В этом году темой пятого номера журнала Computer является «Human-Centered Computing». Я не являюсь специалистом в этой области, и, насколько я понял, под этим названием область не слишком известна в России (во всяком случае, судя по Рунет). Мультитран предлагает русскоязычный эквивалент «антопоцентрические вычисления», в Рунет встречаются формы «человеко-центрованный», «человеко-центрированный», «человеко-ориентированный». Не буду претендовать на введение нового «русско»язычного термина, но в настоящее время наиболее благозвучным мне кажется словосочетание «антропоцентрический компьютинг», поскольку в данном контексте речь идет, конечно, не только о вычислениях.

Это словосочетание я и буду использовать в данном обзоре, благо, что его точный смысл раскрывается в заметке приглашенных редакторов «Антропоцентрический компьютинг: на пути к гуманитарной революции» («Human-Centered Computing: Toward a Human Revolution»), которыми в этот раз являются Алессандро Жаймес, Даниэль Гатика-Перез, Нику Себе и Томас Хуанг.

Компьютинг производит революцию – все, что делается в этой области, приводит к изменениям со скоростью, никогда ранее не наблюдавшейся в истории человечества. Когда мы говорим о разных видах компьютерной революции (в областях всеобъемлющего (pervasive), повсеместного (ubiquitous), мобильного (mobile), grid и даже социального (social) компьютинга), мы можем быть уверены, что компьютинг влияет на способы взаимодействия людей, на методы построения домов и городов, на методы обучения людей, на способы развлечений и т.д. Компьютерные технологии воздействуют почти на все аспекты человеческой жизни и изменяют нашу жизнь.

К сожалению, эти изменения не всегда бывают позитивными, и многое в используемой людьми технологии является тяжеловесным, недружественным, неестественным и трудно используемым. В результате некоторые аспекты повседневной жизни человека становятся все более сложными и затруднительными.

У людей имеется формальный доступ к громадным объемам информации, большая часть которой является неуместной в существующем локальном социокультурном контексте или не обеспечивается в представлении на естественном языке; отсутствует возможность полноценного использования существующих средств поиска информации, а часто требуемые средства поиска просто отсутствуют. Благодаря компьютерным технологиям возрастают наши возможности коммуникаций с другими людьми, но это не обязательно значит, что наши коммуникации становятся более эффективными. Кроме того, взаимодействие людей с компьютерами продолжает оставаться далеко не идеальным, и очень часто только грамотные и специально подготовленные люди могут непосредственно пользоваться преимуществами компьютерной технологии.

Можно утверждать, что в основе любого сообщества лежат знания и средства коммуникации. По мере того как информация всех видов – о продуктах, услугах, людях и т.д. – образует все большую часть цифровой экосистемы, разрабатываемые компьютерные технологии становятся, как это не парадоксально, как шлюзами ко всем видам информационных ресурсов, так и барьерами на пути доступа к ним. В дополнение к тому, что компьютинг становится важным фактором улучшения качества жизни, теперь компьютерные технологии являются средством существования не только тех немногих специалистов, которые обладают необходимыми знаниями и доступом к ресурсам, но потенциально каждого человека.

Однако компьютерное сообщество в основном разрабатывает и реализует компьютерные алгоритмы и технологии без полного принятия во внимание человеческих способностей к познанию, способов восприятия и обработки информации людьми, создания и поддержки общественных связей и т.д. Другими словами, исследователи и инженеры часто разрабатывают компьютерные технологии в относительной изоляции.

Большая часть современных методологий основывается на некоторой идее, которая основывается на существующих технологиях или позволяет их усовершенствовать, или же позволяет решать проблемы в конкретной технологической области, в любом случае игнорируя гуманитарные аспекты. Очевидным результатом являются более мощные и менее дорогостоящие компьютеры, которые все более трудно использовать людям. В некоторых случаях для большинства населения они, фактически, кажутся даже более медленными и менее доступными. При имеющейся в настоящее время скорости проникновения компьютерных технологий во все мыслимые области человеческой деятельности становится очевидно, что существующие в компьютерной области модели исследований и разработок более не являются пригодными. У людей, быстро приспосабливающихся к технологии, имеется больше возможностей извлечения пользы на всех уровнях.

