5.5 Avaliação da abordagem 3W1H
5.5.2 Análise dos Resultados
Durante a análise dos resultados do (grupo ”A”), percebeu-se que cada analista sugeriu o uso de pelo menos um dos artefatos propostos pela abordagem. Foi notada a presença de diagramas de casos de uso, diagrama de classe e diagramas de estado para representar o com- portamento do ambiente em fases e propósitos semelhantes aos da abordagem proposta. A Figura 5.27 apresenta uma avaliação dos requisitos contemplados pelos analistas e que também estão presentes na abordagem.
Figura 5.27. Requisitos percebidos no modelo preliminar do grupo ”A”.
Na análise, foram criadas classificações em uma escala de 0 a 3 (0-insuficiente; 1-Ruim; 2-Regular; 3-Bom) para cada um dos seguintes quesitos avaliados: (i) Identificação dos ob- jetos em cena; (ii) Identificação das reações que cada objeto poderá fazer no ambiente; (iii) Preocupação com quais interações reconhecer; (iv) Preocupação se as interações possuem uma representação adequada; e, (v) Preocupação com o comportamento do ambiente conforme o contexto em que é utilizado. Percebeu-se que todos os analistas do grupo de controle identifi- caram, de forma satisfatória, os objetos e as ações no ambiente. Contudo, somente um tentou fazer a associação interação/reação(ões), representada pela proposta 3W1H de Behavior Frame. Embora a avaliação dos resultados produzidos, pelo grupo de controle, nos quesitos iii, iv e v não tenham sido satisfatórias, o fato desses artefatos terem sido produzidos, respalda ainda mais a metodologia 3W1H. Pois, ela considera relevante que estes artefatos devam estar pre- sentes. E, de fato, surgiram através de um grupo de analistas que não tinham conhecimento da metodologia proposta.
Quanto ao tempo previsto para construção completa da fase de análise e projeto, os analis- tas estimaram um prazo entre 18 e 40 horas. Como observação, eles acharam o estudo de caso simples, com pequeno grau de dificuldade, contudo o desconhecimento do domínio do projeto atribuía-lhe um grau maior de complexidade, especialmente para a implementação com o en- volvimento de diversos sensores e atuadores, forma de como capturar as informações desses sensores, como detectar interações, além das suas disposições físicas/geográficas no ambiente.
Na Figura 5.28, o lado esquerdo mostra em quais quesitos os grupos tiveram maiores proble- mas. Nela destacam-se, para o grupo ”A”, uma preocupação precária ou com pouca qualidade: em quais interações utilizar; na associação das interações com as reações e; referente à consis- tência do comportamento do ambiente e o contexto em que cada associação (interação/reação) é utilizada. Já no diagrama do lado direito, verifica-se que o grupo ”B” obteve um melhor desempenho nos quesitos avaliados, destacando-se também que o quesito de menor qualidade
foi referente ao comportamento e contexto do ambiente. Entretanto, mesmo obtendo um menor nível de qualidade neste quesito, o resultado final foi muito superior se comparado ao grupo ”B”.
Figura 5.28. Resumo da comparação dos dois grupos de participantes na utilização da metodologia proposta. Grupo de controle (grupo ”A”) não utilizou o 3W1H. Grupo experimental (grupo ”B”) utilizou 3W1H . No Lado esquerdo está o gráfico com o percentual da avaliação para cada quesito observado. No lado direito está o gráfico com o média geral do percentual para todos os quesitos avaliados por grupo.
No quesito de aceitação da abordagem 3W1H, os resultados da avaliação do questionário, respondido pelo grupo experimental (grupo B) são apresentados na Tabela 5.22. Esta Tabela apresenta, em ordem decrescente, as médias obtidas na avaliação dos atributos Utilidade Per- cebida(UP) e Facilidade de Uso Percebida (FUP) do modelo TAM [128]. De acordo com a percepção das variáveis, os analistas concordam que a abordagem avaliada apresenta elementos suficientes para a concepção e modelagem do projeto.
Tabela 5.22. Tabela resultados da avaliação do questionário respondido pelo grupo B. Esta Tabela apre- senta a média da avaliação dos atributos Utilidade Percebida(UP) e Facilidade de Uso Percebida (FUP) do modelo TAM[128].
ID Descrição Média
UP-1 A abordagem apresenta artefatos suficientes para a fase de concepção
do projeto.
4,5
UP-2 A abordagem apresenta artefatos suficientes para a fase de modelagem
do projeto.
