on the type of disability, the impact of disability on the interaction of the persons in question and the European initiatives to promote the “electronic accessibility” (e-Accessibility). Accessibility Evaluation of a Web Application for Visually Impaired People Cristina Simona Alecu ICI Bucharest [email protected] Currently the Internet is the most important source of information for more and more people. An important requirement is to ensure equal access to information for all citizens, including persons with special needs. The goal of ProInclusiv application is to inform the people with special needs (elderly and people with disabilities) on matters that may be of interest, and also the organizations, associations, health units etc. which provides services for such persons. The application promotes initiatives related to social, cultural and professional integration of people with special needs. To come to their aid, particularly to visually impaired people, at the design and implementation of the application has been taken into account the accessibility guidelines offered by WCAG (Web Content Accessibility Guidelines). The aim of the paper is to present how can be realize an accessible web

application, using a tool for evaluation of the accessibility and usability during the development of this application. Evaluation of the Usability and Pedagogical Effectiveness of an Augmented Reality Learning Scenario Costin Pribeanu, Dragoş Daniel Iordache ICI Bucureşti {iordache, pribeanu}@ici.ro Vincentas Lamanauskas, Rytis Vilkonis Siauliai University, Lithuania {vincentas, vilkonis}@yahoo.com Although several evaluation methods for e-learning interactive systems exist, few of them have been adapted for the evaluation of the pedagogical effectiveness and usability of augmented reality (AR) systems. In this paper we present and analyze the results obtained in the evaluation of a learning scenario for Biology that has been developed in the framework of the ARiSE (Augmented Reality for School Environments) research project. The scenario has been tested with users during a summer school that has been held in Bucharest, 2007. MovieRatings: Web 2.0 Usability Adrian Buzgar, Simona Lazarovici “Alexandru Ioan Cuza” University of Iaşi Faculty of Computer Science {adrian.buzgar, simona.lazarovici}@infoiasi.ro The following paper presents the results of the MovieRatings (MOVR) project, a Rich Internet Application developed using the current generation of Web technologies, with an emphasis on Web 2.0 principles and usability aspects. The application was meant to provide cinephiles with an interactive environment for exchanging movie related information and rating the top movies in the database. We have used external web services from Flickr and YouTube, as well as the International Movie Database (IMDB) as data sources. New Approaches in Automatic Usability Evaluation Adriana-Mihaela Guran [email protected] Daniela-Maria Onacă, Horia D. Pitariu Universitatea Babeş-Bolyai, Cluj-Napoca {Daniela.Onaca, Horia.Pitariu}@apio.ro In this paper two new approaches in automatic usability evaluation are described. These approaches use modern programming techniques as Aspect Oriented Programming and Agent Based Programming in order to identify usability problems. Ontology-based Collaborative Applications Vlad Posea, Ovidiu Mara Politehnica University of Bucharest [email protected], [email protected] This paper proposes a method to extend a collaborative application with semantic web technologies in order to provide advanced functionalities for searching and classification of

