ヒューマンコンピュータインタラクション - 人とコンピュータはどう関わるべきか?人間科学と認知工学の考え方を包括して解説した教科書 -

ヒューマンコンピュータインタラクション - 人とコンピュータはどう関わるべきか?人間科学と認知工学の考え方を包括して解説した教科書 -

コンピュータ技術者を対象とした人間とコンピュータとのギャップを埋めるHCI技術の解説書。

ジャンル
発行年月日
2021/04/30
判型
A5
ページ数
238ページ
ISBN
978-4-339-02918-5
ヒューマンコンピュータインタラクション - 人とコンピュータはどう関わるべきか?人間科学と認知工学の考え方を包括して解説した教科書 -
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定価

3,410(本体3,100円+税)

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  • 内容紹介
  • まえがき
  • 目次
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  • 広告掲載情報

■書籍の特徴
本書では,ヒューマンコンピュータインタラクション(HCI)技術について,コンピュータに関わるソフトウェア/ハードウェアの設計者向けに基礎的な知識を広範囲に提供しています。本書では,技術者がHCIを理解しやすいことに主眼を置き,書籍の内容を,(Ⅰ)人間の基礎的な心身特性を理解する,(Ⅱ)インタラクションの設計技術を理解する,(Ⅲ)インタラクションの評価技術を理解する,という三部構成としました。

(Ⅰ)人間の基礎的な心身特性を理解する
・人間の感覚と知覚
・脳の機能と人間の情報処理モデル
・人間の行動モデル
・心身特性の計測
・人と環境との相互作用
・ヒューマンエラー

(Ⅱ)インタラクションの設計技術を理解する
・入力機器と出力機器のインタフェース
・インタラクションの設計プロセス
・人間中心設計の概念
・ユニバーサルデザイン
・CMC:コンピュータを介するコミュニケーション

(Ⅲ)インタラクションの評価技術を理解する
・行動計測
・ユーザビリティ(UI)とユーザエクスペリエンス(UX)
・プロトタイピングとユーザテスト
・質問紙とインタビュー

■本書が対象とする読者
・HCIに興味を持つ学生や初学者
・対話システムやユーザインタフェースの企画・設計に携わるエンジニア
・人とコンピュータとの関わりに興味を持つ研究者およびエンジニア

■出版の主旨
コンピュータ技術が社会に浸透すればするほど機器の挙動がわかり難くなり,コンピュータを利用して恩恵を受けられる人/受けられない人との格差,つまりデジタルデバイドが拡大しています。デジタルデバイドを生む背景には,様々な機器を設計する技術者が人間の特性をよく理解しないまま,恣意的にユーザインタフェースを設計するため,設計者と利用者との機器利用に関するメンタルモデル(機器の操作と動作のイメージ)が乖離しているという実態があります。したがって,多くの技術者が人間の特性を理解し,人とコンピュータとがどのように相互作用するのか,ユーザにとって使いやすい機器を設計するにはどうすれば良いのか,つまりHCI(Human Computer Interaction)技術を理解する必要があります。

本書は,対話システムやユーザインタフェースの企画・設計を行う上で欠かせないHCI技術について,技術者が理解しやすいように配慮しつつ広範に渡る基礎知識を体系的に記述した教科書です。人とコンピュータとの相互作用という広い観点から,HCI技術について平易に解説することで,コンピュータに関わる技術者の質的向上に貢献することを目的としています。

■キーワード
HCI,HI,UI,UX,インタラクション,ユーザインタフェース,デザイン,感覚・知覚,脳の機能,人間情報処理,行動モデル,心理・生理計測,ヒューマンエラー,安全,入出力システム,GUI,人間中心設計,ユーザビリティ,ユーザエクスペリエンス,ユニバーサルデザイン,コミュニケーション,CMC,CSCW,行動計測,言語プロトコル,プロトタイピング,ユーザテスト,反復設計,質問紙,インタビュー,認知心理学

