Abstract

Human-Computer Interaction (HCI) is a complex communication phenomenon involving human beings and computer systems that gained large attention from industry and academia with the advent of new types of interactive systems (mobile applications, smart cities, smart homes, ubiquitous systems and so on). Despite of its importance, there is still a lack of formal and explicit representations of what the HCI phenomenon is. In this paper, we intend to clarify the main notions involved in the HCI phenomenon, by establishing an explicit conceptualization of it. To do so, we need to understand what interactive computer systems are, which types of actions users perform when interacting with an interactive computer system, and finally what human–computer interaction itself is. The conceptualization is presented as a core reference ontology, called HCIO (HCI Ontology), which is grounded in the Unified Foundational Ontology (UFO). HCIO was evaluated using ontology verification and validation techniques and has been used as core ontology of an HCI ontology network.

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@article{costa2022-HCIO,
  abstract = {Human-Computer Interaction (HCI) is a complex communication phenomenon involving human beings and computer systems that gained large attention from industry and academia with the advent of new types of interactive systems (mobile applications, smart cities, smart homes, ubiquitous systems and so on). Despite of its importance, there is still a lack of formal and explicit representations of what the HCI phenomenon is. In this paper, we intend to clarify the main notions involved in the HCI phenomenon, by establishing an explicit conceptualization of it. To do so, we need to understand what interactive computer systems are, which types of actions users perform when interacting with an interactive computer system, and finally what human–computer interaction itself is. The conceptualization is presented as a core reference ontology, called HCIO (HCI Ontology), which is grounded in the Unified Foundational Ontology (UFO). HCIO was evaluated using ontology verification and validation techniques and has been used as core ontology of an HCI ontology network.},
  author = {Costa, Simone Dornelas and Barcellos, Monalessa Perini and Falbo, Ricardo de Almeida and Conte, Tayana and de Oliveira, K{\'{a}}thia M.},
  doi = {10.1016/j.datak.2021.101977},
  issn = {0169023X},
  journal = {Data & Knowledge Engineering},
  keywords = {Human-Computer Interaction,Interactive computer system,Ontology,Ontology network,User interface},
  month = {mar},
  pages = {101977},
  title = {{A core ontology on the Human–Computer Interaction phenomenon}},
  url = {https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169023X21000951 https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0169023X21000951},
  volume = {138},
  year = {2022}
}

Abstract

Developing interactive systems is a challenging task. It involves concerns related to human-computer interaction (HCI), such as usability and user experience. Therefore, HCI design must be addressed when developing such systems. HCI design often involves people with different backgrounds, which makes communication and knowledge transfer a challenging issue. In this scenario, knowledge management can support understanding concepts from different knowledge areas and help learn from previous experiences. Aiming at investigating how knowledge management has supported HCI design and contributed to the development of interactive systems, we performed a mapping study in the literature and analyzed 15 publications reporting the use of knowledge management in HCI design. Following that, we conducted a survey with 39 HCI design professionals to find out how knowledge has been managed in their HCI design practice. In this paper, we present the studies and discuss their main findings. In summary, the results indicate that knowledge management has been used in HCI design mainly to improve product quality and reduce the effort and time spent on design activities. However, there is a need for simpler and more practical knowledge-based solutions to support HCI design. Such approaches would be capable of reaching more HCI design practitioners that could benefit from them.

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@article{castro2022-JSERD,
  abstract = {Developing interactive systems is a challenging task. It involves concerns related to human-computer interaction (HCI), such as usability and user experience. Therefore, HCI design must be addressed when developing such systems. HCI design often involves people with different backgrounds, which makes communication and knowledge transfer a challenging issue. In this scenario, knowledge management can support understanding concepts from different knowledge areas and help learn from previous experiences. Aiming at investigating how knowledge management has supported HCI design and contributed to the development of interactive systems, we performed a mapping study in the literature and analyzed 15 publications reporting the use of knowledge management in HCI design. Following that, we conducted a survey with 39 HCI design professionals to find out how knowledge has been managed in their HCI design practice. In this paper, we present the studies and discuss their main findings. In summary, the results indicate that knowledge management has been used in HCI design mainly to improve product quality and reduce the effort and time spent on design activities. However, there is a need for simpler and more practical knowledge-based solutions to support HCI design. Such approaches would be capable of reaching more HCI design practitioners that could benefit from them.},
  author = {Castro, Murillo V. H. B.  and Costa, Simone D. and Barcellos, Monalessa P. and Falbo, Ricardo de A.},
  doi = {10.5753/jserd.2021.1878},
  journal = {Journal of Software Engineering Research and Development},
  number = {1},
  pages = {20},
  title = {{Investigating Knowledge Management in Human-Computer Interaction Design}},
  url = {https://sol.sbc.org.br/journals/index.php/jserd/article/view/1878},
  volume = {9},
  year = {2022}
}

