Ερευνητικές και Αναπτυξιακές Δραστηριότητες

 

Ψηφιακή προσβασιμότητα, Σχεδίαση για Όλους και Καθολική Πρόσβαση
Σχεδίαση Εμπειρίας Χρήσης
Σχεδίαση Ευφυών Περιβαλλόντων
Ανθρωποκεντρική Σχεδίαση Τεχνητής Νοημοσύνης
Εκτεταμένη Πραγματικότητα και Γραφικά Υπολογιστή
Εφαρμοσμένη Έρευνα, Παραγωγικές Δραστηριότητες και Διασύνδεση με την κοινωνία και τη βιομηχανία
Γλώσσες Προγραμματισμού και Ολοκληρωμένα Περιβάλλοντα Ανάπτυξης Διεπαφών

 

 

Ο πρωταρχικός στόχος κατά την περίοδο δημιουργίας του Εργαστηρίου, το ακαδημαϊκό έτος 1988-1989, αφορούσε στην ανάπτυξη υποστηρικτικών τεχνολογιών και προϊόντων που στόχευαν στην κάλυψη των αναγκών συγκεκριμένων ομάδων χρηστών με αναπηρία, υιοθετώντας την ανθρωποκεντρική διαδικασία σχεδίασης, με τη συμμετοχή αντιπροσωπευτικών χρηστών. Η έναρξη λειτουργίας του Εργαστηρίου σηματοδοτήθηκε από την ανάληψη και εκτέλεση σειράς ανταγωνιστικών έργων που χρηματοδοτήθηκαν από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, με ιδιαίτερα σημαντικά αποτελέσματα, τα οποία έλαβαν διεθνείς διακρίσεις και άφησαν το αποτύπωμά τους σε εθνικό και Ευρωπαϊκό επίπεδο.

Στην πορεία, η ερευνητική αυτή δραστηριότητα εξελίχθηκε με βάση τις αρχές της Σχεδίασης για Όλους (Design for All) και της Καθολικής Πρόσβασης (Universal Access), τις οποίες ο Επικεφαλής του Εργαστηρίου εισήγαγε στη διεθνή βιβλιογραφία στις αρχές της δεκαετίας του ’90 με απώτερο στόχο την προώθηση της ανάπτυξης μιας συμπεριληπτικής κοινωνίας.

Οι δράσεις του Εργαστηρίου προς αυτή την κατεύθυνση εξελίχθηκαν διαχρονικά και περιέλαβαν: (α) τη δημιουργία καινοτόμων πλαισίων, μεθοδολογιών, τεχνικών και εργαλείων που υποστηρίζουν τον κύκλο ανάπτυξης αλληλεπιδραστικών εφαρμογών και υπηρεσιών μέσω της ευφυούς αυτοπροσαρμογής διεπαφών οι οποίες λαμβάνουν υπόψη τις ανάγκες, απαιτήσεις και προτιμήσεις διαφορετικών ομάδων χρηστών, σε διαφορετικά πλαίσια χρήσης (contexts of use), και τεχνολογικές πλατφόρμες (π.χ. προσωπικούς υπολογιστές, κινητές, φορετές και έξυπνες συσκευές, συσκευές ενσωματωμένες στο περιβάλλον), (β) τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη τεχνικών αλληλεπίδρασης, καθώς και υποστηρικτικών τεχνολογιών, για συγκεκριμένες ομάδες χρηστών με αναπηρία, (γ) την ανάπτυξη καθολικά προσβάσιμων εφαρμογών και υπηρεσιών σε διάφορους τομείς της καθημερινής ζωής, (δ) την ανάπτυξη καθολικά προσβάσιμων περιβαλλόντων Διάχυτης Νοημοσύνης και εκτεταμένης πραγματικότητας, (ε) αξιολογήσεις και ελέγχους προσβασιμότητας από εμπειρογνώμονες καθώς και μελέτες προσβασιμότητας και ευχρηστίας με τελικούς χρήστες.