現代社会では「コンピュータ」という言葉を知らない人はいないといえるほど,コンピュータ技術がわれわれの生活に浸透しています。最初のコンピュータENIACが1946年に開発されて以来,コンピュータ技術はムーアの法則に従って指数関数的に発達し,数年前までは不可能と思われていた将棋や囲碁において,世界のトッププロが敵わないまでに能力が向上しました。コンピュータの利用形態は,当初は大型のメインフレームマシンで科学者が特殊な計算を行うことが主でしたが,コンピュータの発達に伴ってPC(パーソナルコンピュータ)を個人が所有する形態に変化し,さらには技術とは無関係な一般ユーザが,スマートフォン(通話機能付きコンピュータ)やPCなど複数のコンピュータを所有する形態へと変化しました。生活家電の中でもコンピュータが使われるようになり,コンピュータ技術が導入されていない電化製品を探すのは難しいほどで,コンピュータ技術がわれわれの生活を支えているといっても過言ではありません。

その一方,コンピュータ技術が社会に浸透すればするほど機器の挙動がわかりにくくなり,コンピュータを利用して恩恵を受けられる人と恩恵を受けられない人との格差,つまりデジタルデバイドが拡大しています。デジタルデバイドを生む背景には,さまざまな機器を設計する技術者が,人間の特性をよく理解しないまま恣意的にユーザインタフェースを設計するため,設計者と利用者との機器利用に関するメンタルモデルが乖離しているという実態があります。

したがって,多くの技術者が人間の特性を理解し,人とコンピュータとがどのように相互作用するのか,ユーザにとって使いやすい機器を設計するにはどうすればよいのか,つまりヒューマンコンピュータインタラクション(human computer interaction,HCI)を理解する必要があります。HCIは,人間と情報システムとの相互作用を理解する学問領域です。HCIでは,人間の心理的側面および生理的側面に関する知見と,コンピュータをベースとするディジタル技術に関する知見とをつなぐことで,人とコンピュータとのギャップを解消し,多くの人に技術の恩恵が及ぶことを目指します。

現在,HCIに関するさまざまな書籍が刊行されていますが,それらはたいてい,例えばWeb に特化したデザインテクニックやデータ分析,あるいは認知心理学に特化した専門家向けの書籍であることが多いのが現状です。一方,コンピュータに関わる技術者向けにわかりやすく書かれたHCIの解説書は多くありません。そこで本書では,技術者向けのHCI解説書を提供することで,コンピュータに関わる技術者の知識拡大に貢献したいと考えています。

本書では,技術者がHCIを理解しやすいことに主眼を置き,全体を3部構成としました。第I部では「人間の基礎的な心身特性を理解する」として,まずは人間の心理学的・生理学的な基礎知識を提供します。ここで提供する知識は,インタラクションの主役である人間の基礎特性に関する知識であり,インタラクション設計におけるアイディアの源泉となります。第II部では「インタラクションの設計技術を理解する」として,入出力機器のインタフェース設計の事例,および人間を中心に据えてシステムを設計する場合に基礎概念となる知識を提供します。第III部では「インタラクションの評価技術を理解する」として,インタラクション設計では不可欠な人間の行動評価に関する基礎知識を提供します。インタラクションの評価技術は,プロトタイプを用いる繰返し設計では不可欠であり,システムの目的に合わせて適切に評価を行うことが重要です。

本書では,筆者の講義で質問の多い事項や具体的な事例が紹介されているWebサイトを紹介するため「このキーワードで検索してみよう!」というコラムを掲載しています。インターネット上ではさまざまな事例が公開されていますので,是非,ネット検索を行ってHCI技術の知識を深めていただきたいと思います。

本書を通じて,より多くの技術者にHCI技術の素養を深めてもらい,使いやすく,楽しい情報機器・サービスを開発していただきたいと願っています。

2021年2月
米村 俊一

第I部 人間の基礎的な心身特性を理解する
1.人間の感覚と知覚
1.1 人と道具との関係
1.2 人間はなぜ感覚・知覚機能を有するのか?
1.3 人間の感覚/知覚/認知に関する基本的な特性
 1.3.1 感覚/知覚/認知とは?
 1.3.2 取得した感覚情報には省略・強調・補完が施される
 1.3.3 ウェーバー・フェヒナーの法則
1.4 視覚の仕組みとその特性
 1.4.1 視覚の仕組みとその特性
 1.4.2 明順応と暗順応
 1.4.3 眼球運動
 1.4.4 明視の条件:ものが見えるための4条件
 1.4.5 視覚情報を用いることの長所と短所
1.5 聴覚の仕組みとその特性
 1.5.1 聴覚の仕組み
 1.5.2 等ラウドネス曲線:聴覚感度の周波数特性
 1.5.3 音の3要素:音の大きさ/高さ/音色
 1.5.4 聴覚情報を用いることの長所と短所

