マンマシンインタフェース論

Human-Computer Interaction 11

マンマシンインタフェース論マンマシンインタフェース論

竹村治雄竹村治雄

大阪大学サイバーメディアセンター情報メディア教育研究部門


自己紹介自己紹介 Http://www.ime.cmc.osaka-u.ac.jp/~takemuraHttp://www.ime.cmc.osaka-u.ac.jp/~takemura 大阪大学・基礎工・情報　出身大阪大学・基礎工・情報　出身平成６年３月まで平成６年３月まで

国際電気通信基礎技術研究（ＡＴＲ）国際電気通信基礎技術研究（ＡＴＲ）通信システム研究所　　主任研究員通信システム研究所　　主任研究員

平成６年４月から平成６年４月から奈良先端科学技術大学院大学奈良先端科学技術大学院大学　　情報科学研究科　　情報科学研究科

平成平成 1313 年年 44 月から月から大阪大学サイバーメディアセンター大阪大学サイバーメディアセンター　　情報メディア教育研究部門　　情報メディア教育研究部門


自己紹介（２）自己紹介（２）臨場感通信会議システムの研究に従事臨場感通信会議システムの研究に従事

• 両眼立体視を用いた３次元ユーザインタフェースの両眼立体視を用いた３次元ユーザインタフェースの研究研究

• 視点追従大型立体視表示を用いた仮想物体操作シス視点追従大型立体視表示を用いた仮想物体操作システムに関する研究テムに関する研究

• 仮想環境共有型の協調作業に関する研究仮想環境共有型の協調作業に関する研究


講義の進め方講義の進め方マンマシンインタフェースに関するトピックのマンマシンインタフェースに関するトピックのうち，特に計算機と人間のかかわりについて講うち，特に計算機と人間のかかわりについて講義する．義する．

最新の研究事例の紹介を盛り込む最新の研究事例の紹介を盛り込む評価方法評価方法

• 試験とレポートによる試験とレポートによる


講義予定講義予定金曜日　金曜日　 22限　限　 AVAV演習室演習室


本講義の内容（１）本講義の内容（１）計算機システムと利用者の関係についての人間計算機システムと利用者の関係についての人間的側面と技術的側面の両面からの基礎的考え方的側面と技術的側面の両面からの基礎的考え方および利用者インタフェースの設計方法，評価および利用者インタフェースの設計方法，評価方法について講述する。方法について講述する。

先進的なインタフェースの例として，いくつか先進的なインタフェースの例として，いくつかの研究的事例も紹介する。の研究的事例も紹介する。


参考ＷＷＷサイト参考ＷＷＷサイト http://www.acm.org/sigchihttp://www.acm.org/sigchi

Association for Computing Machinery (ACM - Association for Computing Machinery (ACM - 計算機学会）計算機学会）Special Interest Group on Computer-Human Interaction Special Interest Group on Computer-Human Interaction （（ SISIGCHI)GCHI)

　　　　

..


参考ＷＷＷサイト（２）参考ＷＷＷサイト（２） http://www.his.gr.jp/http://www.his.gr.jp/

ヒューマンインタフェース学会ヒューマンインタフェース学会

http://sighi.csrs.is.uec.ac.jp:8080/http://sighi.csrs.is.uec.ac.jp:8080/

情報処理学会ヒューマンインタフェース研究会情報処理学会ヒューマンインタフェース研究会


講義の講義の WWWWWW サイトサイト http://www.Ime.cmc.osaka-u.ac.jp/~takemura/class/hi/http://www.Ime.cmc.osaka-u.ac.jp/~takemura/class/hi/

ユーザ名　：　　ユーザ名　：　　 icsb4student icsb4student 講義で説明します講義で説明します

パスワード：　　パスワード：　　 hi20021cs hi20021cs 講義で説明します講義で説明します


参考書参考書 Human Computer InteractionHuman Computer Interaction

Jenny Preece Jenny Preece 他著他著 ISBNISBN

0-201-62769-80-201-62769-8 Addison-WesleyAddison-Wesley

Publishing CompanyPublishing Company


参考書参考書 (2)(2) Designing the User InterDesigning the User Inter

face -face -Strategies for Effective Strategies for Effective Human-Computer InteractiHuman-Computer Interaction Third Editionon Third Edition

