Human-Machine Interface, la nuova frontiera dell’interazione tra persone e macchine

Non solo tecnologia e design, ma anche aspetti cognitivi e persino emozioni. L'interazione persone-macchine mette in gioco numerosi elementi che insieme influiscono virtuosamente sulla progettazione degli HMI (Human-Machine Interface) di nuova generazione

Qual è al momento attuale la frontiera dell’interazione tra esseri umani e computer? Dove finisce la persona e inizia la macchina? Di quali teorie, metodologie, strumenti e sensibilità abbiamo bisogno per esplorare territori ancora inesplorati? Le risposte a domande così impegnative arrivano dall’Università di Bolzano, attraverso Antonella De Angeli, ordinaria di Interazione Persona-Macchina. De Angeli lavora nel Dipartimento di Scienze e Tecnologie Informatiche, ma di formazione è una psicologa. Si occupa, quindi, del concetto di interazione dal punto di vista dell’utente.

Una breve presentazione che lascia immediatamente intravedere uno scenario particolarmente articolato, che coinvolge non solo aspetti tecnologici, ma anche umanistici e di design. "La disciplina sulla quale lavoro è l'Interazione persona-macchina (Human Computer Interaction) ed è nata relativamente pochi anni fa. I primi lavori risalgono a metà degli anni Ottanta e riguardavano la traduzione dei fattori umani in ambiente militare, quando si è scoperto che le macchine non soltanto aiutavano a svolgere dei compiti, ma aprivano anche nuove richieste dal punto di vista cognitivo, fisico ed emozionale".

"Lo studio dell’interazione persona-macchina, guardando al benessere della persona, si è occupata di andare oltre la prospettiva ingegneristica, secondo la quale la macchina si riduce a svolgere un compito". L’attività dell’Università di Bolzano, oggi, si inserisce pienamente nel nuovo scenario, sviluppando iniziative a cavallo fra design e ricerca, oltre che collaborazioni con le stesse imprese. "Ad esempio, alla Libera Università di Bolzano, in estate abbiamo organizzato una mostra di prototipi interattivi per cominciare a ragionare sugli scenari futuri, allo scopo di capire cosa accadrà quando macchine intelligenti opereranno a stretto contatto con noi. Questo dà modo alle persone di capire meglio cosa potranno fare con la tecnologia e a quest’ultima di prendere ispirazione da quello che gli esseri umani stessi vogliono".

L'interazione persone-macchine: a che punto siamo e quali sono i trend futuri

"La disciplina si pone come obiettivo di partire dai requisiti delle persone e trasformarli in elementi di design che possono essere di natura grafica, tattile, fisica, di costruzione dell’oggetto e, infine, di valutazione". La mostra, risultato della collaborazione fra la Facoltà di Scienze e Tecnologie informatiche (coordinata dalla ricercatrice Maria Menendez-Blanco) e la facoltà di Design e Arti, ha coinvolto circa cento persone in visita a Bolzano nonché numerosi partecipanti virtuali che si sono collegati da tutto il mondo.

Che cosa si intende oggi con il concetto di interazione persone-macchine?

L’interazione persona-macchina è la comunicazione che avviene fra le persone e la macchina stessa. L’approccio che seguo, che si definisce centrato sull’utente, parte dal presupposto che la macchina deve essere disegnata e progettata in modo tale da facilitare l’esecuzione del compito nei confronti delle persone.

In questo modo si va a ridurre il tempo di training e ad aumentare la sicurezza. In aggiunta, si riesce a creare un’interfaccia che sia il punto di congiunzione fra due entità completamente differenti: da un lato l’essere umano in qualità di decision maker di tipo imperfetto, influenzato da tutta una serie di stimoli - affettivi, organizzazionali, sociali e culturali - dall’altro la macchina con la caratteristica di elaborare informazioni in modo programmatico, ottimale e molto centrato sulla prestazione.

Quali sono le principali tendenze nelle aziende e nella ricerca sul fronte dell'interazione persone-macchine?

In questi ultimi anni c’è stata una grandissima crescita di interesse proprio nel concetto delle nuove automatizzazioni in azienda che, essenzialmente, vanno nella direzione della robotizzazione. Quindi, parliamo dell’utilizzo di macchine che non sono più soltanto degli enti che svolgono dei compiti cognitivi come i computer, ma che eseguono anche compiti fisici, come assemblare pezzi. In questo momento è proprio questo il settore maggiormente in crescita, nel campo della ricerca e in termini di investimenti in progetti scientifici. Personalmente, mi sto occupando del concetto della robotizzazione e come essa potrà cambiare le dinamiche, le prestazioni e le tipologie di lavoro in azienda.

Come viene considerata dalle imprese la robotizzazione, alla luce di tali riflessioni?

La robotizzazione viene vista come un modo di aumentare i profitti e di rendere il lavoro dell’operatore umano più sicuro. Tuttavia, ciò che accade molto spesso è che queste macchine creano un alto livello di complessità: aumentano l’informazione a cui siamo esposti e richiedono nuovo training.