Οι δράσεις αξιολόγησης ευχρηστίας και προσβασιμότητας αφορούν σε οριζόντια δραστηριότητα που παρέχεται όχι μόνο για τις τεχνολογίες που αναπτύσσονται εντός του Εργαστηρίου, αλλά και προς τρίτους ως συμβουλευτική υπηρεσία (consultancy). Στο πλαίσιο αυτό, ακολουθούνται αφενός τα διεθνή πρότυπα (ISO standards) και οι καλές πρακτικές για την αξιολόγηση της ευχρηστίας (usability evaluation) και της Εμπειρίας Χρήστη (user experience evaluation), και αφετέρου οι κατευθυντήριες γραμμές και τα πρότυπα (de facto standards) της Κοινοπραξίας για τον Παγκόσμιο Ιστό (World Wide Web Consortium – Web Accessibility Initiative) για την αξιολόγηση της προσβασιμότητας (σύμφωνα με τις απαιτήσεις της Ελληνικής και Ευρωπαϊκής νομοθεσίας και της Σύμβασης των Ηνωμένων Εθνών).

 

Οι δραστηριότητες του Εργαστηρίου στην περιοχή αυτή εστιάζονται στον σχεδιασμό και στην αξιολόγηση της Εμπειρίας Χρήστη (User Experience – UX), ούτως ώστε να διασφαλιστεί ότι τα προϊόντα και οι υπηρεσίες που αναπτύσσονται από το Εργαστήριο είναι εύχρηστα και παρέχουν μια Εμπειρία Χρήστη υψηλής ποιότητας. Στο πλαίσιο αυτό, αναπτύσσονται καινοτόμες μεθοδολογίες, τεχνικές και εργαλεία για την υποστήριξη και τη διευκόλυνση του σχεδιασμού και της αξιολόγησης της Εμπειρίας Χρήστη, ενώ παράλληλα παρέχονται σχετικές συμβουλευτικές υπηρεσίες προς τρίτους, σε όλες τις φάσεις του κύκλου ανάπτυξης διαδραστικών εφαρμογών και υπηρεσιών.

Ακολουθώντας το πρότυπο ISO 9241-210:2019 για την Ανθρωποκεντρική Σχεδίαση, το Εργαστήριο υποστηρίζει τις δραστηριότητες της συλλογής απαιτήσεων χρηστών και ανάλυσης του περιβάλλοντος χρήσης, καθώς και του σχεδιασμού και της αξιολόγησης της Εμπειρίας Χρήστη, με τη συμμετοχή τόσο εμπειρογνωμόνων όσο και τελικών χρηστών. Οι δραστηριότητες αυτές υλοποιούνται με την εφαρμογή ποικίλων μεθόδων έρευνας και ανάλυσης, καθώς και πολύπλευρων σχεδιαστικών προσεγγίσεων, όπως οπτικό σχεδιασμό, σχεδιασμό αλληλεπίδρασης, σχεδιασμό αρχιτεκτονικής πληροφοριών και βιομηχανικό σχεδιασμό, καθώς και μεθόδων αξιολόγησης κατάλληλων για τα διαφορετικά είδη πρωτοτύπων και διαδραστικών συστημάτων. Ταυτόχρονα, στοχεύοντας στην ανάπτυξη εφαρμογών και υπηρεσιών ικανών να προσφέρουν την καλύτερη δυνατή Εμπειρία Χρήστη, εφαρμόζονται καταξιωμένες αλλά και σύγχρονες σχεδιαστικές προσεγγίσεις όπως: Ανθρωποκεντρική Σχεδίαση (User-Centered Design), «Συμμετοχική σχεδίαση» (Participatory Design), «Συν-σχεδίαση» (Co-Design), «Ανοιχτή Καινοτομία» (Open Innovation) κ.α., οι οποίες υπαγορεύουν τη συνεχή και ενεργή συμμετοχή των τελικών χρηστών σε όλο το φάσμα των εργασιών σχεδίασης και ανάπτυξης.

