Mappe 3D + RFID attivi per l'evacuazione di edifici

Domani a Bonn, Germania, al simposio internazionale Mobile Response, verra' presentata un'applicazione mobile sulla quale abbiamo lavorato parecchio ultimamente in HCI Lab. L'idea, illustrata dal video che trovate qui sotto e che ho appena messo su YouTube, e' di utilizzare i dispositivi mobili (palmari/cellulari) come guide  in tempo reale per l'utente nell'evacuazione di un edificio durante un'emergenza.

In questo contesto, due problemi di rilievo da affrontare sono la determinazione automatica della posizione della persona nell'edificio e la realizzazione di un'interfaccia che offra le istruzioni di evacuazione nel modo piu' semplice possibile. Bisogna infatti tener presente che in una reale emergenza l'utente si trova sotto stress ed in una situazione non familiare, quindi non ha a disposizione la concentrazione e le risorse cognitive normali. Abbiamo quindi optato per offrire le istruzioni di evacuazione disegnando sotto forma di frecce il percorso da seguire su una ricostruzione 3D dell'edificio: il dispositivo mobile  mostra in 3D sul display la parte dell'edificio che e' di fronte a noi nel mondo reale e le relative frecce direzionali, come si puo' vedere nella "Fase 3" nel video.

La determinazione della posizione e' un problema invece prettamente tecnico: purtroppo il GPS non funziona all'interno di edifici ed abbiamo cosi' utilizzato  RFID attivi (ognuno dei quali trasmette un codice di posizione al dispositivo mobile  quando quest'ultimo si trova nel suo raggio d'azione). Alimentati da una pila interna, questi trasmettitori di posizione funzionano anche in caso di blackout elettrico (aspetto importante in emergenze quali incendi e terremoti). La parte iniziale del video mostra come il posizionamento degli RFID attivi venga pianificato con un software che abbiamo appositamente costruito e come la loro collocazione nell'ambiente - essendo piccoli e leggeri - sia agevole.

Oltre all'emergenza, un uso interessante del sistema e' nell'addestramento. Nei posti di lavoro, e' raro che vengano organizzate delle esercitazioni collettive e periodiche di evacuazione per far familiarizzare i dipendenti con le procedure. Un'applicazione personale su dispositivo mobile permette invece di provare le procedure individualmente ed in qualsiasi momento dell'anno.

Capire gli errori che commettiamo

Situazione 1: Mario ha acquistato un regalo per la sua fidanzata ed un altro per un suo collega, ma uscendo di casa scambia i pacchi e alla festa tutti scoppiano a ridere quando il collega si ritrova perplesso con un completino femminile in mano.

Situazione 2: Giorgio vuol fare colpo su Elena e, dopo averci pensato per un mese intero, e’ convinto di qual’e’ il regalo ideale da farle. L’espressione quasi glaciale ed i ringraziamenti di pura circostanza dell’amica gli fanno pero’ immediatamente capire che ha toppato completamente.

Situazione 3: Andrea invece rientra a casa senza nessun regalo e nota che la moglie gli sta mettendo il muso. All’improvviso, si ricorda che e’ il loro anniversario e che si era ripromesso di fare una sosta dal fioraio, ma ha poi guidato “in automatico” lungo il solito percorso di ritorno dal lavoro, scordando la svolta per il fioraio.

Cos’hanno in comune le 3 situazioni, a parte la presenza di regali?

Sono tutti casi in cui viene commesso un errore. Pero’ attenzione: i tipi di errore commessi sono ben diversi, come vedremo fra poco. Ognuna delle situazioni esemplifica infatti uno dei tre tipi principali di errori che caratterizzano qualsiasi aspetto dell’agire umano: i rapporti sociali (come nel caso del regalo), l’utilizzo di qualsiasi tipo di macchina (computer, impianto industriale, elettrodomestici,…), l’esercizio di qualsiasi professione (medico, pilota, impiegato,…), ecc.

E’ interessante quindi capirli meglio ed in questo ci viene in aiuto (forse inaspettatamente per chi non la conosce) la disciplina dell’Interazione Uomo-Macchina, che include fra i suoi ambiti di ricerca lo studio dei fattori umani all’origine degli errori e le strategie per prevenirli o per mitigarne le conseguenze.

Definiamo quindi i 3 tipi principali di errori umani (e poi vedremo quali di essi si sono verificati nelle situazioni descritte sopra):

• Slip: Il piano d’azione della persona e’ corretto, ma una (o piu’) delle azioni che lo compongono e’ stata eseguita in modo sbagliato.
• Lapse: Il piano d’azione della persona e’ corretto, ma una (o piu’) delle  azioni che lo compongono e’ stata saltata.
• Mistake: Le azioni della persona realizzano correttamente il suo piano, ma e’ il piano ad essere sbagliato.