Разработка технологий в относительной изоляции от людей не способствует смягчению проблем распределения материального состояния, устойчивого развития, доступности здравоохранения и образования. Технологии, использование которых вызывает затруднения, не только приводят к лишней трате человеческого времени, но и затрудняют доступ к важным ресурсам, особенно для людей, не имеющих того уровня образования, которым обладает меньшинство, разрабатывающее эти технологии.

С этой точки зрения имеющаяся в настоящее время линия развития компьютерных технологий является не только вредной, но и опасной, поскольку она способствует расширению разрыва между образованными и необразованными людьми, между богатыми и бедными. Проблема является даже более глубокой, поскольку трудности использования доступной сегодня технологии приводят к быстрому расширению информационного разрыва. Большая часть цифровой информации производится в развитых странах, отражает их культурные традиции и представляется только на нескольких языках. Ситуация еще более ухудшается тем, что доступ к самой информации производится на основе технологии, разработанной без учета социокультурного контекста большинства мирового населения.

При том, что в последние годы удалось существенно снизить стоимость компьютинга, расширить возможности беспроводных коммуникаций, добиться повсеместности Internet, настало время сместить акценты в компьютерной революции. Целью антропоцентического компьютинга (human-centered computing, HCC) является ориентация компьютерной революции на возможности и потребности людей.

HCC представляет собой набор методологий, применимых к любой области, в компьютерных приложениях которой люди напрямую взаимодействуют с устройствами или системами. Направление HCC основывается на совместном использовании нескольких дисциплин, касающихся как понимания человеческого бытия, так и разработки компьютерных артефактов. У исследователей и разработчиков HCC имеются разнообразные предпосылки и интересы, от компьютерных наук, социологии, психологии и когнитологии до инженерии, графического дизайна, промышленного проектирования и т.д.

В области HCC исследуются методологии проектирования, разработки и внедрения человеко-машинных систем с перемежающейся инициативой. HCC способствует разработке эффективных компьютерных систем, в которых принимаются во внимание персональные, общественные и культурные аспекты, решаются проблемы планирования информации, обмена информацией между людьми, а также учитываются связи между компьютерной технологией и другими аспектами человеческого общества (искусством, культурой и т.д.).

Исследования в области HCC преследуют несколько целей и проводятся в нескольких организациях с начала 1990-х. Некоторые исследователи концентрируются на понимании людей, как индивидуальных личностей, так и социальных групп, изучая способы их усваивания и применения компьютерных технологий. Другие группы исследователей фокусируются на новых стратегиях проектирования и разработки компьютерных артефактов (www.human-centered.org).

Антропоцентирическая разработка компьютерных средств ориентируется на решение проблем, обычно не затрагиваемых в традиционной области человеко-машинного взаимодействия (human-computer interaction, HCI). В HCC главным является не взаимодействие, интерфейсы или процессы разработки, а знание, люди, технология и все, что связывает эти понятия.

Первая регулярная статья тематической подборки называется «Система поддержки связи для пожилых людей, страдающих слабоумием» («A Communication Support System for Older People with Dementia») и написана Норманном Элмом, Ричардом Даем, Гэри Говансом, Джимом Кэмпбеллом, Эрлин Эстел и Мэгги Эллис.

При слабоумии утрачивается кратковременная память, что затрудняет и, в конце концов, делает невозможным обычное речевое общение. Однако, поскольку при этом часто сохраняется долговременная память, больные потенциально могут сохранить способность к общению на основе воспоминаний. Компьютерное интерактивное вспомогательное средство поддержки воспоминаний и общения (Computer Interactive Reminiscence and Conversation Aid, CIRCA) с помощью сенсорного экрана обеспечивает доступ к информации из прошлой жизни больных с целью стимулирования их долговременной памяти. Система CIRCA разрабатывалась мультидисциплинарной группой, включающей программистов, психологов и проектировщиков. В процессе проектирования CIRCA изучались потребности потенциальных пользователей, анализировались мнения членов их семей и профессиональных сиделок.