Abstract

Developing interactive systems is a challenging task. It involves concerns related to the human-computer interaction (HCI), such as usability and user experience. Therefore, HCI design must be addressed when developing such systems. HCI design often involves people with different backgrounds, what makes communication and knowledge transfer a challenging issue. In this scenario, knowledge management can support understanding concepts from different knowledge areas and help learn from previous experiences. Aiming at investigating how knowledge management has supported HCI design and contributed to the development of interactive systems, we performed a mapping study and analyzed 15 studies reporting the use of knowledge management in HCI design. In this paper, we present our study and discuss its main findings.

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@inproceedings{castro2020,
  abstract = {Developing interactive systems is a challenging task. It involves concerns related to the human-computer interaction (HCI), such as usability and user experience. Therefore, HCI design must be addressed when developing such systems. HCI design often involves people with different backgrounds, what makes communication and knowledge transfer a challenging issue. In this scenario, knowledge management can support understanding concepts from different knowledge areas and help learn from previous experiences. Aiming at investigating how knowledge management has supported HCI design and contributed to the development of interactive systems, we performed a mapping study and analyzed 15 studies reporting the use of knowledge management in HCI design. In this paper, we present our study and discuss its main findings.},
  address = {Curitiba, Brazil},
  author = {Castro, Murillo Vasconcelos Henriques Bittencourt and Costa, Simone Dornelas and Barcellos, Monalessa Perini and Falbo, Ricardo de Almeida},
  booktitle = {Proceedings of the XXIII Iberoamerican Conference on Software Engineering, CIbSE 2020, Curitiba, Brazil, November},
  pages = {9--13},
  title = {{Knowledge Management in Human-Computer Interaction Design: A Mapping Study}},
  url = {http://cibse2020.ppgia.pucpr.br/images/artigos/11/S11_P1.pdf},
  year = {2020}
}

Abstract

Engineering interactive computer systems is a challenging task that involves concerns related to the human-computer interaction (HCI), such as usability and user experience. HCI is a wide domain, where ontologies are useful instruments for supporting knowledge-related problems. However, HCI ontologies have been built and used in isolation. Ideally, in wide domains, ontologies should not be stand-alone artifacts. They should relate to each other, forming a network of interlinked semantic resources, i.e. an ontology network. Therefore, in this paper we introduce HCI-ON, a Human-Computer Interaction Ontology Network composed of ontologies that we have developed and others found in the literature. HCI-ON organizes and integrates knowledge, serving as a basis to several applications. We also discuss mechanisms to evolve HCI-ON and present some envisioned applications.

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@incollection{costa2020-HCION,
  abstract = {Engineering interactive computer systems is a challenging task that involves concerns related to the human-computer interaction (HCI), such as usability and user experience. HCI is a wide domain, where ontologies are useful instruments for supporting knowledge-related problems. However, HCI ontologies have been built and used in isolation. Ideally, in wide domains, ontologies should not be stand-alone artifacts. They should relate to each other, forming a network of interlinked semantic resources, i.e. an ontology network. Therefore, in this paper we introduce HCI-ON, a Human-Computer Interaction Ontology Network composed of ontologies that we have developed and others found in the literature. HCI-ON organizes and integrates knowledge, serving as a basis to several applications. We also discuss mechanisms to evolve HCI-ON and present some envisioned applications.},
  address = {Cham},
  author = {Costa, Simone Dornelas and Barcellos, Monalessa Perini and Falbo, Ricardo de Almeida and Castro, Murillo Vasconcelos Henriques Bittencourt},
  booktitle = {Proceedings of the 39th International Conference on Conceptual Modeling},
  doi = {10.1007/978-3-030-62522-1_24},
  editor = {Dobbie, Gillian and Frank, Ulrich and Kappel, Gerti and Liddle, Stephen W and Mayr, Heinrich C},
  isbn = {978-3-030-62522-1},
  pages = {331--341},
  publisher = {Springer International Publishing},
  title = {{Towards an Ontology Network on Human-Computer Interaction}},
  url = {http://link.springer.com/10.1007/978-3-030-62522-1_24},
  year = {2020}
}