4,5
UP-4 Acredita que os benefícios apresentados pela abordagem são atrativos. 4,25
FUP-1 A abordagem é de fácil aprendizagem. 4,25
FUP-2 A abordagem é de fácil aplicação. 4,25
UP-3 A abordagem apresenta artefatos suficientes para a fase de implementa-
ção do projeto.
No que diz respeito à Utilidade Percebida, por parte dos analistas, foi observado que todos os participantes da avaliação concordam que a proposta apresenta artefatos suficientes para as fases de concepção, modelagem e implementação. Em relação à facilidade de uso, todos os analistas concordam que a abordagem é de fácil aprendizado e aplicação. A Tabela 5.22 mostra a média da pontuação para cada um dos quesitos do questionário de avaliação.
5.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com o objetivo de colocar os conceitos da abordagem 3W1H em prática, bem como a efetiva utilização do framework TTAir, foram concebidos e detalhados 4 estudos de casos reais. Com o auxílio desses estudos de caso foi possível detalhar cada uma das etapas sugeridas nesta pesquisa e visualizar todos os entregáveis produzidos, necessários para conceber um exemplo prático. Estes estudos de caso foram a base para várias das publicações associadas a esta tese, tais como: [2, 16, 122, 123, 129, 130].
Ao final do capítulo, foi apresentado um experimento com a participação de analistas com experiência de mercado. Neste experimento, foi evidenciada a viabilidade da utilização da abordagem 3W1H, além de um alto nível de aceitação e facilidade de uso percebida pelos analistas.
Outros estudos de caso, como BloodPression [130] e TTAir PIANO [129], produzidos com a aplicação da metodologia 3W1H e com o auxílio do framework TTAir, também podem ser encontrados no site do projeto Touch The Air <www.touchair.com.br>.
6
Este capítulo apresenta considerações finais sobre as contribuições desta tese. Relata as publicações alcançadas, as limitações desta pesquisa e quais seriam os trabalhos futuros.CONCLUSÃO
As áreas de IHC e Computação Ubíqua se integram com o objetivo de tornar a interação humano-computador imperceptível para o usuário, de tal maneira que ele interaja com um sis- tema computacional de forma natural, como se interagisse com uma ou mais pessoas.
Uma maneira de se obter uma interação natural é deixar de lado as interfaces convencionais, como teclado e mouse, e levar em conta onde ocorreram as interações, focando nas formas mais primitivas de comunicação, que são: a utilização da fala, gestos, presença no ambiente, expressões faciais, movimentos dos olhos, etc.
A influência do cenário (seus objetos e instalações físicas), no contexto e na percepção do usuário, é um fator relevante para a utilização das funcionalidades de um ambiente intera- tivo [11–13]. Por outro lado, estabelecer um processo de comunicação entre o sistema compu- tacional e o usuário, através de suas interações a serem reconhecidas pelo ambiente, ainda é um desafio. E, para uma melhor memorização, as interações a serem reconhecidas pelo ambiente, preferencialmente, devem ser definidas pelo próprio utilizador [108]. Contudo, as associações entre interações/reações devem ser flexíveis, pois uma mesma interação, em diferentes contex- tos, pode levar a reações distintas do ambiente interativo [109].
O crescimento rápido e desordenado de pesquisas envolvendo os ambientes interativos, pro- veniente do surgimento da plataforma Kinect da Microsoft a partir de 2010, resultou em uma falta de padronização e uma grande quantidade de repetição de tarefas e de codificação, no processo de concepção desses ambientes.
Os fatores acima citados direcionam este trabalho no sentido de melhor entender as tarefas comumente executadas nesta área e propor uma solução para um crescimento padronizado e ordenado. Ao longo do Capítulo 2 foram mapeados diversos trabalhos científicos, através de uma pesquisa sistemática, e identificadas as principais questões norteadoras desta pesquisa além da necessidade de uma metodologia/formalização no processo de construção desses ambientes. As questões apresentadas são:
• Como guiar a construção de ambientes interativos de maneira melhor estruturada e meto- dológica?;
• Como aproveitar componentes/técnicas já implementadas por outros e aplicar na concep- ção do ambiente interativo?