Слабоумие – утрата способности к познанию, в частности, потеря кратковременной памяти – обычно является последствием болезни Альцгеймера или инсульта. Обычно слабоумию подвержены пожилые люди, причем частота заболеваний резко возрастает с возрастом: слабоумием страдает каждый десятый человек старше 60 лет и каждый второй старше 90 лет. Более того, процентное соотношение больных слабоумием, вероятно, будет возрастать по мере старения общества. В частности, ожидается, что к 2030 году число жителей Великобритании в возрасте старше 60 лет возрастет вдвое. По данным ООН к 2050 году в мире будет проживать одна пятая людей старше 60 лет против одной десятой в 2005 году.

В настоящее время отсутствует способ определения или устранения физических причин слабоумия. Поэтому до тех пор, пока не удастся выработать профилактические меры, разработка компьютерных систем для поддержки людей, страдающих слабоумием, должна обладать возрастающим приоритетом.

Следующую статью написали Гутенберг Гуэрра-Филхо и Яннис Алоймонос. Статья называется «Язык описания человеческой деятельности» («A Language for Human Action»).

Основной целью антропоцентрического компьютинга (HCC) является адаптация компьютерной технологии к нуждам людей, что, естественно, включает человеко-машинное взаимодействие. В антропоцентрической системе такое взаимодействие концентрируется на человеческих потребностях, возможностях и ограничениях. Разработчики антропоцентрических систем также фокусируются на анализе человеческих сенсорномоторных навыков в широком диапазоне активностей. Это позволяет разрабатывать интерфейсы между искусственными агентами и пользователями-людьми на основе парадигмы восприятия и действия. Такой подход, в свою очередь, ведет к пониманию поведения на основе моделей познания, что обеспечивает возможность описания информации и, в конечном счете, интеграции реального и виртуального миров.

Авторы предлагают язык описания человеческой деятельности (human activity language, HAL) для компактного моделирования сотен человеческих действий. Структура языка, его синтаксис, морфология и кинетология (в терминологии авторов, кинетология – это «морфология» человеческих телодвижений) обладают гибкостью, требуемой для моделирования различных видов поведения человека. Для дальнейшей работы требуется применение морфологической организации «праксикона» («лексикона» человеческих движений) для обнаружения большего числа структур в описаниях на языке HAL.

Действия могут представляться, по меньшей мере, на трех языках: сенсорном, моторном и естественном. Сенсорный язык позволяет воспринимать и понимать действия; моторный язык позволяет генерировать действия, и естественный язык обеспечивает возможность общения по поводу действий. Работа авторов фокусируется на создании языка, отображающего низкоуровневые сенсорный и моторный языки в высокоуровневый естественный язык. Путем моделирования действий, как языка, можно сформулировать много интересных проблем в виде проблем трансляции: аннотирование видео для создания описаний активности; анимация персонажей под управлением естественного языка, обучение роботов путем имитации с использованием видео; управление роботами с использованием естественного языка. Как считают авторы, эти проблемы являются корневыми проблемами антропоцентрического компьютинга.

Авторами статьи «Интерактивный мультимедийный дневник для дома» («An Interactive Multimedia Diary for the Home») являются Гамхеваге де Сильва, Тошихико Ямасаки и Киехару Аизава.

Развитие технологии привело к появлению общедоступной возможности фиксации человеческого опыта, и объем мультимедийной информации, накапливаемой индивидуальными людьми, существенно вырос в течение последних нескольких десятилетий. Эта тенденция в сочетании с достижениями быстро развивающейся исследовательской области автоматического извлечения мультимедийной информаций делает актуальными исследования в области непрерывного накопления и автоматической выборки персональной информации.

Автоматическое сохранение и выборка информации о жизненном опыте в домашних условиях интересны по нескольким причинам. Именно в домашней среде происходят разнообразные памятные события. Иногда эти события, такие как первые шаги ребенка, невозможно зафиксировать вручную. Иногда люди не хотят самоустраняться от участия в событии, чтобы произвести фото- или видеосъемку.