Quindi l’idea è proprio quella di studiare come le persone si comportano nel loro ambiente, cercare di capire quali sono i requisiti umani e tentare di implementarli all’interno delle macchine che lavorano insieme con gli utenti. Di conseguenza, al momento la ricerca è proprio intenta nel definire i nuovi criteri di collaborazione fra lavoratori umani e lavoratori robotici, in modo tale che si aumentino sia le prestazioni che il livello di sicurezza e, di conseguenza, anche l’accettabilità di questa interazione persone-macchine. Infatti, checché se ne parli da anni, vi sono ancora molte resistenze che provengono, in modo particolare, dal lavoratore umano.

Quali crede siano effettivamente le principali resistenze all’adozione dei robot?

La prima è che la robotizzazione porterà a una diminuzione dei lavori. Ciò non sembra vero, in realtà, dal momento che le ricerche attuali ci dicono che la robotizzazione ha un effetto negativo sul lavoro, ma solo nelle categorie dei lavoratori collocati a livello più basso, mentre genera tutta un’altra serie di possibilità relative a nuovi tipi di lavoro. Questi robot, infatti, avranno bisogno di chi li comanda, di chi li gestisce e di chi vi interagisce e li cambia.

Fare in modo che la robotizzazione vada a beneficio di una categoria più ampia di utenti è proprio quello di cui si sta occupando ora la ricerca. L’innovazione più grossa nell’industria è stata quella che in gergo si definisce “il robot è uscito dalla gabbia”, per cominciare a pensare a dei team misti fra esseri umani e macchine che in qualche modo coordinino le loro azioni nel modo ottimale. Questo potrà avvenire, a mio avviso, semplicemente nel momento in cui prendiamo l’essere umano per renderlo l’informatore di ciò che il robot può fare. Anche perché il robot lo possiamo programmare, l’essere umano molto meno. Quindi bisogna proprio riuscire a capire come queste due entità strutturalmente diverse si possano incontrare.

Quale potrebbe essere, perciò, l’incontro ideale tra una persona e un robot?

L’incontro sta avvenendo a grande velocità in quasi tutta Europa, dove appunto gli investimenti sul robot nell’industria stanno diventando principali. Quello che si vede, comunque, è che un approccio semplicemente centrato sul top-down, ossia si prende un robot e lo si mette nell’industria, tipicamente non funziona. Questo perché le persone hanno delle loro pratiche e dei loro modi di lavorare, quindi il fatto è proprio di cercare di capire tale ecosistema profondo. L’inserimento dei robot diventa, infatti, un cambiamento strutturale e, quindi, si rende necessario un lavoro di accompagnamento. Di conseguenza, la questione dell’interfaccia non è solo l’azione che l’operatore fa in quel momento, ma è proprio l’ecologia che viene modificata dalla presenza dei robot. Ad esempio, in questo periodo mi sto occupando degli aspetti di genere, proprio perché una delle promesse della robotizzazione potrebbe essere quella di incoraggiare settori come il manifatturiero, grazie ad essa sempre meno caratterizzati da lavori prettamente pesanti, ad aprire maggiormente alle donne.

Generalmente quali compiti sono assegnati al robot?

I robot in questo momento vengono utilizzati per tantissimi tipi di task e adesso siamo proprio nel momento in cui dobbiamo capire, in modo particolare dal punto di vista della sicurezza, come fare in modo che si creino livelli di collaborazione efficaci. Quindi si ragiona molto sui problemi di accettazione, perché in termini psicologici sappiamo che un comportamento dipende dall’intenzione personale di farlo. Partendo dal focus su come si comportano le persone si possono progettare e disegnare delle dinamiche di comunicazione che siano più idonee a certi tipi di contesto. L’idea di introdurre un robot in azienda deve partire da uno studio approfondito sul campo di come il lavoro viene fatto e su come il robot diverrà improvvisamente un nuovo modo di lavorare.

Vi è un aspetto che sta catturando maggiormente l’attenzione dei progettisti nello sviluppo dell'interazione persone-macchine?

In questo momento, nello sviluppo dei robot, ci si sta particolarmente concentrando sul concetto della riconfigurabilità. I robot devono essere abbastanza flessibili da potere essere programmati e progettati per entrare in contesti che sono molto diversi fra di loro. Il concetto di riconfigurazione implica che non si debbano ogni volta costruire nuovi robot che, viceversa, saranno flessibili abbastanza per poter essere integrati in scenari differenti, dall’impresa multinazionale al laboratorio artigianale, in basa all’ambiente di cui faranno parte, programmandoli in virtù delle esigenze organizzazionali, psicologiche e ambientali delle persone.

