2. Interfaces Tangibles de Usuario (TUIs)
2.4. Ejemplos de Aplicaciones
una instancia ya sea por el diseñador o por el usuario. La manipulación física de un TAC es la manipulación de un token con respecto a su constraint y sus implicaciones computacionales.
El modelo TAC contiene cinco propiedades principales: acoplamiento, definición relativa, asociación, interpretación computacional y manipulación
Acoplamiento: Un pyfo debe ser acoplado con una variable para que pueda ser considerado como un token, el diseñador define qué tipo de variable debe ser asociada con un cierto pyfo. El acoplamiento real de la variable con el token
puede ser realizada ya sea en tiempo de diseño o en tiempo de ejecución, por el diseñador y el usuario respectivamente.
Definición relativa: Cada pyfo, puede ser definido como un token, una constraint o ambos.
Asociación: Una nueva TAC es creada cuando untoken está físicamente asociado, una nueva constraint puede ser asociada a una TAC existente. Los tokens y
constraints tienen una estructura recursiva, que permiten que una TAC pueda ser un token o una constraint para otras TACs.
Interpretación computacional: La manipulación física de una TAC tiene una interpretación computacional, es decir a nivel digital esta manipulación puede significar el cambio de valor de una variable, o como la realización de alguna función. La manipulación de un token respecto a su constraint también tiene una interpretación computacional y por tanto existe un cambio de estado en la aplicación.
Manipulación: Cada TAC puede ser manipulada de manera discreta, continua o ambas. La manipulación física de un token es proporcionado por las propiedades físicas de sus constraints.
2.4.
Ejemplos de Aplicaciones
Las áreas de aplicación dominantes de las TUIs parecen ser: el aprendizaje, como apoyo en la planificación y resolución de problemas, herramientas de programación y
Capítulo 2.Interfaces Tangibles de Usuario (TUIs)
simulación, apoyo para exploración y visualización de información, entretenimiento, juego, la música y la comunicación social.
Estos dominios aplicativos no son mutuamente excluyentes, ya que como en ocasiones, una TUI puede ser una herramienta de aprendizaje lúdico, algunas de estas áreas ya cuentan con información detallada como en el caso del aprendizaje con tangibles y las TUIs de interpretación musical.
2.4.1.
Música y Performance
A menudo los artistas realizan su música sentados atrás de una o más laptops, desde la perspectiva del público las acciones que realiza el artista son muy parecidas a las que hace alguien cuando esta leyendo su correo electrónico. Como resultado de esto es posible que en las actuaciones no podamos observar la partición de otro artista, tal y como sucede con los artistas que utilizan instrumentos musicales tradicionales.
Así fue como surgió la idea de utilizar las TUIs para crear un nuevo performance dinámico para la música electrónica. (Patten y cols., 2006)
Por otra parte están los instrumentos tradicionales, en donde los estudiantes no solo tienen que aprender la música por si misma, si no también deben aprender cómo hacer gestos corporales para transmitir la música al público. Xiao y cols. (2011) presentan un conjunto de tres interfaces sobre un teclado de un piano (MirrorFugue), el cual está diseñado para observar el gesto de la mano de un colaborador remoto. Ver figura 2.13
2.4.2.
Entretenimiento
Los juguetes relacionados con las TUIs, el entretenimiento y el entretenimiento educativo está sobrepasando las áreas de aplicación, un claro ejemplo de un dispositivo tangible de entretenimiento es el Wii y su éxito comercial nos muestra el mercado potencial de los sistemas relacionados con las TUIs. 2.14
Muchos de los juguetes educativos modernos emplean los principios de entrada física, representación tangible y el aumento digital. Por ejemplo Neurosmith comercializa los MusicBlocks, los cuales permiten a los niños crear partituras musicales mediante la inserción de bloques de colores en el cuerpo del juguete.
2.4. Ejemplos de Aplicaciones
Figura 2.13: Piano en el que se puede observar el reflejo de un colaborador remoto.
Figura 2.14: Persona utilizando la consola Wii
2.4.3.
