Rilevanza della Human-Computer Interaction nel panorama attuale della ricerca e della formazione in Informatica

Human-Computer Interaction (HCI) è una disciplina che riguarda la progettazione, lavalutazione e l’implementazione di sistemi informatici interattivi, cioè finalizzati all’uso da partedi utenti umani, e lo studio dei principali fenomeni che li riguardano [ACM SIGCHI Curricula forHuman-Computer Interaction, Hewett et al., 1992]. Negli anni, i sistemi di classificazione hanno riconosciuto sempre più l’importanza di questa disciplina nel panorama della ricerca scientifica e della formazione in Informatica:

  • secondo l’ACM Computer Science Curricula [Joint Task Force on Computing Curricula, 2013], l’HCI è una delle 18 aree di conoscenza (“Knowledge Areas”) in cui dovrebbero essere formati i professionisti dell’informatica;
  • nell’ultima versione dell’ACM Computing Classification System, la classe Human-centred Computing è diventata un elemento di primo livello e include Human-Computer Interaction come categoria specializzata;  
  • nella classificazione dello European Research Council, l’HCI rientra nel dominio Physical Sciences and Engineering (PE) come uno dei domini specifici del panel di Computer Science and Informatics (PE6_9: Human computer interaction and interface, visualization and natural language processing).

Anche in Italia l’HCI riceve consenso e interesse. Dal 1996 è attivo il Capitolo Italiano di ACM SIGCHI (Special Interest Group on Computer-Human Interaction), denominato SIGCHI Italy. Inizialmente costituito da una dozzina di membri, oggi conta centinaia di iscritti, ricercatori e professionisti che hanno formazione diversa, spesso interdisciplinare, ma molti dei quali sono informatici. SIGCHI Italy organizza in Italia un convegno biennale di importanza internazionale, i cui atti sono pubblicati da ACM nella sua Digital Library. Supporta inoltre l’organizzazione della conferenza AVI (International Conference on Advanced User Interfaces) che dal 1992 costituisce un appuntamento per un’ampia comunità internazionale di esperti in HCI.

Con questo documento, i membri di SIGCHI Italy intendono sottolineare la rilevanza della Human-Computer Interaction nel panorama attuale della ricerca e della formazione in Informatica. Tale rilevanza deve essere tenuta in conto in vari contesti, quali:

  • i corsi di studio in Informatica e in Ingegneria Informatica, all’interno dei quali si deve dare uno spazio adeguato a contenuti di HCI;
  • il finanziamento di progetti innovativi in cui gli approcci di progettazione centrati sulle persone devono essere sempre previsti e incoraggiati, anche considerando che nell’ambito del programma di finanziamento della EU le tecnologie interattive costituiscono uno dei pochi filoni ancora aperti;
  • le procedure di valutazione per l’ASN e le procedure concorsuali per il reclutamento, per le quali è auspicabile un’attenta valutazione del carattere spesso interdisciplinare delle pubblicazioni su tematiche di HCI.

La crescente importanza dell’HCI è il riflesso dell’evoluzione dell’informatica a cui stiamo assistendo. Le tecnologie digitali sono diventate sempre più pervasive: si pensi a Internet, ai dispositivi mobili, all’Internet delle cose e, nell’immediato futuro, all’impatto delle tecnologie dell’Intelligenza Artificiale. Oggi non solo usiamo le tecnologie, ma viviamo con esse. La tendenza è quindi verso un’informatica come scienza sempre più orientata alla comunicazione (intelligente) tra utenti e dispositivi digitali. Anche l’enfasi attuale sull’Intelligenza Artificiale, come area di ricerca strategica e a forte impatto sulla società, rivela la necessità di studiare l’interazione: oggi non sappiamo ancora nulla sull’interazione con i sistemi intelligenti se non un’attribuzione immotivata e forse sbagliata dei concetti e dei modelli dell’interazione tra le persone (si vedano per esempio il recente articolo bersaglio di Falcone e colleghi [Falcone et al., 2018] sul Giornale Italiano di Psicologia e i commenti [Zancanaro & Job, 2018] sulla necessità di un nuovo framework per il design dei sistemi intelligenti).

Altre aree che possono trarre vantaggio dall’applicazione dei metodi dell’HCI, citando solo alcuni esempi, sono la visual analytics applicata ai big data, la computer vision, l’IoT, l’Industria 4.0, il settore degli automated vehicles, la progettazione di esperienze di “realtà sintetica” con applicazioni in campo manifatturiero, militare, medico, educativo e dei beni culturali.

Riguardo i domini applicativi, vale la pena evidenziare che i metodi dell’HCI sono essenziali per la Pubblica Amministrazione (PA). Si stima che in Italia solo il 24% degli utenti di Internet interagisca con i siti Web della PA e questa situazione deriva soprattutto dalla presenza di siti troppo spesso incompleti rispetto ai bisogni degli utenti e afflitti da problemi di usabilità e accessibilità.