Ben ShneidermanBen Shneiderman 　著　著 ISBN 0-201-69497-2ISBN 0-201-69497-2 Addison-Wesley 1997Addison-Wesley 1997


インタフェースとはインタフェースとはマンマシンインタフェースマンマシンインタフェース

ユーザインタフェースユーザインタフェース

ヒューマンインタフェースヒューマンインタフェース

ヒューマン・コンピュータ・インタラクションヒューマン・コンピュータ・インタラクション


Human-Computer InteractionHuman-Computer Interaction

計算機システムの利用者インタフェースのデザ計算機システムの利用者インタフェースのデザインと開発に関する学問インと開発に関する学問

様々の分野からなる学際領域的学問様々の分野からなる学際領域的学問• 人間の内的情報処理モデル人間の内的情報処理モデル• インタフェース機器インタフェース機器• インタフェースの設計手法インタフェースの設計手法• インタフェースの評価手法インタフェースの評価手法


人間と計算機人間と計算機コンピュータゲームのような特殊な例を除いては，人は計算機を使コンピュータゲームのような特殊な例を除いては，人は計算機を使

いたいから使うのではない．人は，論文を書くため，他の人と通信いたいから使うのではない．人は，論文を書くため，他の人と通信をするため，橋を設計するためなどの目的で計算機を使用する．何をするため，橋を設計するためなどの目的で計算機を使用する．何にせよ，計算機は人のなす作業を助けるにせよ，計算機は人のなす作業を助ける enabling device enabling device であである．る．

常に二つの見方を持つ必要がある．常に二つの見方を持つ必要がある．• 技術により何ができるか？技術により何ができるか？• 人は何をしており，その技術がどう適用できるか？人はその技術で何人は何をしており，その技術がどう適用できるか？人はその技術で何

をするか？　をするか？　

((Terry WinogradTerry Winograd))


HCIHCI の構成要素の構成要素

人工知能

計算機科学

認知心理学

人間工学

社会心理学

言語学

哲学社会学

人類学

デザイン

工学HCI


Human-Computer InteractionHuman-Computer Interaction

HCI HCI とは何か？とは何か？ HCI HCI の重要性は？の重要性は？ HCI HCI の目的は？の目的は？ HCI HCI の歩みは？の歩みは？ HCI HCI の効用は？の効用は？ HCI HCI の役割は？の役割は？


Human-Computer InteractionHuman-Computer Interaction とは　とは　生産性良くかつ安全に利用できる計算機システ生産性良くかつ安全に利用できる計算機システムのデザインに関する学問分野ムのデザインに関する学問分野

あらゆる種類のシステムのデザインと開発に関あらゆる種類のシステムのデザインと開発に関係している係している• 航空管制システム　　安全性航空管制システム　　安全性• オフィスシステム　　生産性と満足感オフィスシステム　　生産性と満足感• コンピュータゲーム　興奮度と魅力度コンピュータゲーム　興奮度と魅力度