Abstract

Com o avanço tecnológico e o consequente aumento da quantidade de sistemas interativos propostos e disponibilizados para uso, surge cada vez mais a necessidade desses sistemas investirem em usabilidade e em promoverem experiências envolventes aos usuários. Para alcançar tais objetivos, os sistemas interativos devem atender certos critérios de qualidade. O processo de avaliação de sistemas interativos tem enfoque em garantir que o sistema atenda esses critérios. O fenômeno de interação humano-computador (IHC) e a avaliação de IHC são alguns dos aspectos tratados na Human-Computer Interaction Ontology Network (HCI-ON), que está sendo proposta no contexto da tese de doutorado da coorientadora deste trabalho e visa fornecer uma conceituação abrangente e consistente para representar um corpo de conhecimento em IHC e apoiar soluções nesse domínio. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo produzir uma solução baseada em ontologias para apoiar o processo de avaliação de IHC em sistemas interativos. A solução foi desenvolvida como uma aplicação web chamada UXON (User eXperience Ontology Network-based system) para auxiliar a visualização de dados coletados para métricas de interatividade e comportamento em um sistema interativo imersivo de composição musical, o Compomus. Os dados coletados são apresentados de modo a facilitar a visualização dos resultados e, consequentemente, a avaliação da experiência do usuário quando utiliza o Compomus. HCI-ON foi utilizada como base para o desenvolvimento de UXON. Um extrato de HCI-ON foi utilizado na modelagem conceitual de UXON e também foi implementado como uma ontologia operacional para instanciar e fazer consultas sobre os dados inseridos no sistema. Uma versão inicial de UXON foi projetada, desenvolvida e disponibilizada para uso de pesquisadores do laboratório USES da Universidade Federal do Amazonas (UFAM), que consideraram a aplicação útil. A elaboração desse trabalho proporcionou à autora uma experiência de aprendizagem e agregou conhecimento em diversos domínios, além de evidenciar a trajetória de estudo realizada durante o curso de graduação em Ciência da Computação.

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@techreport{manso2022,
  abstract = {Com o avanço tecnológico e o consequente aumento da quantidade de sistemas interativos propostos e disponibilizados para uso, surge cada vez mais a necessidade desses sistemas investirem em usabilidade e em promoverem experiências envolventes aos usuários. Para alcançar tais objetivos, os sistemas interativos devem atender certos critérios de qualidade. O processo de avaliação de sistemas interativos tem enfoque em garantir que o sistema atenda esses critérios. O fenômeno de interação humano-computador (IHC) e a avaliação de IHC são alguns dos aspectos tratados na Human-Computer Interaction Ontology Network (HCI-ON), que está sendo proposta no contexto da tese de doutorado da coorientadora deste trabalho e visa fornecer uma conceituação abrangente e consistente para representar um corpo de conhecimento em IHC e apoiar soluções nesse domínio. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo produzir uma solução baseada em ontologias para apoiar o processo de avaliação de IHC em sistemas interativos. A solução foi desenvolvida como uma aplicação web chamada UXON (User eXperience Ontology Network-based system) para auxiliar a visualização de dados coletados para métricas de interatividade e comportamento em um sistema interativo imersivo de composição musical, o Compomus. Os dados coletados são apresentados de modo a facilitar a visualização dos resultados e, consequentemente, a avaliação da experiência do usuário quando utiliza o Compomus. HCI-ON foi utilizada como base para o desenvolvimento de UXON. Um extrato de HCI-ON foi utilizado na modelagem conceitual de UXON e também foi implementado como uma ontologia operacional para instanciar e fazer consultas sobre os dados inseridos no sistema. Uma versão inicial de UXON foi projetada, desenvolvida e disponibilizada para uso de pesquisadores do laboratório USES da Universidade Federal do Amazonas (UFAM), que consideraram a aplicação útil. A elaboração desse trabalho proporcionou à autora uma experiência de aprendizagem e agregou conhecimento em diversos domínios, além de evidenciar a trajetória de estudo realizada durante o curso de graduação em Ciência da Computação.},
  title = {{UXON: Um Sistema Baseado em Ontologias para Avaliação da Experiência de Usuário em Sistemas Imersivos}},
  author = {Manso, Carolina de Freitas},
  institution = {Universidade Federal do Espírito Santo},
  year = {2022},
  note = {in Portuguese only},
}