В долгосрочной перспективе за счет использования подобных средств может быть обеспечена ценная информация для исследований, связанных с улучшением жилищных условий, оценкой человеческого поведения и т.д. В статье описывается экспериментальная среда, разработанная исследователями из National Institute of Information and Communications Technology и Keihanna Human Info-Communication Research Center (Япония).

Последняя статья тематической подборки – «Целостное восприятие и активное отображение для интеллектуальных систем поддержки водителей» («Holistic Sensing and Active Displays for Intelligent Driver Support Systems») написана Моханом Триведи и Шинко Ченгом.

Автомобиль радикально изменил образ жизни человека, обеспечив людей небывалыми возможностями мобильности. Однако, несмотря на наличие многих преимуществ, моторные транспортные средства создают серьезную угрозу безопасности. По данным Всемирной организации здравоохранения ежегодно во всем мире в дорожных авариях погибает около 1.2 миллиона человек, а 50 миллионов человек получает телесные повреждения.

Большинство дорожных аварий случается из-за ошибок водителей. По данным Национального управления по безопасности движения на автострадах Министерства транспорта США за 2006 г. 80% дорожных катастроф и 65% случаев, близких к катастрофе, были вызваны невнимательностью водителей.

В современных автомобилях все чаще используются встроенные компьютерные системы, чтобы сделать их более безопасными, а также более надежными и удобными для водителей. Однако для достижения эффективности эти технологии должны быть антропоцентричными – они должны обладать пониманием обобщенного поведения водителя и индивидуальных характеристик водителя конкретного автомобиля. Кроме того, эти технологии должны вводиться в действие чрезвычайно осторожно, чтобы гарантированно не запутывать и не отвлекать водителей.

В Лаборатории интеллектуальных и безопасных автомобилей (Laboratory for Intelligent and Safe Automobiles, LISA) Калифорнийского университета в Сан-Диего исследователи из разных научных областей совместно проектируют и разрабатывают интеллектуальные системы поддержки водителей (intelligent driver-support system, IDSS).

Эти междисциплинарные исследования ведут к созданию по-новому оборудованных транспортных средств, которые умеют воспринимать контекстную информацию из окружающей среды, от автомобиля и водителя, а также собирать реальные данные для разработки улучшенных алгоритмов анализа мультисенсорных показателей. В ходе этих исследований была создана перспективная технология динамического активного дисплея (dynamic active display), с помощью которого водителям сообщаются данные, вырабатываемые компьютерной системой автомобиля.

Вне тематической подборки опубликованы еще две статьи. Авторами статьи « Caravela: новая потоковая среда распределенных вычислений» («Caravela: A Novel Stream-Based Distributed Computing Environment») являются Шиничи Ямагива и Леонель Соуса.

Caravela (www.caravela-gpu.org) – это новая распределенная среда для применения потоковой модели на уровне центральных процессоров. В Caravela обеспечивается уникальный набор инструментальных средств для программирования и управления вводом-выводом на локальных и удаленных машинах. В среде Caravela программисты могут легко генерировать и совместно использовать блоки потоковых моделей, каждый из которых представляет собой реализацию модели для различных приложений, которые система может выполнять в локальном или удаленном режиме. В среде требуются только процессорные ресурсы, нужные для исполнения блока потоковой модели, и она может использоваться для вычислений общего назначения, включая задачи численных вычислений, физическое моделирование и анализ данных.

Последнюю статью номера написал Лес Хэттон. Статья называется «Эмпирические тестовые обследования клиент-серверных систем» («Empirical Test Observations in Client-Server Systems»).

На основе формального статистического анализа базы данных дефектов двух коммерческих продуктов для разнородных приложений – синтаксического анализатора языка C и геофизического моделирования – проверялась гипотеза, что дефекты в графическом клиенте маскируют более существенные дефекты в вычислительном сервере. В статье также оцениваются преимущества тестирования, продолжающегося после поставки программных продуктов пользователям. Это позволяет уменьшить плотность дефектов, видимых конечным пользователям.