Cercate ora di indovinare a quale tipo di errore corrisponde ognuna delle 3 situazioni. O, se siete pigri, passate direttamente alla soluzione qui di seguito:

Appuntamento con una ginoide

Il video qui sotto mostra l’impressionante livello di realismo raggiunto dalle attuali ginoidi (robot antropomorfi di sembianze femminili, da non chiamare androidi come si vede spesso erroneamente fare con questo tipo di macchina).  Si tratta innegabilmente di un ulteriore passo in avanti nel processo di antropomorfizzazione delle macchine, ma quali le possibili applicazioni pratiche?

Ad esempio, le ginoidi potranno dare una dimensione fisica al concetto di “assistente virtuale”, delle cui limitazioni abbiamo discusso nei precedenti post su Anna di IKEA e Silvia di Cartasi. Alle future generazioni di assistenti virtuali stringeremo la mano e le troveremo ad aspettarci, mai stanche e sempre gentili, 24 ore su 24, in luoghi come aeroporti, stazioni, ma anche centri commerciali, uffici pubblici, etc. per cercare di aiutarci a fare il check-in, avere informazioni sugli orari dei treni, accompagnarci fisicamente al negozio o all’ufficio che stiamo cercando, ...

Inoltre, alcuni paesi asiatici come la Corea del Sud od il Giappone, stanno attualmente lavorando molto su robot destinati ad avere interazioni sociali con gli umani, per adibire queste macchine a ruoli come quello della badante o della babysitter. E per facilitare tali interazioni, l’antropomorfizzazione certamente aiuta.

E’ venuto quindi il momento di chiedersi fino a che punto si spingera’ la relazione fra umani e umanoidi, considerando anche il livello emotivo o affettivo?

Nel lontano 1909, in una pagina del suo libro The Meaning of Truth, il filosofo William James si era soffermato a ragionare sull’ipotesi di una automatic sweetheart (“amata automatica”) che definiva come “un corpo senz’anima, ma assolutamente indistinguibile nei comportamenti da quello di una donna spiritualmente animata”, liquidandola pero’ velocemente come un oggetto che nessuno avrebbe preso seriamente.

Ben diverso fu l’atteggiamento, mezzo secolo dopo, di Joseph Weizenbaum, inventore del primo software di “assistente virtuale” (Eliza) e primo testimone degli effetti emotivo-relazionali sulle persone di quella primitiva creazione. Weizenbaum rimase talmente scosso da come Eliza veniva “vissuta” dagli utenti che decise di abbandonarne lo sviluppo.

La possibilita’ di forte intimita’ fra umani e robot antropomorfi venne esplicitata in un capitolo del libro “Artificial Intelligence: Human Effects”, pubblicato da alcuni accademici inglesi nel 1984.  Il capitolo conclusivo dell’opera preconizzava sotto forma di racconto una societa’ futura che, grazie ad androidi e ginoidi, avrebbe eliminato “il mestiere piu’ antico del mondo” e le inaccettabili forme di sfruttamento di esseri umani ad esso collegate, sostituendolo con prodotti dell’industria robotica da acquistare ai grandi magazzini, destinati ad espandere l’area di intervento degli elettrodomestici sul confort umano. Il racconto prendeva poi una piega sinistra e queste macchine antropomorfe finivano per esercitare un’influenza sulla vita dei loro possessori che andava ben oltre a quella che possiamo subire da una lavatrice.

L’idea e’ stata ripresa in chiave umoristica nel 2001 nella serie di animazione Futurama di Matt Groening (stagione 3, episodio “I dated a robot”) dove si immagina che il continuo perfezionamento di androidi e ginoidi personali (disponibili anche con le sembianze dell’attore/attrice preferita) porti ad una tale perdita di interesse reciproco fra umani da rischiare la distruzione della civilta’ e rendere necessaria la realizzazione di “pubblicita’ progresso” per invogliare a riscoprire le relazioni con la propria specie.

Nel 2008 non abbiamo (ancora) umanoidi personali, ma l’attaccamento a vari prodotti tecnologici e’ a volte cosi’ intenso e assorbe cosi’ tanto tempo, che quella “pubblicita’ progresso” potrebbe gia’ rivelarsi utile.