Anche nella progettazione dei sistemi per l’Industria 4.0, un settore in cui il governo sta investendo attraverso diversi canali, è fondamentale studiare come comunicare, visualizzare e analizzare in modo interattivo i numerosi dati generati nella fabbrica intelligente, sia dai sistemi informatici tradizionali, sia dai sistemi che maggiormente caratterizzano l’Industria 4.0, come i cyber physical system e quelli basati sull’uso di smart object.

Un altro dominio applicativo in cui l’HCI sta avendo e avrà grande impatto sociale è quello della salute e del benessere. I sistemi digitali interattivi basati su tutte le tecnologie sopra citate (Web, dispositivi mobili, big data, IoT) assumono, infatti, un ruolo sempre più importante, sia come strumento per professionisti/operatori sia come ausilio per le persone. L’efficacia e il potenziale di adozione di tali servizi, pur avendo la qualità tecnologica come prerequisito, dipendono enormemente dalla qualità dell’interfaccia utente e delle modalità di interazione.

In tale panorama l’HCI, in quanto disciplina che si concentra sull’interazione in vari contesti d’uso, non può che assumere un ruolo centrale, non solo nello sviluppo delle applicazioni moderne, ma anche nella formazione di chi si occupa di informatica. Diventa infatti fondamentale il passaggio da una progettazione meramente orientata ai sistemi a una progettazione orientata all’uso, affinché il progettista che voglia realizzare prodotti di qualità focalizzi la sua attività, in modo consapevole e informato, sui bisogni degli utilizzatori dei sistemi che progetta e sui diversi contesti del loro uso. È importante per i professionisti nel campo dell’Informatica conoscere e sapere utilizzare le metodologie dello User-Centered Design e i modelli e le tecniche dell’ingegneria dell’usabilità, in modo che i processi di sviluppo portino a tecnologie e prodotti in grado di rispondere ai bisogni dell’utente e in cui la User eXperience risulti piacevole, coinvolgente, motivante. Ed è importante comprendere come questo modus operandi non influisca solo sul design dell’interfaccia utente, ma abbia impatto sull’intera architettura di un sistema e sulla qualità dei dati e dell’informazione che questo eventualmente gestisce.

Oltre a questi aspetti di natura concettuale-metodologica, è importante evidenziare come  l’HCI, analogamente ad altre discipline più tradizionali dell’Informatica, sollevi diverse problematiche computazionali originali ed interessanti [Oulasvirta et al., 2018] e ponga delle sfide di natura squisitamente tecnologica. Creare un sistema interattivo, che sia usabile ed efficace e rappresenti qualcosa di più di un “prototipo”, pone dei requisiti tecnico-ingegneristici sia software sia hardware, per esempio in termini di performance, robustezza, riusabilità, correttezza, privacy e security, che sono ai limiti dell’attuale stato dell’arte. La sfida è quindi costruire architetture (hardware e software) che siano “interattive by-design”, cioè siano progettate tenendo conto delle modalità di interazione e delle proprietà delle interfacce utente fin dalle fasi iniziali del progetto, o addirittura nello sviluppo della “core technology” che abilita i sistemi interattivi. Tutto ciò è in linea con l’impostazione tradizionale della ricerca e della formazione in ambito informatico e ingegneristico, nella quale si afferma la necessità di individuare e specificare modelli adeguati prima di procedere allo sviluppo di un sistema software. È però importante che tale principio si estenda alla progettazione dell’interazione, che analogamente richiede la definizione di modelli adeguati. Le metodologie e le tecniche dell’HCI sono elementi fondamentali a tutti i livelli dello sviluppo di un sistema informatico, e devono intrecciarsi alle metodologie e alle tecniche di progettazione più tradizionali.  

Una tale impostazione richiede una riflessione sull’offerta formativa dei nostri Atenei. Nell’organizzazione attuale dei corsi di laurea in Informatica e in Ingegneria Informatica, i concetti sopra evidenziati sono talvolta sporadicamente trattati in (moduli di) corsi di Ingegneria del Software, Ingegneria del Web, Informatica Grafica e Multimedia, mentre è difficile trovare corsi fondamentali con una precisa connotazione HCI, dedicati cioè alla progettazione dell’Interazione. La copertura inadeguata dei corsi offerti è spesso dovuta a una percezione sbagliata dell’HCI.