HCIHCI の重要性は？の重要性は？今日，誰もが何らかの形でコンピュータと接し今日，誰もが何らかの形でコンピュータと接している．ている．

このため，直感的で明快なインタラクションがこのため，直感的で明快なインタラクションが求められている．求められている．

しかし，そういったデザインをすることはむずしかし，そういったデザインをすることはむずかしい．かしい．


19501950 年代　最初の商用計算機年代　最初の商用計算機


19501950 年代　最初の商用計算機年代　最初の商用計算機使いにくい，煩わしい，しばしば予想外の動作使いにくい，煩わしい，しばしば予想外の動作

• コストの問題コストの問題• 専門家のみが使用専門家のみが使用• 使い易さに関する方法論の欠如使い易さに関する方法論の欠如



• コストの問題コストの問題– 計算機と人間を比較すると．．計算機と人間を比較すると．．計算機→高価　人間→高価でない資源計算機→高価　人間→高価でない資源

• 専門家のみが使用専門家のみが使用• 使い易さに関する方法論の欠如使い易さに関する方法論の欠如



• コストの問題コストの問題• 専門家のみが使用専門家のみが使用

– 科学者・技術者が主に利用科学者・技術者が主に利用– パンチカードによるオフラインプログラミングパンチカードによるオフラインプログラミング

• 方法論の欠如方法論の欠如



• コストの問題コストの問題• 専門家のみが使用専門家のみが使用• 方法論の欠如方法論の欠如

– 使いやすくする方法が知られていなかった．使いやすくする方法が知られていなかった．



• コストの問題コストの問題• 専門家のみが使用専門家のみが使用• 方法論の欠如方法論の欠如これらの条件は今日どれも該当しない．これらの条件は今日どれも該当しない．


19701970 年代年代 : : パソコンの出現パソコンの出現誰もが対話的な計算環境を低コストで使える．誰もが対話的な計算環境を低コストで使える．

• 半導体技術の進歩半導体技術の進歩各種分野で利用される各種分野で利用される

• 商業，農業，教育，小売業，防衛，製造，娯楽な商業，農業，教育，小売業，防衛，製造，娯楽など．．．ど．．．

家庭での利用も進む家庭での利用も進む• ワープロ・表計算年賀状住所録管理･･ワープロ・表計算年賀状住所録管理･･


インタフェースデザインへの要求インタフェースデザインへの要求計算機が広く受け入れられ，効果的に利用され計算機が広く受け入れられ，効果的に利用され

るためには．．．．るためには．．．．　　　　設計が重要設計が重要すべてのすべてのシステムがシステムがあらゆるあらゆる利用者に適合する利用者に適合する

ようデザインする必要はない．ようデザインする必要はない．• ただし，最近ではユニバーサルデザインという考えただし，最近ではユニバーサルデザインという考え方もある．方もある．

想定される利用者の要求と能力想定される利用者の要求と能力に適合させる．に適合させる．


インタフェースデザインへの要求インタフェースデザインへの要求計算機の動作原理→普通の利用者には必要のな計算機の動作原理→普通の利用者には必要のない知識い知識

自動車の運転には何が必要か自動車の運転には何が必要か××ハンドルの回転が前輪に伝わる機構ハンドルの回転が前輪に伝わる機構○○旋回時のハンドルの角度と車体の旋回量旋回時のハンドルの角度と車体の旋回量

計算機の利用には？計算機の利用には？××計算機の内部機構計算機の内部機構○○入力の形式とフィードバックのスタイル入力の形式とフィードバックのスタイル


デザインへの要求デザインへの要求 D.A.Norman D.A.Norman による良いインタフェースの条件による良いインタフェースの条件 VisibilityVisibility 　視認性　視認性

Controls need to be visible, with good mapping Controls need to be visible, with good mapping with their effects.with their effects.ある操作に対して、どのような効果がもたらさある操作に対して、どのような効果がもたらされるかが、わかること。れるかが、わかること。

AffordanceAffordance物の持つ属性（機能や操作）を表す専門用語物の持つ属性（機能や操作）を表す専門用語


Visibility Visibility の例の例自動車の運転席自動車の運転席

制御と機能は，普通一対一の関係制御と機能は，普通一対一の関係↑↑

↓↓

ＶＴＲの録画予約ＶＴＲの録画予約制御と機能の関係が複雑制御と機能の関係が複雑


アフォーダンスアフォーダンス英語の英語の affordafford から派生して作られた造語から派生して作られた造語

• 1　 [Ⅲ to do]《 can [be able to] ～》《通例否定文・疑問文》〈…〉できる ,〈…する〉余裕がある ,〈…〉しても大丈夫だ I can't ～ to waste even one yen.　 1円たりともむだ使いはできない