Στο Εργαστήριο λειτουργεί υποδομή Αξιολόγησης Εμπειρίας Χρήστη, η οποία υποστηρίζει τη διεξαγωγή μελετών με τελικούς χρήστες, για ποικίλες εφαρμογές, υπηρεσίες και πλατφόρμες (π.χ. υπολογιστές, υποστηρικτικές τεχνολογίες, κινητές συσκευές, συστήματα εκτεταμένης πραγματικότητας, συστήματα τεχνολογιών διάχυτης νοημοσύνης). Η συγκεκριμένη υποδομή λειτουργεί από το 1998, έχει συσταθεί σύμφωνα με διεθνώς καθιερωμένες κατευθυντήριες γραμμές και καλές πρακτικές και είναι μοναδική στο είδος της στην Ελλάδα. Είναι πλήρως διαμορφώσιμη, με εξειδικευμένο εξοπλισμό, κατάλληλη για τη μελέτη των ποικίλων διαστάσεων προσβασιμότητας και Εμπειρίας Χρήστη που προκύπτουν κατά την αλληλεπίδραση με διάφορες εφαρμογές λογισμικού και διαδραστικά τεχνολογικά προϊόντα.

 

Ο κύριος στόχος αυτής της ερευνητικής κατεύθυνσης του Εργαστηρίου είναι να μελετήσει τις τεχνολογίες Διάχυτης Νοημοσύνης και την εφαρμογή τους σε Έξυπνα Περιβάλλοντα, ακολουθώντας τις προσεγγίσεις της Ανθρωποκεντρικής Σχεδίασης και της Καθολικής Πρόσβασης. Ειδικότερα, σε αυτόν τον τομέα, το Εργαστήριο ερευνά νέα πλαίσια και μεθόδους ανάπτυξης λογισμικού και δημιουργεί εφαρμογές και υπηρεσίες διαδραστικών συστημάτων Διάχυτης Νοημοσύνης που στοχεύουν στην παροχή φυσικής, διαισθητικής, και υψηλής ποιότητας αλληλεπίδρασης με το ευφυές περιβάλλον, μέσω πολλαπλών τεχνικών αλληλεπίδρασης και ποικίλων συσκευών. Οι τεχνολογικές λύσεις που αναπτύσσονται ενσωματώνουν πολύ-/δι-επιστημονικές τεχνολογίες, όπως π.χ. αναγνώριση και παρακολούθηση της αλληλεπίδρασης των χρηστών με το περιβάλλον, κατανεμημένη επεξεργασία, συλλογιστικούς μηχανισμούς, δίκτυα υπολογιστών, δίκτυα αισθητήρων και ενεργοποιητών, καθώς και τεχνικές πολυτροπικής αλληλεπίδρασης.

Το Εργαστήριο διεξάγει επίσης μελέτες που στοχεύουν στην αξιολόγηση του αντίκτυπου και της απήχησης των τεχνολογιών ευφυών περιβαλλόντων στο άτομο και στην κοινωνία συνολικά, καθώς και στην ανάδειξη των δυνατοτήτων και των πλεονεκτημάτων τέτοιων τεχνολογιών σε διάφορες πτυχές της καθημερινής ζωής. Συγχρόνως, αναπτύσσει πρωτότυπα προϊόντα και εφαρμογές που αξιοποιούν τις τεχνολογίες αυτές, επιδιώκοντας μεταξύ άλλων μεταφορά τεχνολογίας στη βιομηχανία.

Από το 2012, οι ερευνητικές αυτές δραστηριότητες διεξάγονται στις εγκαταστάσεις του Προγράμματος Διάχυτης Νοημοσύνης του Ινστιτούτου Πληροφορικής του ΙΤΕ που χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή και έχει χαρακτηριστεί ως εμβληματικό έργο της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Οι εγκαταστάσεις περιλαμβάνουν χώρους προσομοίωσης, δηλαδή περιβάλλοντα που εξομοιώνουν ρεαλιστικές συνθήκες της καθημερινότητας επιτρέποντας κατ’ αυτόν τον τρόπο την ανάπτυξη και την αξιολόγηση καινοτόμων διαδραστικών εφαρμογών που δρουν και εντάσσονται με μη παρεμβατικό τρόπο στο εκάστοτε περιβάλλον. Στους χώρους αυτούς συγκαταλέγονται, μεταξύ άλλων, μια «έξυπνη» διώροφη κατοικία, μια «έξυπνη» σχολική τάξη, ένας «έξυπνος» χώρος ψυχαγωγίας, και ένα «έξυπνο» θερμοκήπιο. Η υποδομή του κάθε χώρου περιλαμβάνει μια σύνθεση σύγχρονου εξοπλισμού, ο οποίος είναι διαθέσιμος στην αγορά, με εξειδικευμένα αντικείμενα που είναι τεχνολογικά επαυξημένα μέσω ειδικού υλικού (hardware) και λογισμικού (software). Το λογισμικό αυτό μετατρέπει τον χώρο σε ένα ενοποιημένο ευφυές περιβάλλον, το οποίο προσαρμόζεται κατά περίπτωση στις ιδιαίτερες ανάγκες του κάθε χρήστη και του πλαισίου χρήσης (context of use).