Abstract

Desde a criação e democratização de computadores pessoais e smartphones, novas formas de manusear dispositivos foram surgindo. Com isso, também surgiu um novo ramo de estudos, sendo este conhecido atualmente como Interação Humano-Computador (IHC). Um problema relacionado a IHC conhecido e, muito discutido atualmente, é a baixa usabilidade quando diferentes tipos de usuários utilizam o mesmo sistema. Uma solução possível para este problema são os sistemas adaptativos, pois eles conseguem alterar aspectos de sua estrutura ou funcionalidades e, com isso, acomodar e atender melhor às necessidades de diferentes usuários e suas mudanças ao longo do tempo. Porém, o campo da IHC envolve diferentes áreas de conhecimento, com diferentes especialistas envolvidos, fazendo com que conceitos muitas vezes não possuam um significado consensual, criando, assim, conflitos semânticos no entendimento e na modelagem das características do usuário, entre outros. Diante disto, este trabalho propõe o uso de ontologias no desenvolvimento de sistemas adaptativos. Ontologias têm sido usadas com sucesso em vários domínios para capturar e organizar conhecimento, visando lidar com interoperabilidade e problemas relacionados ao conhecimento. No Núcleo de Estudos em Modelagem Conceitual e Ontologias (NEMO), no qual este trabalho foi realizado, encontra-se em desenvolvimento HCI-ON (Human-Computer Interaction Ontology Network), uma rede de ontologias que trata aspectos relacionados a IHC. Nessa rede, no contexto da pesquisa de doutorado do coorientador deste trabalho, estão sendo desenvolvidas ontologias que tratam aspectos relevantes para o desenvolvimento de interfaces adaptativas (e.g., caracterização do usuário). Neste trabalho, um extrato de HCI-ON foi utilizado no desenvolvimento de SNOPI (Social Network with Ontology-based Adaptive Interface), uma rede social com interface adaptativa baseada em ontologia. O extrato de HCI-ON foi utilizado na modelagem conceitual de SNOPI e para construção da ontoSNOPI (ontologia operacional de SNOPI). Uma versão inicial de SNOPI foi projetada e desenvolvida, incluindo algumas adaptações de interface de acordo com o perfil do usuário.

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@techreport{scalser2022,
  abstract = {Desde a criação e democratização de computadores pessoais e smartphones, novas formas de manusear dispositivos foram surgindo. Com isso, também surgiu um novo ramo de estudos, sendo este conhecido atualmente como Interação Humano-Computador (IHC). Um problema relacionado a IHC conhecido e, muito discutido atualmente, é a baixa usabilidade quando diferentes tipos de usuários utilizam o mesmo sistema. Uma solução possível para este problema são os sistemas adaptativos, pois eles conseguem alterar aspectos de sua estrutura ou funcionalidades e, com isso, acomodar e atender melhor às necessidades de diferentes usuários e suas mudanças ao longo do tempo. Porém, o campo da IHC envolve diferentes áreas de conhecimento, com diferentes especialistas envolvidos, fazendo com que conceitos muitas vezes não possuam um significado consensual, criando, assim, conflitos semânticos no entendimento e na modelagem das características do usuário, entre outros. Diante disto, este trabalho propõe o uso de ontologias no desenvolvimento de sistemas adaptativos. Ontologias têm sido usadas com sucesso em vários domínios para capturar e organizar conhecimento, visando lidar com interoperabilidade e problemas relacionados ao conhecimento. No Núcleo de Estudos em Modelagem Conceitual e Ontologias (NEMO), no qual este trabalho foi realizado, encontra-se em desenvolvimento HCI-ON (Human-Computer Interaction Ontology Network), uma rede de ontologias que trata aspectos relacionados a IHC. Nessa rede, no contexto da pesquisa de doutorado do coorientador deste trabalho, estão sendo desenvolvidas ontologias que tratam aspectos relevantes para o desenvolvimento de interfaces adaptativas (e.g., caracterização do usuário). Neste trabalho, um extrato de HCI-ON foi utilizado no desenvolvimento de SNOPI (Social Network with Ontology-based Adaptive Interface), uma rede social com interface adaptativa baseada em ontologia. O extrato de HCI-ON foi utilizado na modelagem conceitual de SNOPI e para construção da ontoSNOPI (ontologia operacional de SNOPI). Uma versão inicial de SNOPI foi projetada e desenvolvida, incluindo algumas adaptações de interface de acordo com o perfil do usuário.},
  title = {{SNOPI: Um Sistema de Interface Adaptativa baseada em Ontologia}},
  author = {Scalser, Murilo Borghardt},
  institution = {Universidade Federal do Espírito Santo},
  year = {2022},
  note = {in Portuguese only},
}