6 Maggio 1976: il terremoto del Friuli in Realta' Virtuale

Oggi ricorre l'anniversario del terremoto di 6,4 gradi Richter che nel 1976 uccise quasi mille persone e distrusse una vasta area del Friuli.  Ho avuto modo di rivivere piu' e piu' volte quell'evento nel cercare di ricostruirne fedelmente gli effetti in realta' virtuale sulla cattedrale gotica di Venzone, paese simbolo del Friuli e della sua ricostruzione. Il video qui sotto mostra i risultati del lavoro (alla risoluzione consentita da YouTube).

Nel progetto, abbiamo costruito un modello 3D della cattedrale, modellando e simulando il comportamento di migliaia di singole pietre, applicando dei movimenti del terreno corrispondenti a quelli registrati quella notte dai sensori di una diga vicina.  Affinche' non fosse la classica simulazione di interesse puramente tecnico-scientifico, ma riuscisse a trasmettere allo spettatore almeno in parte la drammaticita' dell'evento, ci siamo poi curati di tutti quegli aspetti legati alla percezione  della simulazione (realismo grafico, riproduzione degli effetti di luce e delle ombre, simulazione delle polveri, sonorizzazione, "regia" dei movimenti di camera,...) che da un punto di vista ingegneristico non aggiungono nulla alla simulazione, ma che sono invece fondamentali dal punto di vista emotivo.
   
Guardando il video sotto di pochi minuti, mi vengono in mente i giorni e giorni di calcolo continuo dei computer che nel nostro laboratorio producevano i "frame" del video e tutte le attivita' svolte per dare in pasto a quei computer i dati da elaborare. Per chi fosse interessato a questi dettagli del "dietro le quinte", esiste un articolo dettagliato che li illustra.

                                                                              

Che suono fa il cibo che mangi?

Il rapporto fra persone e cibo e’ un argomento che fino ad oggi non faceva parte di quelli approfonditi dall’interazione uomo-macchina. Non piu’. Recentemente, due diversi gruppi di ricerca hanno iniziato a studiarlo nell’ambito di questa disciplina. Un gruppo e’ anglo-americano e mette assieme il Georgia Institute of Technology e Microsoft Research. L’altro, quello di cui parlero’ piu’ diffusamente nel seguito, e’ italiano - una collaborazione tra Universita’ di Verona e IUAV di Venezia, nell’ambito del progetto CLOSED (Closing the Loop of Sound Evaluation and Design) - e si concentra su aspetti di design, che coinvolgono sia il cibo sia l’ambiente in cui viene preparato o consumato, ponendosi domande come: Il suono che produciamo addentando una mela o aprendo una lattina di birra può influenzare la nostra percezione dell'alimento? Se la mela producesse un cigolio la addenteremmo nello stesso modo? Se la lattina producesse un botto oppure crepitio, che effetto avrebbero questi suoni sulla nostra sete e sul nostro approccio alla bevanda?

Fino ad oggi, i designer hanno per lo più considerato i suoni degli oggetti come inevitabili effetti delle azioni che sugli oggetti si compiono. Oggi però, la disponibilità di sensori, attuatori, e microprocessori piccoli e a basso costo permette di pensare alla dimensione uditiva degli oggetti con la stessa libertà con cui si pensa alle forme, ai colori, ai materiali. Gamelunch (il nome è un gioco di parole che si riferisce alle orchestre gamelan balinesi) è la piattaforma sviluppata dall’equipe italiana per l'esplorazione del suono nell'interazione con oggetti comuni, nel contesto della preparazione e consumo di vivande.

Come potete vedere (e in particolare ascoltare) nel video qui sotto (versione YouTube a piu' bassa risoluzione, Vimeo a piu' alta risoluzione), le azioni che si compiono sul tavolo, sulle stoviglie, sulle posate e sul cibo sono catturate da sensori che controllano la produzione sintetica del suono, emesso dal tavolo stesso. La sintesi della risposta sonora è realizzata mediante simulazione di comportamenti fisici, quali sono impatti, frizioni, schiacciamenti o versamenti. Il risultato è una risposta acustica fisicamente ed energeticamente coerente alle azioni che si compiono sul tavolo. Tuttavia, la vasta gamma di possibilità offerte dal design sonoro consente di modellare l'aspetto acustico degli oggetti in modo da alterare la percezione del materiale di cui sono fatti, o da ostacolare o agevolare alcune azioni.

Se queste ricerche progrediranno, in un prossimo futuro, quando chiederemo a qualcuno di descriverci una pietanza, oltre alle solite domande del tipo “Di che colore e’?” o “Che sapore ha?”, dovremo chiedere “Che suono fa?”.