O Capítulo 3 sugere uma solução à primeira questão através de uma nova abordagem para reduzir esforços e oferecer um norte para os pesquisadores da área. Tal abordagem é intitulada
de Where, What, Why and How - 3W1H e foi inspirada por uma outra área da ciência que estuda o comportamento dos indivíduos, conhecida como Behaviorismo[100]
A abordagem apresentada no Capítulo 3 segue as fases de um processo de concepção de sis- temas relacionados com ambientes interativos, mostra um novo olhar para o comportamento do sistema e suas interações se utilizando de conceitos basilares do Behaviorismo e cria, como uma das principais contribuições, o conceito da unidade básica do comportamento e das regras de comportamento, intitulados respectivamente de Behavior Frames e Behavior Chain. O trabalho vai mais além e fornece meios de detalhar o comportamento desejado do sistema, conforme o contexto em que se encontra, com as descrições dos Behavior Frames e Behavior Chain. Todo o processo proposto na abordagem é validado através da construção de um estudo de caso real para controlar uma TV através de gestos, descrito na Seção 5.5 do Capítulo 5.
Como resposta à segunda questão, foi proposto o framework TTAir que automatiza muitas das etapas relacionadas à implementação, facilitando o reuso de código na concepção e proto- tipagem de aplicações voltadas para esses ambientes. A arquitetura do TTAir proposto e suas implementações foram baseadas nas lacunas identificadas no Capítulo 2.
O TTAir também permite a configuração e carga de todo o comportamento do ambiente através de modificações das associações interações/reações, contextos e transições, em tempo de execução, por meio de arquivo XML. Também torna possível monitorar todo o aconteci- mento da execução do sistema, por meio dos arquivos de LOG e fornece ao desenvolvedor a possibilidade de experimentar diferentes configurações de ambiente e acompanhar o aconte- cimento da execução. Entrega formas ágeis de apresentação/visualização através de Widgets, além de uma camada de abstração de bancos de dados e de sensores físicos, como RGB, Depth e IR. Como complemento do framework TTAir, é disponibilizada uma interface gráfica para orquestração do comportamento do ambiente que incorpora os conceitos da abordagem 3W1H e disponibiliza meios de modificar as regras do comportamento sem a necessidade de conheci- mentos XML (Anexo A).
No Capítulo 5 foram apresentados estudos de caso, sendo que o primeiro apresenta a con- cepção e implementação de uma interface de controle da TV por meio de gestos. Os outros estudos de caso ilustraram as possibilidades de utilização de realidade aumentada para contro- lar uma lâmpada e de interações provenientes de personagens virtuais, ao invés de um usuário real. A viabilidade da aplicação da abordagem 3W1H em contexto diferente é provada atra- vés dos exemplos do TTAirHouse e, principalmente, pelo trabalho de Saleme et al.[2]. Este último coloca em prática toda a abordagem proposta com o objetivo de integrar efeitos multis- sensoriais em ambientes interativos utilizando o padrão MPEG-V. Além disso, a viabilidade de utilização da abordagem 3W1H também é avaliada através de experimento descrito na Seção 5.5 do Capítulo 5, envolvendo profissionais da área de TI.
Por fim, conclui-se que a necessidade de uma metodologia de concepção e implementação para ambientes interativos e a necessidade de aproveitar esforços e tarefas na implementação desses ambientes, levantadas no Capítulo 2, são plenamente atendidas pela abordagem 3W1H e pelo framework TTAir. A abordagem 3W1H oferece uma sequência de atividades executa- das de forma organizada, que visa à construção de ambiente com qualidade, no curto prazo, adequado aos desenvolvedores, de forma a otimizar o desenvolvimento de sistemas sem, no entanto, burocratizar a execução dessas atividades. O framework TTAir, pode ser utilizado de forma independente ou em conjunto com a metodologia, e disponibiliza uma arquitetura modu- lar e flexível para serem adicionadas funcionalidades em cada uma de suas camadas.
6.1 CONTRIBUIÇÕES
O principal legado deste trabalho refere-se à abordagem de desenvolvimento de ambientes interativos que levam em considerações os aspectos relevantes em seu alicerce. Dentre esses aspectos, podem ser destacados: o contexto, as interações mais naturais e a flexibilidade para modificar o comportamento desses ambientes. Esta contribuição oferece um modelo prático de processo para orientar a concepção e implementação desses ambientes, intitulado de 3W1H - Where-What-Why-How Approach. Tal abordagem, leva em conta questões práticas no pro- cesso de concepção, como: a facilidade de compreensão, facilidade de manutenção e rapidez na produção dos artefatos necessários à implementação dos ambientes.
