Una interfaz de usuario tangible ( TUI ) es una interfaz de usuario en la que una persona interactúa con información digital a través del entorno físico . El nombre inicial era Graspable User Interface, que ya no se utiliza. El propósito del desarrollo de TUI es potenciar la colaboración, el aprendizaje y el diseño dando formas físicas a la información digital, aprovechando así la capacidad humana para captar y manipular objetos y materiales físicos. [1]
Radia Perlman lo concibió por primera vez como un nuevo lenguaje de programación que enseñaría a niños mucho más pequeños de forma similar a Logo, pero utilizando "teclados" y dispositivos de entrada especiales. Otro pionero en interfaces de usuario tangibles es Hiroshi Ishii , profesor del MIT que dirige el Tangible Media Group en el MIT Media Lab . Su particular visión de las UI tangibles, llamadas Tangible Bits , es dar forma física a la información digital, haciendo que los bits sean directamente manipulables y perceptibles. Los bits tangibles persiguen el acoplamiento perfecto entre objetos físicos y datos virtuales.
Existen varios marcos que describen las características clave de las interfaces de usuario tangibles. Brygg Ullmer e Hiroshi Ishii describen seis características relativas a la representación y el control: [2]
Eva Hornecker y Jacob Buur describen un marco estructurado con cuatro temas: [3]
Según Mi Jeong Kim y Mary Lou Maher, las cinco propiedades básicas que definen las interfaces de usuario tangibles son las siguientes: [4]
Una interfaz de usuario tangible debe diferenciarse de una interfaz gráfica de usuario (GUI). Una GUI existe sólo en el mundo digital, mientras que una TUI conecta el mundo digital con el físico. Por ejemplo, una pantalla muestra la información digital, mientras que un mouse nos permite interactuar directamente con esta información digital. [5] Una interfaz de usuario tangible representa la entrada directamente en el mundo físico y hace que la información digital sea directamente comprensible. [6]
Generalmente se construye una interfaz de usuario tangible para un grupo objetivo específico, debido a la reducida gama de posibles áreas de aplicación. Por lo tanto, el diseño de la interfaz debe desarrollarse junto con el grupo objetivo para garantizar una buena experiencia de usuario. [7]
En comparación con una TUI, una GUI tiene una amplia gama de usos en una sola interfaz. Por eso se dirige a un gran grupo de posibles usuarios. [7]
Una ventaja de la TUI es la experiencia del usuario, porque se produce una interacción física entre el usuario y la propia interfaz (Ej: SandScape: Construyendo tu propio paisaje con arena). Otra ventaja es la usabilidad, porque el usuario sabe intuitivamente cómo utilizar la interfaz al conocer la función del objeto físico. Por lo tanto, el usuario no necesita aprender la funcionalidad. Es por eso que la interfaz de usuario tangible se utiliza a menudo para hacer que la tecnología sea más accesible para las personas mayores. [6]
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Un ejemplo simple de interfaz de usuario tangible es el mouse de la computadora: al arrastrar el mouse sobre una superficie plana, se mueve un puntero en la pantalla en consecuencia. Existe una relación muy clara entre los comportamientos que muestra un sistema con los movimientos de un ratón. Otros ejemplos incluyen:
Se han realizado varios enfoques para establecer un middleware genérico para las TUI. Su objetivo es la independencia de los dominios de aplicación, así como la flexibilidad en términos de la tecnología de sensores implementada. Por ejemplo, Siftables proporciona una plataforma de aplicaciones en la que pequeñas pantallas sensibles a gestos actúan juntas para formar una interfaz persona-computadora.
Para apoyar la colaboración, las UIS deben permitir la distribución espacial, las actividades asincrónicas y la modificación dinámica de la infraestructura de la UIS, por nombrar las más destacadas. Este enfoque presenta un marco basado en el concepto de espacio de tuplas LINDA para cumplir con estos requisitos. El marco TUIpist implementado implementa tecnología de sensores arbitrarios para cualquier tipo de aplicación y actuadores en entornos distribuidos. [11]
El interés en las interfaces de usuario tangibles (TUI) ha crecido constantemente desde la década de 1990 y cada año aparecen más sistemas tangibles. Un documento técnico de 2017 describe la evolución de las TUI para experiencias de mesa táctil y plantea nuevas posibilidades de experimentación y desarrollo. [12]
En 1999, Gary Zalewski patentó un sistema de bloques infantiles móviles que contenían sensores y pantallas para enseñar ortografía y composición de frases. [13]
Tangible Engine es una aplicación de creación patentada que se utiliza para crear interfaces de reconocimiento de objetos para mesas táctiles capacitivas proyectadas. Tangible Engine Media Creator permite a los usuarios con poca o ninguna experiencia en codificación crear rápidamente experiencias basadas en TUI.
El MIT Tangible Media Group, dirigido por Hiroshi Ishi, desarrolla y experimenta continuamente con TUI, incluidas muchas aplicaciones de mesa. [14]
El sistema Urp [15] y el más avanzado Augmented Urban Planning Workbench [16] permiten simulaciones digitales de flujo de aire, sombras, reflejos y otros datos basados en las posiciones y orientaciones de modelos físicos de edificios, en la superficie de la mesa.
Los desarrollos más recientes van incluso un paso más allá e incorporan la tercera dimensión al permitir al usuario formar paisajes con arcilla (Illuminating Clay [17] ) o arena (Sand Scape [18] ). Nuevamente, diferentes simulaciones permiten el análisis de sombras, mapas de altura, pendientes y otras características de las masas de tierra que se pueden formar interactivamente.