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

181

messages based on the semantics of the terms identified in the messages exchanged by the user. The paper also describes a specific extension to a forum that offers an improved interface for defining semantic ontology based querying. Management of the Temporal Maps within a Collaborative Environment Cosmin Vârlan Faculty of Computer Science “Alexandru Ioan Cuza” University of Iaşi [email protected] GPS are usually built by only one company that provides the software and the maps as a single solution. Because the maps are made especially for that kind of software and because the format is not made public, to update such a map additional files (from the producer) are needed. Even though, the producer is not always updating all the roads as fast as they appear or as fast as their properties are changing. This paper is proposing a new method of creating maps which provide the dynamism needed by every GPS: the maps are created by every driver, collected on the same website, parsed and modified and redistributed to the other users that are interested in vectorized maps. This way the maps are refreshed every day and that could be done even in real time. Comparative Evaluation of Two Augmented Reality Learning Scenarios Alexandru Balog, Dragoş Daniel Iordache, Costin Pribeanu ICI Bucureşti {alexb, iordache, pribeanu}@ici.ro Augmented reality is featuring a new type of human-computer interaction that is based on the integration of the real and virtual within a single interaction space. More recently, these systems have been used to implement learning scenarios intended to support new teaching methods in secondary schools. This paper presents a comparative usability evaluation of two augmented reality learning scenarios. The evaluation is carried on the basis of the quantitative and qualitative measures provided by a usability questionnaire that is based on a technology acceptance model. Interactive Augmented Reality-based Access Point Mihai Polceanu, Dorin-Mircea Popovici OVIDIUS University of Constanţa [email protected], [email protected] We introduce BIIBAR system, an interactive augmented reality (AR) based access point. After a brief presentation of the Augmented Reality Toolkit API, and its theoretical background, the possible solutions are discussed. The selected solution is then presented from both the perspectives of its facilities and future developments. Java Solutions for Real Time Vocal Signal Transmission using the UDP Protocol Titus Felix Furtună, Marian Dârdală Academy of Economic Studies, Bucharest {titus, dardala}@ase.ro Java technologies cover at this moment all aspects concerning software developing. This paper proposes a software solution for real time vocal signal transmission using Java technologies. The proposed solution can be an alternative way for directly,

simply and useful communication for people with visual disabilities. It is able to supply, in particular circumstances, more sophisticated and expensive technologies; for instance vocal synthesis. The paper contains a theoretical part that presents used Java technologies (Java Sound Application Programming Interface) and network programming aspects using the UDP protocol- and an applicative part that presents the elements of proposal software solution – the application architecture and significant sequences of source code. DAISY – Digital Audio Books Accessible for Persons with Visual Impairment and with Reading Difficulties Marian Pădure Babeş Bolyai University of Cluj-Napoca [email protected] Synchronizing the text and audio files according to the DAISY standards, allows visually impaired persons to read a scientific book in similar conditions as a person with no disability. In this paper, we present the DAISY standard and the advantages of using it for visually impaired persons. Distributed Multimedia System for Human Computer Interaction Adriana Reveiu Academy of Economic Studies Bucharest [email protected] The aim of the paper is to provide some software components developed for acquisition, controlling and management of multimedia streams, of multimedia devices and for human computer interaction. Implemented software components are integrated in a multimedia system that allows the unitary management of multimedia data, solution which cover the whole channel of multimedia services distribution: from the multimedia content acquisition to the transmission, processing, data warehouse and until the usage in various forms by the final users. The technology used for software components development is the component based .NET technology. This is an appropriate technology for distributed systems development and for components reusing in Web and Windows applications. Visual Communication through Infographics Ecaterina Valică Faculty of Computer Science A.I. Cuza University of Iaşi [email protected] Interaction techniques and visual representations allow users to view, explore and understand large amounts of information. The research made in Information Visualization area has focused on finding ways to render the abstract information in an more intuitive way. Infographics allows you to filter the information, establish relations between its components, find patterns and represent them in a manner that allows the consumer to assimilate knowledge in a faster and easier way. As infographics enter the on-line environment, the line between infography and software begins to blur. The ease of interpretation of information within an infographic is based on the fact that it uses a universal visual language. Lately we can use various tools for automatic representation and visualization of data. These tools facilitate the creation and distribution of infographics and make the transition from presentational to interactive graphics.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