L’HCI è caratterizzata da una forte interdisciplinarietà [Hartson 1998; Blackwell, 2015], che incrocia competenze tipicamente informatiche, per esempio quelle dell’Ingegneria del Software (p.e. l’End-User Development e le metriche per valutazione di aspetti della qualità del software dal punto di vista dell’utente finale), con competenze di altre discipline, tra cui la Psicologia Cognitiva (p.e. modelli di comportamento, studi sperimentali con utenti), la Sociologia (p.e. metodi etnografici e osservativi, interviste, questionari), il Design (p.e. design creativo, progettazione visuale) [Liu et al., 2014]. Tale connotazione multiculturale, che è un elemento di forza, porta in alcuni casi a sminuire le competenze ingegneristiche e tecniche richieste dall’HCI, necessarie per lo sviluppo di tecnologie interattive sofisticate e con impatto sui modelli di progettazione, sulle architetture hardware e software e sugli algoritmi alla base delle funzionalità di un sistema. È quindi essenziale potenziare la formazione dei giovani informatici in HCI e la ricerca in tale settore, se vogliamo che l’Italia stia al passo con gli altri paesi europei nella capacità di proporre e fare uso di tecnologie digitali evolute. Tale potenziamento non può che partire dal riconoscere la rilevanza della ricerca in HCI nei settori dell’Informatica e dell’Ingegneria e l’importanza di formare figure con solide conoscenze di HCI, così come già accade in altre realtà accademiche internazionali.

Nel riconoscere ai gruppi GII e GRIN l’importante ruolo che essi hanno nel coordinare e promuovere le attività scientifiche e didattiche dei docenti e ricercatori dei propri settori disciplinari, con questo documento il SIGCHI Italy, oltre a condividere con GII e GRIN le precedenti riflessioni sulla rilevanza dell’HCI, chiede di avviare un percorso per una migliore integrazione dell’HCI nel panorama globale dell’Informatica e dell’Ingegneria Informatica italiane a tutti i livelli: didattico, di ricerca, di valorizzazione dei risultati. Siamo pertanto a disposizione per collaborare con i due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenuti più opportuni, e per condividere quanto il SIGCHI Italy sta portando avanti. In particolare, SIGCHI Italy ha già intrapreso iniziative volte al censimento dei corsi di HCI negli Atenei italiani, con l’obiettivo di comprendere la situazione attuale e poter sistematizzare l’offerta di tali corsi. Ha inoltre avviato un processo per valorizzare le sedi di pubblicazione e le tipologie di pubblicazioni più rilevanti per la comunità, e per individuare criteri per valutare anche quegli articoli pubblicati in sedi prestigiose di altri settori che propongono tecnologie e sistemi interattivi innovativi.

Le persone di riferimento da contattare sono:

  • Maristella Matera (maristella.matera [at] polimi.it), professore associato (Ing-Inf/05) presso il dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano , Presidente di SIGCHI Italy per il biennio novembre 2018 – novembre 2020.
  • Massimo Zancanaro (massimo.zancanaro [at] unitn.it), professore ordinario (Inf/01) presso il dipartimento di Psicologia e Scienze Cognitive dell’Università di Trento, Presidente di SIGCHI Italy per il biennio novembre 2016 – novembre 2018 e attualmente Vice-Presidente.

Riferimenti

  • A.F. Blackwell. 2015. “HCI as an Inter-Discipline”. Proc. of CHI 2015 (Extended Abstracts), pp. 503-516, ACM.
  • R. Falcone, O. Capirci, F. Lucidi, P. Zoccolotti. 2018. “Prospettiva di Intelligenza Artificiale: Mente, Lavoro e Società nel mondo del Machine Learning”. Giornale italiano di psicologia, 1/2018, pp. 43-68, doi: 10.1421/90306.
  • J. Frich, M.M. Biskjaer, P.  Dalsgaard. 2018. “Twenty Years of Creativity Research in Human-Computer Interaction: Current State and Future Directions”. Proc. of Designing Interactive Systems (DIS ’18), pp. 1235-1257, ACM.
  • R. Hartson. 1998. “Human–computer interaction: Interdisciplinary roots and trends.” J. of Systems and Software, 43.2, pp.103-118.
  • T. T. Hewett, R. Baecker, S. Card, T. Carey, J. Gasen, M. Mantei, G. Perlman, G. Strong, W. Verplank. 1992. “ACM SIGCHI Curricula for Human-Computer Interaction”. Technical Report. ACM.
  • Joint Task Force on Computing Curricula, ACM and IEEE Computer Society. 2013. “Computer Science Curricula 2013: Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree Programs in Computer Science”. ACM.
  • Y. Liu, J. Goncalves, D. Ferreira, B. Xiao, S. Hosio, V. Kostakos. 2014. “CHI 1994-2013: mapping two decades of intellectual progress through co-word analysis”. Proc. of CHI  2014, pp. 3553-3562, ACM.
  • A. Oulasvirta,  K. Hornbæk. 2016. “HCI research as problem-solving”. Proc. CHI 2016, pp. 4956-4967, ACM.
  • A. Oulasvirta, P.O. Kristensson, X. Bi, A. Howes. 2018. Computational Interaction. Oxford University Press, ISBN:9780198799610.
  • M. Zancanaro, R. Job. 2018. “Psicologia per le Tecnologie Intelligenti”.  Giornale italiano di psicologia, 1/2018, pp. 167-172, doi: 10.1421/90323