InfrActables es una mesa colaborativa de retroproyección que permite la interacción mediante el uso de TUI que incorporan reconocimiento estatal. Agregar diferentes botones a las TUI permite funciones adicionales asociadas a las TUI. Las versiones más nuevas de la tecnología pueden incluso integrarse en pantallas LC [19] mediante el uso de sensores infrarrojos detrás de la matriz LC.
Tangible Disaster [20] permite al usuario analizar medidas de desastre y simular diferentes tipos de desastres (incendio, inundación, tsunami, etc.) y escenarios de evacuación durante sesiones de planificación colaborativa. Los objetos físicos permiten localizar desastres colocándolos en el mapa interactivo y, además, ajustando parámetros (es decir, escala) utilizando diales adjuntos.
Recientemente se ha identificado el potencial comercial de las UIS. El repetidamente premiado Reactable, [21] un instrumento de mesa interactivo tangible, ahora es distribuido comercialmente por Reactable Systems, una empresa derivada de la Universidad Pompeu Fabra, donde fue desarrollado. Con Reactable, los usuarios pueden configurar su propio instrumento de forma interactiva, colocando físicamente diferentes objetos (que representan osciladores, filtros, moduladores...) y parametrizándolos girándolos y usando la entrada táctil.
Microsoft distribuye su novedosa plataforma basada en Windows Microsoft Surface [22] (ahora Microsoft PixelSense) desde 2009. Además del seguimiento multitáctil de los dedos, la plataforma admite el reconocimiento de objetos físicos por sus huellas. Se han presentado varias aplicaciones, principalmente para su uso en espacios comerciales. Los ejemplos van desde diseñar un diseño gráfico individual para una tabla de snowboard o un monopatín hasta estudiar los detalles de un vino en un restaurante colocándolo sobre la mesa y navegando por los menús mediante entrada táctil. También se admiten interacciones como la exploración colaborativa de fotografías desde una cámara de mano o un teléfono móvil que se conecta sin problemas una vez colocado sobre la mesa.
Otra instalación interactiva notable es Instant City [23] que combina juegos, música, arquitectura y aspectos colaborativos. Permite al usuario construir estructuras tridimensionales y configurar una ciudad con bloques de construcción rectangulares, lo que simultáneamente da como resultado el ensamblaje interactivo de fragmentos musicales de diferentes compositores.
El desarrollo de Reactable y el posterior lanzamiento de su tecnología de seguimiento reacTIVision [24] bajo GNU/GPL, así como las especificaciones abiertas del protocolo TUIO, han desencadenado una enorme cantidad de desarrollos basados en esta tecnología.
En los últimos años se han iniciado muchos proyectos amateurs y semiprofesionales fuera del ámbito académico y comercial. Debido a las tecnologías de seguimiento de código abierto (reacTIVision [24] ) y la potencia computacional cada vez mayor disponible para los consumidores finales, la infraestructura necesaria ahora es accesible para casi todos. Una PC estándar, una cámara web y algunos trabajos manuales permiten a las personas configurar sistemas tangibles con un mínimo de programación y esfuerzo material. Esto abre las puertas a nuevas formas de percibir la interacción entre humanos y computadoras y permite que el público experimente con nuevas formas de creatividad. [ cita necesaria ]
Es difícil hacer un seguimiento y pasar por alto el número rápidamente creciente de todos estos sistemas y herramientas, pero si bien muchos de ellos parecen utilizar sólo las tecnologías disponibles y se limitan a experimentos y pruebas iniciales con algunas ideas básicas o simplemente reproducen sistemas existentes, una pocos de ellos se abren a interfaces e interacciones novedosas y se implementan en el espacio público o se integran en instalaciones artísticas. [25]
Tangible Factory Planning [26] es una tabla tangible basada en reacTIVision [24] que permite planificar y visualizar de forma colaborativa los procesos de producción en combinación con planos de nuevos edificios de fábrica y se desarrolló dentro de una tesis de diploma.
Otro ejemplo de los muchos tableros de mesa basados en reacTIVision es la ImpulsBauhaus-Interactive Table [27] y se exhibió en la Universidad Bauhaus de Weimar con motivo del 90.º aniversario de la fundación de la Bauhaus. Los visitantes pudieron navegar y explorar las biografías, las complejas relaciones y las redes sociales entre los miembros del movimiento.
Se ha demostrado que el uso de principios derivados de la cognición incorporada , la teoría de la carga cognitiva y el diseño incorporado , las TUI aumentan el rendimiento del aprendizaje al ofrecer retroalimentación multimodal. [28] Sin embargo, estos beneficios para el aprendizaje requieren formas de diseño de interacción que dejen la mayor capacidad cognitiva posible para el aprendizaje.
Un ícono físico , o phicon , es el equivalente informático tangible de un ícono en una interfaz gráfica de usuario tradicional, o GUI . Los phicons tienen una referencia a algún objeto digital y, por lo tanto, transmiten significado. [29] [30] [31]
Los iconos físicos se utilizaron por primera vez como interfaces tangibles en el proyecto metaDesk construido en 1997 por el grupo de investigación de bits tangibles del profesor Hiroshi Ishii en el MIT . [32] [33] El metaDesk consistía en una mesa cuya superficie mostraba una imagen de vídeo retroproyectada. Colocar un phicon sobre la mesa activó sensores que alteraron la proyección del video. [34]