 

Ο στόχος αυτής της δραστηριότητας είναι να συμβάλει στη δημιουργία νέων μεθοδολογικών προσεγγίσεων για τη σχεδίαση και ανάπτυξη τεχνολογιών Τεχνητής Νοημοσύνης με επίκεντρο τον άνθρωπο. Η Ανθρωποκεντρική Τεχνητή Νοημοσύνη είναι ένας αναδυόμενος ερευνητικός κλάδος που στοχεύει στον σχεδιασμό και στην ανάπτυξη ευφυών συστημάτων που δεν είναι μόνο τεχνολογικά προηγμένα, ωφέλιμα και αποτελεσματικά, αλλά και ηθικά ευθυγραμμισμένα με τις πανανθρώπινες αξίες και στόχους της κοινωνίας. Ως εκ τούτου, το συγκεκριμένο πεδίο έρευνας επικεντρώνεται στη δημιουργία συστημάτων Τεχνητής Νοημοσύνης που θα μπορούν να προβλέψουν και να προσαρμοστούν στις ανθρώπινες ανάγκες και προτιμήσεις, ενώ παράλληλα θα είναι διαφανή, υπεύθυνα και ευεξήγητα, βοηθώντας τους τελικούς χρήστες να αντιληφθούν εύκολα τη συλλογιστική τους και τα αποτελέσματά τους. Οι δραστηριότητες του Εργαστηρίου σε αυτόν τον τομέα περιλαμβάνουν έρευνα και μεθοδολογικές προτάσεις για τη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο μπορεί να επιδιωχθεί και να εφαρμοστεί η ανθρωποκεντρική σχεδίαση στον πυρήνα της Τεχνητής Νοημοσύνης, θέτοντας στο επίκεντρο του κύκλου ανάπτυξης τον άνθρωπο. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα της ανωτέρω έρευνας χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη τεχνολογιών Τεχνητής Νοημοσύνης σε ποικίλους τομείς, όπως στην ασφάλεια, σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, σε συστήματα οπτικοποίησης μεγάλων δεδομένων, κ.ο.κ.

 

Το επίκεντρο αυτής της δραστηριότητας είναι η έρευνα στους τομείς των περιβαλλόντων επαυξημένης, εικονικής και μικτής πραγματικότητας, που περιγράφονται συνοπτικά ως περιβάλλοντα εκτεταμένης πραγματικότητας. Η δραστηριότητα αυτή του Εργαστηρίου αφορά στην ανάπτυξη εννοιολογικών μοντέλων αναφοράς για την υλοποίηση εμπειριών εκτεταμένης πραγματικότητας, καινοτόμες προσεγγίσεις που υποστηρίζουν ρεαλιστική και υψηλής ποιότητας αλληλεπίδραση με εικονικούς χαρακτήρες, καθώς και απτές μελέτες που δείχνουν πώς υλοποιούνται τα προτεινόμενα εννοιολογικά μοντέλα. Επιπλέον, η ερευνητική αυτή κατεύθυνση διερευνά επίσης διαδραστικά συστήματα γραφικών υπολογιστή υψηλής πιστότητας. Οι δραστηριότητες σε αυτόν τον τομέα επικεντρώνονται σε μεθόδους δυναμικής απόδοσης σκηνών μέσω επιταχυνόμενων γραφικών (GPU accelerated graphics), σε πλαίσια προσομοίωσης χαρακτήρων μεικτής πραγματικότητας, καθώς και σε αλγεβρικά πλαίσια για γραφικά υπολογιστών και προσομοίωση εικονικών χαρακτήρων.