182

Ignoring Irrelevant Information on Displays Ion Juvină Department of Psychology, Carnegie Mellon University [email protected] This paper presents empirical and modeling work aiming to contribute toward a coherent theory of how humans select relevant information and discharge irrelevant information presented on displays. Two empirical studies are presented. The first study investigated how previously attended information is prevented from interfering with currently processed information. A theoretical account together with two different implementations of this account are put forward in order to explain the empirical data. A second study was designed in order to disentangle between these two implementations. The second study generated new questions and hypotheses regarding the balance between automatic and controlled discharge of irrelevant information. A User Centered Approach in Designing a Career Decision Making Assistant Daniela-Maria Onacă Faculty of Psychology and Educational Sciences [email protected] Adriana-Mihaela Guran Faculty of Mathematics and Informatics Babes-Bolyai University of Cluj-Napoca [email protected] The present paper analyses the results of a user need research during the development of an intelligent assistant to support decisions in choosing the specialty in higher education. Our research was composed of multiple research projects focused on different categories of possible users. The methodology was mostly qualitative. The results allowed us to reach a model of the decisional process as well as to identify the main difficulties and opportunities during this process. The identified opportunities were then associated with proposals regarding the form and functionalities that should be imbedded in an intelligent decision support system. News Web Portal based on Natural Language Processing Traian Rebedea, Costin-Gabriel Chiru, Ştefan Trăuşan-Matu “Politehnica” University of Bucharest [email protected], [email protected], [email protected] The paper presents an autonomous text classification module for a news web portal for the Romanian language. Statistical natural language processing techniques are combined in order to achieve a completely autonomous functionality of the portal. The news items are automatically collected from a large number of news sources using web syndication. Afterward, machine-learning techniques are used for achieving an automatic classification of the news stream. Firstly, the items are clustered using an agglomerative algorithm and the resulting groups correspond to the main news topics. Thus, more in-formation about each of the main topics is acquired from various news sources. Secondly, text classification algorithms are applied to automatically label each cluster of news items in a predetermined number of classes. More than a thou-sand news items were employed for both the training and the evaluation of the classifiers. The paper presents a complete comparison of the results obtained for each method.

A Microformats-based Tool for Personal Data Management Marius Butuc, Sabin-Corneliu Buraga Faculty of Computer Science, A.I. Cuza University of Iaşi {mbutuc, busaco}@info.uaic.ro We found ourselves in a time when we experience a real blooming of the social side of the Web, by having more and more (apparently) separated entities communicate together. In order to be able to communicate easily and to be able to understand each other, we need standards that describe what we say, what we listen, what we store in our data. That is why the development of semantic markup doesn’t only enrich the meaning for the humans, but also the meaning of the human-defined semantic for the machines. The purpose of this paper is to introduce a Web application – Microwler – that is capable of helping people enrich their social experience on the Web. Microwler enables the user to search and retrieve the personal data that anyone made available, regardless of the rest of the content. It also enables the user to visualize the connections that person has in his/hers XHTML Friends Network (XFN). The Analysis of Imaginary in Texts Lidia Trăuşan-Matu, Valentin-Andrei Canciu, Ştefan Trăuşan-Matu “Politehnica” University of Bucharest [email protected] The paper presents an approach and an implemented system for analyzing the imaginary in texts. This problem is very important because its resolution allows the identification of connotations in texts, with major implications on textual interaction. The approach starts from the theory of imaginary introduced by the historian Lucian Boia. Natural language processing techniques are used. The results of analysis on several known books are presented and commented. Social and Affective Presence in Online Communication Ana Maria Marhan Institute of Philosophy and Psychology „C. Radulescu-Motru” – Romanian Academy of Sciences [email protected] New communication technologies demand users to creatively adjust emotion expression strategies to the constrains of a new environment. The paper provides a brief analysis of the most frequent emotion representation modalities users employ in various text-based communication environments (like chat, email, SMS, discussion forums, etc.), as well as the main cues they rely on in order to interpret the emotional state of persons they are engaging in a computer mediated interaction. Online Communities: Approaches, Principles, Dilemmas Irina Cristescu ICI Bucureşti [email protected] Online communities mediated by computer facilitate the gathering and the group interaction throughout social support, information and the feeling of belonging. The social interaction areas created by technologies that allow users to interact with other groups assure the consolidation of social networks. The design and the development of interactive