2.脳の機能と人間の情報処理モデル
2.1 脳の形態と機能
 2.1.1 ニューロン:脳神経細胞
 2.1.2 体性感覚野と体性運動野
2.2 記憶のモデル
 2.2.1 感覚記憶/短期記憶/長期記憶の概要
 2.2.2 記憶の再生と再認
2.3 知識のモデル
 2.3.1 スキーマ
 2.3.2 スクリプト
2.4 人間の情報処理形式:データ駆動型処理と概念駆動型処理
2.5 ゲシュタルトの法則
 2.5.1 ゲシュタルトの七つの法則
 2.5.2 ゲシュタルト崩壊とは?
 2.5.3 聴覚でもゲシュタルト認知が起こる

3.人間の行動モデル
3.1 行為の制御的処理と自動的処理
3.2 モデルヒューマンプロセッサ
 3.2.1 モデルヒューマンプロセッサの構成
 3.2.2 モデルヒューマンプロセッサの処理
 3.2.3 モデルヒューマンプロセッサの各システムの性能
3.3 J.ラスムッセンのSRKモデル
3.4 D.ノーマンの行為の7段階モデル
3.5 佐伯の二重接面性モデル
3.6 人間の行動に影響を及ぼす五つの要因

4.心身特性の計測
4.1 人間の心理を生理指標で測る
4.2 生理的な計測
 4.2.1 筋電図(EMG)
 4.2.2 心拍変動性(HRV)
 4.2.3 脳波(EEG)
 4.2.4 フリッカー値
4.3 心理的な計測
 4.3.1 精神物理学的測定法
 4.3.2 主観評価

5.人と環境との相互作用
5.1 環境の中の人間
5.2 気候環境
 5.2.1 気候に関わる環境要素
 5.2.2 感覚温度
 5.2.3 不快指数DIと暑さ指数WBGT
 5.2.4 温熱的中性域
5.3 照明環境
5.4 騒音

6.ヒューマンエラー
6.1 「人為ミス」といわれる事故
 6.1.1 手術患者の取り違え死亡事故(事件)
 6.1.2 ジェイコム株大量誤発注事故(事件)
 6.1.3 トランスアジア航空235便墜落事故
 6.1.4 名古屋空港中華航空140便墜落事故
6.2 ヒューマンエラーとは?
 6.2.1 ヒューマンエラーの定義
 6.2.2 ハインリッヒの法則
6.3 J.リーズンによるヒューマンエラーの分類
6.4 D.ノーマンのATSモデルによるスリップエラーの分類
 6.4.1 意図の形成段階で生じるスリップエラー
 6.4.2 スキーマの活性化段階で生じるスリップエラー
 6.4.3 スキーマのトリガリング段階で生じるスリップエラー
6.5 非注意性盲目
6.6 安全のための設計原則
6.7 ヒューマンエラーにどう対処すべきか?

第II部 インタラクションの設計技術を理解する
7.入力機器と出力機器のインタフェース
7.1 コンピュータシステムの入出力
 7.1.1 コンピュータの入出力機器
 7.1.2 インタラクション設計の難しさ
 7.1.3 インタラクション設計が製品の評価を決める
7.2 インタラクションの形態
7.3 さまざまな入出力機器とインタフェース
 7.3.1 情報の出力機器
 7.3.2 視覚的表示:ディジタル表示とアナログ表示
 7.3.3 聴覚的表示
 7.3.4 状態表示
7.4 操作具(コントロールズ)とそのデザイン原則
7.5 コーディング
7.6 フィッツの法則

8.インタラクションの設計プロセス
8.1 インタラクションをいかに設計するのか?
8.2 インタラクション設計の基本的な流れ
8.3 画面設計の違いで作業効率が変わるのか?
8.4 インタラクション設計の原則
8.5 インタラクション設計の標準

9.人間中心設計の概念
9.1 コンピュータ制御されたシステムはなぜ操作が難しいのか?
 9.1.1 ユーザビリティとは?
 9.1.2 ユーザエクスペリエンスとは?
9.2 人間中心設計という概念
 9.2.1 「人間中心設計」という考え方の起源
 9.2.2 「人間中心設計」とは?
9.3 人間中心設計のプロセス