 

Οι δραστηριότητες εφαρμοσμένης έρευνας του Εργαστηρίου επικεντρώνονται στην ανάπτυξη καινοτόμων προσεγγίσεων και τεχνολογικών λύσεων σε τομείς που είναι σημαντικοί για την κοινωνία, βελτιώνουν την ποιότητα ζωής και προάγουν την ευημερία. Παραδείγματα τέτοιων τεχνολογιών, εφαρμογών και υπηρεσιών που υλοποιούνται είναι, ολοκληρωμένα πληροφοριακά συστήματα και υπηρεσίες ηλεκτρονικής διακυβέρνησης, διαδραστικά συστήματα για διατήρηση και παρουσίαση υλικής και άυλης πολιτιστικής κληρονομιάς, εκπαιδευτικές εφαρμογές, διαδραστικά συστήματα για έξυπνα αυτοκίνητα, παιχνίδια «σοβαρού σκοπού» (serious games), κ.α.

Παράλληλα, το Εργαστήριο έχει συνάψει στρατηγικές συνεργασίες σε διεθνές επίπεδο, με σημαντικούς εταίρους, για την αξιοποίηση της εκτενούς τεχνογνωσίας που διαθέτει στον τομέα της Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου – Υπολογιστή. Στο πλαίσιο αυτό, αξιοποιείται κυρίως η εφαρμοσμένη έρευνα και η στοχευμένη ανάπτυξη καινοτόμων λύσεων σε προβλήματα και προκλήσεις που πηγάζουν από πραγματικές ανάγκες της κοινωνίας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την προώθηση στην αγορά ώριμων ερευνητικών αποτελεσμάτων υπό τη μορφή πρωτότυπων προϊόντων και παροχής σχετικών συμβουλευτικών υπηρεσιών.

Επιπλέον στην κατεύθυνση αυτή, το Εργαστήριο αναπτύσσει και εγκαθιστά διαδραστικά συστήματα σε μουσεία, αεροδρόμια, λιμάνια, εκθεσιακούς χώρους και χώρους πολιτισμικού ενδιαφέροντος σχετικά με την πολιτιστική κληρονομιά, τη φύση και το περιβάλλον, αλλά και την εκπαίδευση, την ψυχαγωγία, την προώθηση προϊόντων που αφορούν στην παροχή ενημέρωσης / πληροφόρησης, κ.α. Περισσότερα από 150 διαδραστικά συστήματα έχουν εγκατασταθεί σε πάνω από 50 μόνιμες ή περιοδικές εκθέσεις στην Ελλάδα και στο εξωτερικό και έχουν χρησιμοποιηθεί από εκατοντάδες χιλιάδες επισκεπτών. Ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη των καινοτόμων αυτών διαδραστικών συστημάτων πληροφόρησης συνδυάζει εφαρμοσμένη έρευνα τεχνολογιών αιχμής (state of the art) με προηγμένο βιομηχανικό σχεδιασμό, για τη δημιουργία μοναδικών συστημάτων που παρέχουν χρηστικότητα και υψηλή αισθητική. Αυτά τα συστήματα μπορούν να λειτουργήσουν ανεξάρτητα, αλλά και πολλά εξ αυτών μαζί - ως επί μέρους σύνολα - παρέχοντας ολιστικές και εξατομικευμένες εμπειρίες στους επισκέπτες των χώρων όπου έχουν εγκατασταθεί.

 

Έμφαση δίνεται στον ενδελεχή σχεδιασμό και την ανάπτυξη νέων γλωσσών προγραμματισμού για συγκεκριμένους τομείς, εστιάζοντας στη βελτιωμένη υποστήριξη προγραμματισμού με μια νέα γενιά διαδραστικών εργαλείων. Αυτές οι ερευνητικές δραστηριότητες έχουν λήξει.