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

183

systems should be concerned with two important aspects: usability and sociability. When the group interest is in contradiction with the personal interest a new tension is created, a tension whose negative effects can not be neglected due to their implications on the group level. In the present article we analyze the design principles of online communities on grounds concerning the usability and sociability requests. Using Web Services from Mobile Devices. Software Application for Academic Environment Emil Stănescu, Ileana Stănescu ICI Bucharest {stanescu, ileanas}@ici.ro Răzvan Zota, Laura Stănescu Bucharest University of Economics [email protected], [email protected] In our paper we depict two modes of accessing Web services from mobile devices. These modalities correspond to different types of mobile devices, and, as a consequence, we use adapted client modules for each type. The software application depicted in our paper represents an easy way for informing of the members of an academic environment. It offers the possibility of an easy adaptation of user interface, so as to access the information faster, in concordance with user profile and his context. The architecture of this information system includes a common support at data level and at application level, on the server, but, at the client level, we developed distinct software components: for PocketPC mobile devices, which use Microsoft .NET Compact Edition, and, on the other part, for mobile phones incorporating Java 2 Platform Micro Edition. Approaches on the Quality Evaluation of the On-line Public Services (e-ServEval) Alexandru Balog ICI Bucureşti [email protected] This paper describes two categories of approach (general and specific) regarding the quality evaluation of the on-line public services. The specific approach presents the e-ServEval model, designed and experimented in a national research project. The model takes into consideration characteristics regarding the quality of the interface, the quality of the interaction and of the result (outcome). The model is validated in relation to external factors (the user’s satisfaction and the intention of using the service). Hedonic and pragmatic attributes in determining the mobile phone user experience Daniela-Maria Onacă, Andreia Daniela Mureşan, Horia D. Pitariu Babes-Bolyai University of Cluj-Napoca [email protected], [email protected], [email protected] The present research represents an integrative approach of the user experience notion having the Hassenzahl model (2003) as a starting point. The integrative dimensions of our model are represented by: product characteristics, pragmatic attributes (ease of use, usability), hedonic attributes (stimulation, identification, evocation), consequences (satisfaction, pleasure and visual attraction) and the context of use (action vs. goal mode). This model is empirically tested in the field of mobile technology, more specifically in the field of mobile phone use.

Our results indicate that all the aspects of the experience contribute significantly to the overall satisfaction of the mobile phone user, the pragmatic and hedonic attributes not being perceived as two different elements. Perceived user satisfaction is seen as a mediator between usability and visual attraction. Both pragmatic and hedonic attributes influences significantly satisfaction and visual attraction and the differences regarding the user experience are significantly influenced by context. Collaboration in E-learning Environments – Psychological Aspects and Current Technologies Alexandru D. Iordan Institute of Philosophy and Psychology [email protected] This review synthesizes the main theoretical and applicative approaches regarding collaboration in current e-learning environments. The paper sets off from the psychological and educational foundations of collaborative learning, on the one hand, and from the current level of Web technology, on the other hand. The concepts, premises and typology of the approaches that support computer mediated collaborative learning are treated next. Finally, the main technologies and applications that implement collaborative e-learning are presented. Increasing Efficiency of the Didactic Computer Games through Processing Information on Action, Iconic and Verbal Level Verginia Cretu University of Bucharest [email protected] The author prove that the advantages of computer games are increased if they are part of didactic system based on processing information at action, iconic and verbal level. Didactic game could reproduce trustily the reality elements at which students do not have direct access, but also an inherent directed activity, loved by those, with small steps and many feedbacks; could become complementary to all three plans, gives an action model for discover complex relationships from nature; starts cognition activity and mental image creation which extends outside activity. The most important arguments are given by research made in primary school (pupils 7-11 years old with mental impairment) which proved that, training the same thinking micro operations, at direct action level in nature, with things and creatures, than through images (which permit to detach stabile patterns for selective reflection of essential) and then at verbal level, contributes to increase formative efficiency of the teaching-learning process. Graphics Annotation Techniques in E-learning Teodor Ştefănuţ, Dorian Gorgan Technical University of Cluj-Napoca {teodor.stefanut, dorian.gorgan}@cs.utcluj.ro This paper presents the experiments on the user interaction techniques based on the 2D and 3D graphics annotation, developed in eTrace eLearning Environment. The 2D annotation technique does not depend on the type of the 2D documents and 3D objects. The user has the ability to make 3D annotations by drawing directly on the surface of the 3D objects. eTrace has been developed and experimented the annotation techniques in the context of lessons from different domains such as mechanics, physics, and aeronautics.

S. Buraga, I. Juvină (eds.), Interacţiune Om-Calculator 2008

184