– Progressive English-Japanese Dictionary, Third edition Progressive English-Japanese Dictionary, Third edition ｩｩ ShShogakukan 1980,1987,1998/ogakukan 1980,1987,1998/プログレッシブ英和中辞典第プログレッシブ英和中辞典第 33版版小学館小学館 1980,1987,19981980,1987,1998

物体がもつ，その物体の特性をしめす固有の情報．例えば，椅子は物体がもつ，その物体の特性をしめす固有の情報．例えば，椅子はその形から座ることをアフォードする．その形から座ることをアフォードする．

ジェームス・ギブソンという知覚心理学者がジェームス・ギブソンという知覚心理学者が 19601960 年代にアフォー年代にアフォーダンス理論を発表ダンス理論を発表

認知心理学者認知心理学者 DD ．． AA。ノーマンが，インタフェースの点からア。ノーマンが，インタフェースの点からアフォーダンスの重要性を指摘フォーダンスの重要性を指摘


アフォーダンスの例アフォーダンスの例押して開けるドア押して開けるドア

引いて開けるドア引いて開けるドア


アフォーダンスアフォーダンスロンドンの地下鉄でホームの待合所のパーティロンドンの地下鉄でホームの待合所のパーティションを強化ガラスとベニヤ板の２種類の材質ションを強化ガラスとベニヤ板の２種類の材質で作った．で作った．

強化ガラスでつくったパーティション強化ガラスでつくったパーティション　割られてしまう．　割られてしまう．

合板合板　強度的には強化ガラスより弱いのに誰も割ら　強度的には強化ガラスより弱いのに誰も割らない．が．ない．が．


フィードバックの重要性フィードバックの重要性


HCIHCI の歴史は？　背景：の歴史は？　背景： 19701970 年代年代ユーザインタフェースユーザインタフェースマン・マシンインタフェースマン・マシンインタフェース• 利用者にとっての入力言語利用者にとっての入力言語• 計算機にとっての出力言語計算機にとっての出力言語• 対話のプロトコル対話のプロトコル


背景：背景： 19701970 年代年代システムの外観を良く見せることが市場での成システムの外観を良く見せることが市場での成功につながると考えられた．功につながると考えられた．

「ユーザ・フレンドリ」「ユーザ・フレンドリ」• 画面表示を審美的に魅力的な物とする．画面表示を審美的に魅力的な物とする．• 営業政策的に用いられた．営業政策的に用いられた．• 本質的な改善には至らなかった．本質的な改善には至らなかった．


19701970 年代年代研究分野では研究分野では

• 計算機が人々の仕事や生活をどう改善するか研究さ計算機が人々の仕事や生活をどう改善するか研究されていた．れていた．

– 人間の能力とその限界についての研究．インタラクションの人間の能力とその限界についての研究．インタラクションの人間サイド人間サイド

– これは，インタラクションの人間の心理的プロセスの理解をこれは，インタラクションの人間の心理的プロセスの理解を意味する．意味する．

計算機に利用が組織規模で行われるようになる．計算機に利用が組織規模で行われるようになる．↓↓

訓練，マネジメント，組織的問題の解明の必要が増大訓練，マネジメント，組織的問題の解明の必要が増大


19801980 年中ごろ年中ごろ Human-Computer InteractionHuman-Computer Interaction

• より広い視点から利用者と計算機のかかわりを捉えより広い視点から利用者と計算機のかかわりを捉えたものたもの

• 計算機を使用する際の操作・対話・行動計算機を使用する際の操作・対話・行動• 人間が利用する対話型計算機システムのデザイン・人間が利用する対話型計算機システムのデザイン・評価・実装に関係する学問で計算機システムと人間評価・実装に関係する学問で計算機システムと人間の相互作用に関する様々の現象についての研究を伴の相互作用に関する様々の現象についての研究を伴うう