10.ユニバーサルデザイン
10.1 なぜユニバーサルデザイン(UD)なのか?
 10.1.1 日本の生産年齢人口の減少
 10.1.2 人生100年時代で必要な生活費
10.2 ユニバーサルデザイン(UD)という考え方
 10.2.1 ユニバーサルデザインの背景
 10.2.2 バリアフリーデザインとの違い
10.3 ユニバーサルデザイン(UD)の7原則
 10.3.1 公平(equitable use)
 10.3.2 柔軟(flexibility in use)
 10.3.3 簡単(simple and intuitive)
 10.3.4 理解(perceptible information)
 10.3.5 安全(tolerance for error)
 10.3.6 省力(lowphysical effort)
 10.3.7 空間(size and space for use)
10.4 Webアクセシビリティ

11.CMC:コンピュータを介するコミュニケーション
11.1 CMCとCSCW
 11.1.1 CMCとは?
 11.1.2 CSCWとは?
11.2 コミュニケーションにはレベルがある
 11.2.1 日本語として正しいのに意味が通じない
 11.2.2 コミュニケーションのプロセス
11.3 コミュニケーションが成立するために必要な知識共有
11.4 コンピュータを介するコミュニケーションの特徴と課題

第III部 インタラクションの評価技術を理解する
12.行動計測
12.1 人間の行動計測
12.2 自然観察法
12.3 行動履歴分析(購買行動分析)
12.4 エスノグラフィー
12.5 日記法
12.6 言語プロトコル分析
12.7 談話分析

13.ユーザビリティ(UI)とユーザエクスペリエンス(UX)
13.1 ユーザビリティとはどのような意味をもつのか?
 13.1.1 ユーザビリティは「総論賛成・各論反対」の世界?
 13.1.2 優良企業の事業戦略では「便利」と「使いやすさ」がキーワード
13.2 ユーザビリティの検討例
13.3 ユーザビリティ評価の目的と効果
13.4 ユーザビリティの評価方法
 13.4.1 ヒューリスティック評価
 13.4.2 専門家によるインスペクション評価
 13.4.3 ユーザテスト
13.5 ユーザエクスペリエンス

14.プロトタイピングとユーザテスト
14.1 プロトタイピング
 14.1.1 プロトタイピングとは?
 14.1.2 プロトタイプを用いる開発のプロセス
14.2 さまざまなシステム開発モデル
 14.2.1 ウォーターフォール型モデル
 14.2.2 スパイラルモデル
 14.2.3 プロトタイピングモデル
14.3 ユーザテスト
 14.3.1 テスト計画の策定
 14.3.2 テストユーザのリクルート
 14.3.3 タスク設定
 14.3.4 パイロットテスト(予備実験)
 14.3.5 テストの実施(本番)
 14.3.6 分析・報告書の作成

15.質問紙とインタビュー
15.1 質問紙法による調査
 15.1.1 質問紙法とは?
 15.1.2 質問紙の作成
 15.1.3 対象者の選定
 15.1.4 データの収集方法(調査実施)
 15.1.5 データ分析
15.2 インタビュー法による調査
 15.2.1 インタビューの調査形態
 15.2.2 インタビューの調査形式
 15.2.3 デプスインタビュー
 15.2.4 フォーカスグループインタビュー

引用・参考文献
索引

米村 俊一

米村 俊一(ヨネムラ シュンイチ)

【専門分野】
ヒューマンコミュニケーション,ヒューマンコンピュータインタラクション,人間工学

【主要な研究テーマ】
・Computer Mediated Communication(コンピュータを介するコミュニケーションの支援)
・Human Computer Interaction
・情報通信のアクセシビリティ 

【略 歴】
1985年 新潟大学大学院修士課程修了
1985年 日本電信電話株式会社勤務
2008年 博士(学術) 早稲田大学
2012年 芝浦工業大学工学部情報工学科 教授
    現在に至る

掲載日:2021/04/15

情報処理学会誌「情報処理」2021年5月号広告

掲載日:2021/04/08

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掲載日:2021/04/01

「電子情報通信学会誌」2021年4月号広告