Educación
Los trabajos teóricos sobre el uso de interfaces tangibles en ambientes de aprendizaje se ha visto lento. En (Marshall, 2007), realizan un análisis sobre el uso de estas interfaces
Capítulo 2.Interfaces Tangibles de Usuario (TUIs)
en el aprendizaje desde seis puntos de vista: actividad del aprendizaje, dominios del aprendizaje, posibles beneficios, efectos de lo físico, concreto y sensorio-directo, integración de representaciones y actividad del aprendizaje (ver figura 2.15 ).
Los investigadores del aprendizaje y diseñadores de juguetes siempre han seguido la idea de aumentar los juguetes para incrementar su funcionalidad y sean mas llamativos. Los ambientes físicos de aprendizaje involucran todos los sentidos, así apoyan el aprendizaje integral del niño.
Existen algunas razones por las cuales el uso de TUIs puede ser particularmente beneficioso para el aprendizaje, una de ellas es por la utilización de materiales físicos por sí misma, si la percepción y la cognición están estrechamente relacionadas entre si, entonces la utilización de materiales físicos en las tareas de aprendizaje pueden cambiar la naturaleza del conocimiento obtenido en relación con la interacción de materiales virtuales. Por ejemplo: las formas tridimensionales pueden ser percibidos y entendidos de manera más fácil a través de la percepción táctil y propioceptiva1 de representaciones
tangibles que solo a través de la representación visual. Relacionado a esta posibilidad esta la teoría del desarrollo de Piaget2sobre la manipulación de objetos físicos concretos
en el apoyo y desarrollo del pensamiento particularmente en niños pequeños. Esto es posible debido a que las interfaces tangibles a menudo utilizan la manipulación física concreta, podrían apoyar el aprendizaje de manera más eficaz o natural.
Los trabajos exploratorios en las TUIs sugieren que podrían ser especialmente adecuadas para los niños que participan en el aprendizaje lúdico y que los nuevos vínculos entre la acción física y los efectos digitales podrían conducir a una mayor participación y reflexión. Como la interacción con TUIs se supone es más natural o familiar que con otros tipos de interfaces, estas podrían ser más accesibles a los niños pequeños, las personas con discapacidades de aprendizaje o novatos, reduciendo de esta manera el umbral de participación.
1La sensación propioceptiva permite conocer la posición de las diferentes partes del cuerpo. Esta
información sirve para el control reflejo de la posición y el equilibrio del cuerpo.
2Jean William Fritz Piaget (Neuchâtel, 9 de agosto de 1896-Ginebra, 16 de septiembre de 1980)
fue un epistemólogo, psicólogo y biólogo suizo, creador de la epistemología genética, famoso por sus aportes al estudio de la infancia y por su teoría constructivista del desarrollo de la inteligencia.
2.5. Ventajas y Desventajas
Figura 2.15: Análisis de las TUIs en el aprendizaje, tomado de ( (Marshall, 2007))
2.5.
Ventajas y Desventajas
2.5.1.
Ventajas
Colaboración:Desde el principio, el objetivo de las TUIs ha sido promover el diálogo entre los expertos de dominio y las partes interesadas, así como también, para apoyar el trabajo colaborativo el cuál no se limita únicamente a una sola ubicación, si no que también se puede realizar de manera remota (Xiao y cols., 2011) (Underkoffler y Ishii, 1999).
Contextualización: Las TUIs pueden habitar en el mismo mundo que nosotros, es decir, la interacción con estas interfaces se encuentra ubicada en el espacio real y por lo tanto siempre se encuentra en lugares concretos, no solo residen en la pantalla. Esto es debido a su propia naturaleza, esto implica que el significado de la interacción de dispositivos tangibles puede cambiar dependiendo del contexto en que se encuentren y a la inversa, pueden alterar el significado del lugar.
Pensamiento tangible: El cuerpo físico y los objetos físicos con los que se interactúa juegan un papel muy importante en la formación del entendimiento que se tiene
Capítulo 2.Interfaces Tangibles de Usuario (TUIs)
del mundo. Los bebes desarrollan sus habilidades cognitivas espaciales a través de la experiencia locomotora. Las TUIs aprovechan esta conexión entre el cuerpo y el conocimiento, facilitando el pensamiento tangible, pensar a través de acciones corporales, manipulación física y representaciones tangibles.