A segunda grande contribuição desta tese está relacionada a uma arquitetura modular e flexível para um crescimento ordenado e reuso de códigos. Ela diz respeito ao framework Touch The Air - TTAir, que oferece a especificação e implementação de um conjunto de métodos e funções para facilitar e padronizar o desenvolvimento de aplicações para ambientes interativos. Além de uma IDE WEB (Anexo A) que possibilita criar de forma ágil e simples, protótipos de comportamentos de ambientes interativos através de descrições XML a serem utilizadas pelo framework TTAir proposto. Neste modelo é também apresentada uma arquitetura genérica para ambientes de interação que explicita os seus componentes e interconexões, bem como promove a separação de preocupações relacionadas com a interação do usuário, sensores e com os atuadores que fornecem o retorno das interações para o usuário. Este framework está descrito no Capítulo 4.
Entretanto, para alcançar esses dois resultados, outras contribuições de menor impacto fo- ram necessárias:
i) Projetar uma maneira de identificar uma arquitetura genérica através de identificação e classificação de tarefas comumente executadas em diversos trabalhos científicos analisa- dos;
ii) Estruturar uma sequencia de passos a serem seguidos por desenvolvedores sem experiên- cias na área.
iii) Construir ambientes interativos como prova de conceito
iv) Pesquisar e estruturar formas de detectar interações mais naturais para as associações com as reações do ambiente;
v) Conceber aplicações que abstraíssem as conexões com sensores de fabricantes distintos; vi) Conceber e projetar aplicações de visualização, utilizando técnicas de realidade mista ou
realidade aumentada;
vii) Projetar uma arquitetura que seja possível adicionar diversos algorítimos de reconheci- mento de padrão, sem que seja necessário a modificação do ambiente;
6.2 PUBLICAÇÕES
No decorrer do desenvolvimento desta pesquisa, uma das estratégias utilizadas para verifi- car a aceitação do projeto por parte da comunidade científica, foi submeter artigos referentes aos resultados observados durante a sua realização. Essa ação possibilitou a obtenção de contri- buições que permitiram progressos na pesquisa. A seguir estão listados, em ordem cronológica, os artigos científicos publicados ao longo do desenvolvimento desta tese:
i) REHEM NETO, Almerindo Nascimento; SANTOS, Celso Alberto Saibel ; ANDRADE, M. V. . Interfaces para aplicações de Interação Natural baseadas na API OpenNI e na Plataforma Kinect. In: Patrícia Vilain, Valter Roesler. (Org.). Tópicos em Banco de Dados, Multimídia e Web. Florianopolis: Sociedade Brasileira de Computação, 2011, v. , p. 35-59.
ii) NUNES, M. A. S., REHEM NETO, Almerindo Nascimento, BEZERRA, J. S., Rocha, A., SANTOS, C. A. S. (2011, November). Uso do kinect para a extração de características afetivas do usuário. In Towards Affective Computing in Education (SBIE-WIE 2011 Workshop), Aracaju (pp. 1808-1815).
iii) REHEM NETO, A. N., SANTOS, C. A., DE CARVALHO, L. A., CANUTO, C. De- senvolvimento de ambientes virtuais interativos usando Java e kinect. In: Proceedings of the 12th Brazilian Symposium on Human Factors in Computing Systems. Brazilian Computer Society, 2013. p. 352-355.
iv) REHEM NETO, Almerindo Nascimento; SAIBEL SANTOS, Celso Alberto; DE CAR- VALHO, Lucas Aragão. Touch the air: an event-driven framework for interactive envi- ronments. In: Proceedings of the 19th Brazilian symposium on Multimedia and the web. ACM, 2013. p. 73-80.
v) REHEM NETO, A. N.,ANTÃO, I.G., SANTOS, J. B., SANTOS, C. A. S. (2013, Octo- ber). Uma biblioteca de componentes para desenvolvimento de aplicações controladas por gestos. In Proceedings of the 12th Brazilian Symposium on Human Factors in Com- puting Systems (pp. 335-336). Brazilian Computer Society.
vi) SANTOS, Jesimon B., REHEM NETO, Almerindo N. ”TTAIRBUTTON: Biblioteca para Criação de Botões Virtuais com Execução de Ações.” Anais da XIV Escola Regional de Computação Bahia-Alagoas-Sergipe, 2014.
vii) SANTOS, J. B., SALES, B. D. J., SANTOS, J. A., REHEM NETO, A. N., SANDES, S. S. TTAirBloodPressure: Aula Interativa sobre Aferimento de Pressão Arterial.