• GUIGUIに関する研究　に関する研究　 XeroxXerox　　


HCIHCI は何を目指しているのか？は何を目指しているのか？有効な有効な HCIHCI デザインを作ること？デザインを作ること？ HCIHCI デザインは以下の点で難しいデザインは以下の点で難しい

• 技術の急速な変化（進歩）技術の急速な変化（進歩）– 日々新しいインタフェース機器や手法が開発される日々新しいインタフェース機器や手法が開発される– プロセッサの処理速度や記憶装置の容量が向上するプロセッサの処理速度や記憶装置の容量が向上する

• デザインゴールの矛盾やトレードオフデザインゴールの矛盾やトレードオフ– 初心者の使いやすさと熟練者の作業効率のトレードオフ初心者の使いやすさと熟練者の作業効率のトレードオフ

• GUI vs CLIGUI vs CLI• 手書き文字入力方式手書き文字入力方式 vs vs ローマ字漢字変換ローマ字漢字変換 vs vs 直接入直接入力力

– 被雇用者の利益被雇用者の利益 vs vs 雇用者の利益雇用者の利益


HCIHCI の目的の目的コンピュータの関係するシステムのコンピュータの関係するシステムの

SafetySafety （安全性）（安全性）UtilityUtility （利便性）（利便性）EffectivenessEffectiveness （有効性）（有効性）EfficiencyEfficiency （効率）（効率）UsabilityUsability （（使い勝手）使い勝手）を改善したり，これらの良いシステムを開発すを改善したり，これらの良いシステムを開発することること


UsabilityUsability

簡単に使える簡単に使える簡単に学べる簡単に学べる

• 多くの機能の提供が多くの機能の提供が UsabilityUsabilityの改善の直接はつなの改善の直接はつながらないがらない

• 利用者について理解し，目的にあったシステムを開利用者について理解し，目的にあったシステムを開発し，個人的にも組織的にも，高効率，効果的かつ発し，個人的にも組織的にも，高効率，効果的かつ安全なシステムを達成する必要がある安全なシステムを達成する必要がある


機能対利用率機能対利用率

0102030405060708090100

0 9 18 27 36


UNIX UNIX のの /usr/bin/usr/bin 250250以上のコマンド日常的に使用するのはごくわずか以上のコマンド日常的に使用するのはごくわずか２文字コマンド２文字コマンド

ar at cb cd co ct dc df ed fc id ln ls ar at cb cd co ct dc df ed fc id ln ls mt mx nm pg ps sh tr vi as bc cc ci cp cmt mx nm pg ps sh tr vi as bc cc ci cp cu dd du ex ic ld lp m4 mv nl od pr rm su dd du ex ic ld lp m4 mv nl od pr rm su ul wcu ul wc

３文字コマンド３文字コマンドRsh awk cal cmp csh dis ftp lex ltfRsh awk cal cmp csh dis ftp lex ltf mxr pmxr ppu rcp rev sed tbl tip uld who zsh asa bfs pu rcp rev sed tbl tip uld who zsh asa bfs cat col cut env get lpq man ntp prs rcs rscat col cut env get lpq man ntp prs rcs rsh sum tee tty uux yes atq c89 cdc cpp dbx h sum tee tty uux yes atq c89 cdc cpp dbx fmt ksh lpr mig pax pwd red rup tar tic uafmt ksh lpr mig pax pwd red rup tar tic uac val zicc val zic


HCIHCI の効用の効用生産性の向上生産性の向上ソフトウェアの売り上げの増加ソフトウェアの売り上げの増加コストの削減コストの削減組織的な生産性の向上←難しい組織的な生産性の向上←難しい

ACMACM によるによる HCIHCI の構成の構成


ビデオ－ビデオ－ EDSAC EDSAC のプログラミンのプログラミンググ 5050年以上前の計算機のユーザインタフェースに年以上前の計算機のユーザインタフェースについて知る．ついて知る．

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