Gesto: Los gestos son considerados de manera típica como medios de comunicación, sin embargo se han realizado estudios que demuestran que los gestos juegan un papel importante en el aligeramiento de la carga cognitiva tanto en adultos como en niños y en la planeación conceptual de la producción del habla. Las TUIs permiten a los usuarios tomar ventaja del pensamiento y la comunicación a través de gestos sin restricciones mientras interactúan con el sistema.
Representación tangible : Hay diferentes formas en que las TUIs utilizan objetos físicos como representaciones de información digital, en algunos dominios de aplicación como la arquitectura, urbanismo y la química tienen representaciones topológicas o geométricas inherentes que pueden ser directamente empleadas en las TUIs. Y en el caso de otros dominios como la economía, biología o la música, en donde no se cuenta con estas formas, se pueden representar de manera tangible por medio de metáforas.
2.5.2.
Desventajas
“Estos sistemas requieren un cuidadoso equilibrio entre lo físico y la expresión gráfica para evitar el desorden físico, y para aprovechar las fortalezas contrastantes de diferentes formas de representación. Este equilibrio entre representaciones físicas y digitales se convierte en uno de los más grandes desafíos de diseño de las TUIs” (Ullmer y Ishii, 2001). Varias de las aparentes limitaciones de las TUIs resulta en los siguiente retos:
Escalabilidad y el riesgo de perder objetos físicos: las aplicaciones para los pequeños problemas o conjuntos de datos a menudo no se adaptan a problemas más complejos que requieren muchos parámetros y datos de gran tamaño. debido a que las representaciones más grandes requieren de un mayor espacio.
Versatilidad y maleabilidad: los objetos digitales pueden ser fáciles de crear, replicar, modificar y distribuir mientras que los objetos físicos son rígidos y
2.6. Resumen
estáticos (hasta el momento), sin embargo, (Yao y cols., 2013) están trabajando en tecnología de material flexible que cambia de forma y que tienen la posibilidad de servir como entrada y salida de información.
La fatiga del usuario: los efectos del peso y tamaño de los objetos tangibles no deben ser sobrestimados, se deben considerar también la ergonomía y la variedad de actividades a largo plazo que son necesarias para realizar las acciones.
2.6.
Resumen
El principio central de la interacción entre el ser humano y la computadora, es brindar apoyo a los usuario en completar un conjunto de tareas. No todas las tareas son iguales y por lo tanto, el apoyo brindado no siempre es el mismo, debido a esto es importante conocer las fortalezas y debilidades de cada estilo de interacción para poder determinar si es adecuada para ciertas tareas. Un buen diseño tiene como objetivo manifestar los puntos fuertes y mitigar las debilidades de dicha interacción.
Particularmente en el caso de las TUIs, puesto que la interacción se da por medio de objetos, además de recibir retroalimentación en forma digital en una pantalla o proyección sobre la superficie de trabajo, también es posible recibir retroalimentación de manera física a través de los tokens, dicha retroalimentación puede ser variada como por ejemplo modificando alguna de las propiedades físicas de los tokens, como por ejemplo: el cambio de color, tamaño o forma.
Capítulo 3
TUIs para Bases de Datos
En este capítulo se describen los trabajos realizados por otros autores en el área de bases de datos, los cuales fueron analizados y tomados como referencia.
3.1.
Interfaz tangible para visualización interactiva
de datos
En (?) los autores combinan una mesa (no digital) con una pantalla bi-dimencional, en donde el usuario realiza consultas al colocar o quitar los tokens en la mesa y la pantalla muestra el resultado de la consulta realizada por el usuario. La información utilizada corresponde a los datos demográficos de radioescuchas de estaciones de radio, pero el sistema puede ser utilizado para consultar cualquier tipo de base de datos.
El interés particular de este trabajo es el rol de la colaboración que puede ser un factor diferenciador entre las interfaces tangibles y las WIMP(por sus siglas en ingles de windows, icons, menus, pointer).
Descripción del sistemaLa interacción que ofrece este sistema consiste en colocar objetos sobre la superficie de una mesa transparente, la parte de abajo de cada objeto cuenta con un marcador, una cámara, que se encuentra colocada en la parte de abajo de la mesa, captura la imagen del marcador en tiempo real, y son identificador por el software reacTIVision.