Abstract

Com a democratização dos computadores e smartphones, é cada vez maior o investimento feito por corporações nos sistemas computacionais interativos. Visando melhorar cada vez mais a usabilidade desses sistemas, são levados em consideração aspectos de design de interação humano-computador (IHC). Como IHC é uma área multidisciplinar, equipes envolvidas no design de IHC costumam ser compostas por profissionais de diferentes especialidades, cada qual com seu próprio corpo de conhecimento e vocabulário técnico. Com isso, a conceituação sobre design de IHC e sobre o produto sendo desenvolvido pode se tornar conflitante entre os diferentes profissionais (i.e., não há consenso com relação ao significado dos conceitos), dificultando assim a comunicação e a transferência de conhecimento. Diante disso, a combinação entre ontologias e soluções de gerência de conhecimento (GC) pode ser útil, apoiando a captura e organização de conhecimento de design de IHC e provendo mecanismos que possibilitam a representação, armazenamento, recuperação, utilização e avaliação desse conhecimento. Nesse contexto, a ontologia de referência HCIDO (Human-Computer Interaction Design Ontology) foi proposta em (CASTRO, 2021), com o intuito de prover uma conceituação bem fundamentada e consensual sobre design de IHC e servir de apoio para soluções de GC no design de IHC. Neste trabalho, HCIDO foi utilizada no desenvolvimento de KTID (Knowledge Tool for Interaction Design), uma ferramenta de apoio a aspectos de GC no design de IHC. HCIDO foi utilizada na modelagem conceitual de KTID como um recurso de conhecimento sobre o domínio de design de IHC. Uma versão inicial de KTID foi projetada, desenvolvida e disponibilizada para uso, incluindo funcionalidades que apoiam representação, armazenamento, recuperação e avaliação de conhecimento no design de IHC.

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@techreport{sessa2021,
  abstract = {Com a democratização dos computadores e smartphones, é cada vez maior o investimento feito por corporações nos sistemas computacionais interativos. Visando melhorar cada vez mais a usabilidade desses sistemas, são levados em consideração aspectos de design de interação humano-computador (IHC). Como IHC é uma área multidisciplinar, equipes envolvidas no design de IHC costumam ser compostas por profissionais de diferentes especialidades, cada qual com seu próprio corpo de conhecimento e vocabulário técnico. Com isso, a conceituação sobre design de IHC e sobre o produto sendo desenvolvido pode se tornar conflitante entre os diferentes profissionais (i.e., não há consenso com relação ao significado dos conceitos), dificultando assim a comunicação e a transferência de conhecimento. Diante disso, a combinação entre ontologias e soluções de gerência de conhecimento (GC) pode ser útil, apoiando a captura e organização de conhecimento de design de IHC e provendo mecanismos que possibilitam a representação, armazenamento, recuperação, utilização e avaliação desse conhecimento. Nesse contexto, a ontologia de referência HCIDO (Human-Computer Interaction Design Ontology) foi proposta em (CASTRO, 2021), com o intuito de prover uma conceituação bem fundamentada e consensual sobre design de IHC e servir de apoio para soluções de GC no design de IHC. Neste trabalho, HCIDO foi utilizada no desenvolvimento de KTID (Knowledge Tool for Interaction Design), uma ferramenta de apoio a aspectos de GC no design de IHC. HCIDO foi utilizada na modelagem conceitual de KTID como um recurso de conhecimento sobre o domínio de design de IHC. Uma versão inicial de KTID foi projetada, desenvolvida e disponibilizada para uso, incluindo funcionalidades que apoiam representação, armazenamento, recuperação e avaliação de conhecimento no design de IHC.},
  title = {{Uma Ferramenta Baseada em Ontologia para Apoiar Aspectos de Gerência de Conhecimento no Design de IHC}},
  author = {Sessa, Beatriz Oginoni},
  institution = {Universidade Federal do Espírito Santo},
  year = {2021},
  note = {in Portuguese only},
}