Naturalmente, a sua volta, ciò apre una serie di nuove problematiche, sia in termini di sviluppo che di tipo etico e concettuale: il fatto che il robot possa prendere delle decisioni, come si configura in termini di responsabilità? Quali sono i livelli etici che possiamo definire all’interno della collaborazione persona-macchina? Questo è un filone di studio nuovissimo, perché è la prima volta che ci troviamo a dovere interagire con delle entità meccaniche che non solo sono capaci di ragionare, ma anche di agire nello spazio.

Posta la flessibilità necessaria, è possibile individuare aspetti standard nell’adozione dei robot?

Questo è proprio ciò su cui si sta lavorando a livello molto ampio. Quello che ormai è assolutamente stabilito, è che l’introduzione dei robot in azienda ha bisogno di essere accompagnato da un processo formativo molto forte. Questo per fare in modo che tutti abbiano una chiara definizione di ciò che il robot può fare, affinché possano cogliere anche un loro miglioramento.

Questo tipo di risultato vantaggioso nei confronti dell’adozione: le persone, una volta che hanno colto il nuovo contesto, sono più agili e capaci di avvicinarsi ad esso. Da un punto di vista dell’applicazione pratica, alle aziende che si stanno trasformando, perciò, si suggerisce un approccio di tipo socio-tecnologico, poiché la tecnologia va molto più veloce dell’essere umano, che invece ha bisogno di più tempo per adattarsi e capire. Di fatto, lato tecnico e risorse umane devono lavorare insieme per creare nuove ecologie che avvantaggino sia l’azienda che le persone che vi lavorano.

Concretamente, come le interfacce supportano le relazioni virtuose tra persone e macchine?

In riferimento al robot l’interfaccia è il vero e proprio punto di contatto, però non più su un’azione come in passato, ma su una effettiva collaborazione. In questa prospettiva l’interfaccia evolve, tant’è che con il robot possiamo comunicare parlando, posto che il linguaggio naturale è un modo molto naturale di comunicazione tra le persone, perciò va riadattato alla macchina. Altri tipi di comunicazione, per quanto riguarda il robot, al momento assumono una prospettiva multimodale, quindi coinvolgono più canali, dal parlato al gesto, fino all’azione fisica - tutto ciò crea più possibilità di interazione. Attualmente, per esempio, si lavora molto sull’insegnare al robot a svolgere delle azioni ripetendo, come di fronte ad uno specchio, i movimenti dell’operatore. L’insegnamento tramite azione diventa, a sua volta, una nuova interfaccia e una possibilità di interazione.

Per l'interazione persone-macchine, quali potrebbero essere gli scenari futuri?

Per quanto riguarda l’industria, ci possiamo aspettare, nel giro di pochi anni, una crescente presenza del robot all’interno delle catene produttive insieme alle persone. Quindi, “usciti dalle gabbie”, vanno a lavorare insieme agli operatori e sempre di più non con il concetto di una interazione uno a uno, ma fatta di team, ovvero con gruppi di persone che siano in grado di passarsi l’informazione e l’oggetto nella catena di sviluppo. Inoltre, emergerà che questi team non saranno formati solo da robot ed essere umani, ma anche da robot con robot, e poi robot con esseri umani ed esseri umani con esseri umani. Il futuro sembra molto chiaramente allineato ad un aumento dell’automatizzazione robotica in azienda, in modo particolare a una introduzione di questa nuova possibilità proprio più all’interno del processo di sviluppo. Sarebbe la realizzazione dell’idea massimale del robot, facendo in modo che i lavori più pericolosi e rischiosi li prenda in carico la macchina, così come quelli più ripetitivi.

Questo naturalmente andrà a cambiare le dinamiche del mercato del lavoro, sollecitando la riqualificazione delle persone per riuscire ad avere un beneficio comune da tutti i punti di vista. Per quanto riguarda l’impatto sul mondo del lavoro, in questo momento vi è una fortissima richiesta di competenze che vanno dallo sviluppo tecnologico alla comprensione del sistema socio-tecnologico intorno alla macchina.

Come Università, su quali temi siete maggiormente focalizzati se pensiamo all'interazione persone-macchine?

L’Università di Bolzano è sicuramente ben equipaggiata per quanto riguarda l’evoluzione robotica e le nuove forme di impresa. All’interno della Facoltà di Scienze Informatiche abbiamo esperti dal punto di vista della creazione dell’intelligenza; d’altra parte, i robot ragionano grazie a dei programmi e sempre di più si sta pensando di sviluppare il concetto del machine learning, affinché la macchina impari da sola a partire dai Big Data a disposizione. Poi abbiamo il mio gruppo di Tecnologia Umanistica che si occupa del livello di interfaccia e di definire quali siano i requisiti interattivi di cui l’utente ha bisogno, collaborando con i colleghi di design capaci di creare l’interfaccia più concreta per favorire l'interazione persone-macchine. Grazie a tali competenze, l’Università di Bolzano riesce sicuramente a coprire la complessità nel suo insieme.