viii) CALAZANS, Magna, SANTOS, Jesimon B. REHEM NETO, Almerindo N. “O uso da interação natural no ensino de música”. Anais da Semana Nacional de Tecnolo- gia, 2015. Apresentação Oral. http://pt.slideshare.net/almerindorehem/uso-da-interao- natural-e-realidade-aumentada-no-ensino-da-msica, acessado em 01/03/2016
ix) SANTOS, Celso A. Saibel; REHEM NETO, Almerindo N.; SALEME, Estevao B. An Event Driven Approach for Integrating Multi-sensory Effects to Interactive Environments. In: Systems, Man, and Cybernetics (SMC), 2015 IEEE International Conference on. IEEE, 2015. p. 981-986.
x) REHEM NETO, Almerindo N., SAIBEL SANTOS, Celso A., SALEME, Estêvão B. ”Where, What, Why and How - 3W1H: Uma abordagem prática para desenvolvimento de ambientes interativos”. XIV Brazilian Symposium on Human Factors in Computing Systems. Brazilian Computer Society, 2015. p. 153-162.
No WEBMEDIA, em 2011, um trabalho com a experiência adquirida durante o surgimento do OpenNI e todos os conceitos iniciais sobre interação natural foi apresentado como mini- curso. Neste mesmo ano, o artigo publicado no SBIE-WIE, se utilizava desta experiência para
tentativa de extração de características afetivas do usuário através das informações obtidas com o Kinect. Ao final de 2011, foram percebidas diversas necessidades de melhorias no padrão OpenNI fornecido pela empresa PrimeSense. Tais melhorias foram apresentadas à empresa e esta firmou um acordo de confidencialidade e cooperação de trabalhos para incorporar as me- lhorias sugeridas. Nesta época, foram iniciados os estudos e a concepção do framework Touch Air.
Em 2013, o amadurecimento com a plataforma OpenNI e com os sensores Kinect e Carmine (cedido pela PrimeSense) resultou em outro minicurso, intitulado de ”Development of interac- tive virtual environments using Java and Kinect technologies”, apresentado no WebMedia e no IHC.
O artigo ”Touch the Air: An Event-driven Framework for Interactive Environments” foi apresentado no WebMedia 2013 como uma das principais contribuições desta tese. O artigo re- cebeu prêmio de melhor trabalho da trilha Multimídia do WebMedia 2013 (Evento promovido pela SBC). Ele apresentava todas as funcionalidades desejadas para agilizar a construção/im- plementação de ambientes interativos e já mapeava/incorporava atividades comuns de diversas publicações da área. Em paralelo, alguns dos conceitos da camada de apresentação do TTAir eram apresentados no IHC 2013, através do artigo ”Uma biblioteca de componentes para de- senvolvimento de aplicações controladas por gestos”. Três dos estudos de caso utilizando o framework TTAirforam apresentados no XIV ERBASE em 2014, no XV ERBASE em 2015, e na SNCT de 2015.
Por fim, no IHC 2015, foi publicada e formalizada toda a abordagem 3W1H. Este artigo tinha como principal objetivo demonstrar os passos necessários para a construção efetiva de um ambiente interativo trazendo os artefatos, em cada uma das etapas do processo de construção, que deverão ser produzidos. E, no SMC IEEE, são colocados em prática todos os conceitos desta abordagem 3W1H, em conjunto com um estudo de caso para produção de efeitos sensoriais através de anotações MPEG-V. Estas duas últimas publicações, somadas com a publicação do framework no WebMedia em 2013, demonstram a viabilidade das principais contribuições desta pesquisa.
6.3 LIMITAÇÕES
Uma das principais motivações para os pesquisadores é continuar suas buscas por novos resultados e aprimoramento do que já foi realizado. Nesta pesquisa, alguns aspectos devem ser melhorados e ainda necessitam que sejam realizados. Os pontos listados a seguir explicitam algumas das principais limitações deste trabalho:
• A execução de cada reação está sendo considerada como atômica e não são levadas em consideração as reações sequenciais, em paralelo ou iniciadas a partir de um determinado tempo;
• O framework TTAir foi implementado na tecnologia Java sob o padrão OpenNI, criado pela Primesense. A empresa Primesense foi comprada pela Apple e a tecnologia em Java, seguindo o padrão OpenNI, tende a ser descontinuado;
• Embora os resultados tenham sido bastante promissores e houveram diversos estudos de casos sendo produzidos por alunos, assim como publicações de artigos com estes resul- tados. A avaliação do framework TTAir utilizou um número pequeno de usuário e não seguiu um processo formal;
6.4 TRABALHOS FUTUROS
O constante crescimento dos ambientes interativos e a tendencia de se utilizar, cada vez mais, novas modalidades de interações. São aspectos fundamentais na continuidade da linha de pesquisa abordada neste trabalho e fornece a necessidade de aprimoramento da proposta desta