PDF de programación - Interfaces de usuario adaptativas basadas en modelos y agentes software

UNIVERSIDAD DE

CASTILLA-LA MANCHA

DEPARTAMENTO DE SISTEMAS INFORMÁTICOS

INTERFACES DE USUARIO



ADAPTATIVAS BASADAS EN MODELOS

Y AGENTES SOFTWARE



VÍCTOR MANUEL LÓPEZ JAQUERO



DIRIGIDA POR



DR. D. PASCUAL GONZÁLEZ LÓPEZ

DR. D. ANTONIO FERNÁNDEZ CABALLERO



Albacete, Julio de 2005





RESUMEN DE LA TESIS

En la última década se ha realizado un gran esfuerzo en la
investigación de métodos que permitan la inclusión del diseño de la
interfaz de usuario dentro de un proceso de desarrollo basado en
modelos, intentando obtener beneficios tales como la automatización de
la generación de la interfaz de usuario, la generación de dicha interfaz para
distintos dispositivos o lenguajes a partir de unos modelos comunes o la
mejora de las propiedades de usabilidad del sistema.


Sin embargo, el avance tecnológico ha propiciado la aparición de
dispositivos que suponen un cambio importante en la forma en que el
usuario interactúa con los sistemas. El usuario ahora puede interactuar
con el sistema en un coche, en la calle, desde un teléfono móvil, una PDA
o el tradicional PC.


Este cambio en los hábitos en la interacción hombre máquina ha
supuesto la necesidad de aportar soluciones que permitan diseñar
interfaces de usuario capaces de funcionar bajo distintas plataformas y
condiciones.


Aunque es posible llevar un desarrollo separado para cada familia
de dispositivos, asumiendo el alto coste de desarrollo y mantenimiento
que ello supone, es todavía más difícil si no imposible diseñar interfaces
de usuario para cada una las situaciones en las que la interfaz de usuario
puede ser potencialmente usada. Una solución más eficiente sería la
generación de interfaces de usuario capaces de acomodarse a los distintos
tipos de dispositivos, entornos de uso, e incluso tipos de usuarios de
forma automática, aunque ello supone sin duda la modificación de los
actuales métodos de desarrollo de interfaces de usuario.


Para afrontar este reto, dentro de este trabajo, se propone la
ampliación de los métodos actuales basados en modelos para el diseño de
interfaces de usuario con los mecanismos necesarios para el diseño de las
capacidades de adaptación necesarias dentro de las distintas fases del
desarrollo de una interfaz de usuario. Estas extensiones son recopiladas
dentro de AB-UIDE (Agent-Based User Interface Development Environment). El
método permite la generación de interfaces de usuario capaces de

- iii -



adaptarse a las distintas situaciones que potencialmente pueden surgir
durante el proceso de interacción.


El método es apoyado por una arquitectura basada en un sistema
multi-agente que permite proporcionar al usuario las capacidades de
adaptación diseñadas usando el método AB-UIDE propuesto. Los
agentes del
colaboran para proporcionar
inteligentemente al usuario las adaptaciones más adecuadas en cada
situación que se presenta durante la interacción con la interfaz de usuario
diseñada.

sistema multi-agente

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esta tesis está dedicada a mi gente:
aquellos que hacen camino conmigo.

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AGRADECIMIENTOS


En el trecho de camino de mi vida recorrido durante el desarrollo
de esta tesis, numerosas personas han quitado, y puesto, piedras en el
camino. Aunque aquellos que las pusieron se van diluyendo en el olvido.
Como según el dicho: “no es bien nacido el que no es agradecido”, me gustaría
agradecer, en estas breves líneas, su apoyo a algunas de las personas que
han quitado obstáculos en el camino, o que me han ayudado a salvarlos.


Primeramente, me gustaría agradecer a mi familia su paciencia y
apoyo desinteresado y constante durante mi vida, que me ha brindado la
posibilidad de realizar una tesis doctoral: sin ellos esta tesis no sería una
realidad.


En segundo lugar me vienen a la cabeza mis amigos, que con su
compañía y ánimos han hecho todo este tiempo más llevadero. Mi más
sincero agradecimiento para todos los “Parrockianos”, “Roleros” y
“Futbolineros” y demás que han amenizado los fines de semana que no
estaba trabajando.


A continuación no puedo olvidarme de mis compañeros en el
grupo de investigación LoUISE: especialmente de mis directores Pascual
González y Antonio Fernández, y de mis compañeros José Antonio
Gallud, José Eduardo Córcoles, María Lozano y Víctor Ruiz, pero muy
especialmente de Francisco Montero y José Pascual Molina, grandes
amigos además de compañeros, que han contribuido de manera activa
cada día para que se llegara al final de esta tesis, y que han arrimado
siempre el hombro cuando ha hecho falta.


No podrían faltar mis compañeros en el Departamento de
Sistemas Informáticos de Albacete, que han convivido conmigo durante
estos años, con especial mención a Gregorio Díaz, compañero de
despacho y amigo, por contagiar su visión positiva de la vida, a Julia
Flores y Elena Navarro por sus ánimos, a José Antonio Gámez, José
Miguel Puerta y Antonio Garrido por iniciarme en el mundo de la
investigación, para bien o para mal, y finalmente a José Luis Sánchez,
Fernando Cuartero y Vicente López.


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No quisiera olvidarme tampoco de los miembros del BCHI
(Belgian Laboratory of Computer-Human Interaction) en Louvain-la-neuve
(Bélgica), y especialmente de Jean Vanderdonckt y Quentin Limbourg,
que me acogieron durante siete meses en su grupo, compartiendo sus
ideas y conocimientos conmigo para mejorar esta tesis.


Agradecer también a mi amigo Alberto Martínez el tiempo y el
esfuerzo que se ha tomado para el diseño de la portada que acompaña esta
tesis.


Si lees estas líneas y me ayudaste a salvar obstáculos en el camino,
y me he olvidado de ti en el momento de escribir estos agradecimientos,
acepta mi más sincero agradecimiento y mis disculpas.



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ÍNDICE GENERAL

RESUMEN DE LA TESIS

AGRADECIMIENTOS

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE FIGURAS

CAPÍTULO 1 OBJETIVOS Y PROBLEMÁTICA
1.1 INTRODUCCIÓN
1.2 MOTIVACIÓN

1.2.1 CALIDAD DEL SOFTWARE
1.2.2 MEJORA DE LA USABILIDAD POR ADAPTACIÓN

1.3 OBJETIVOS
1.4 ESTRUCTURA DE LA MEMORIA DEL TRABAJO

III

VII

IX

XV

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CAPÍTULO 2 ESTADO DEL ARTE
2.1 INTERFACES DE USUARIO

2.1.1 ADAPTACIÓN EN LAS INTERFACES DE USUARIO

2.1.1.1 Adaptividad vs. Adaptabilidad
2.1.1.2 Descripción de la adaptividad

2.1.2 DESARROLLO DE INTERFACES DE USUARIO

2.1.2.1 Complejidad del diseño de interfaces de usuario

2.1.3 DESARROLLO DE INTERFACES DE USUARIO ADAPTATIVAS
2.1.4 DESARROLLO DE INTERFACES DE USUARIO INTELIGENTES
2.1.5 EVOLUCIÓN DEL DESARROLLO DE INTERFACES DE USUARIO

2.2 DISEÑO DE INTERFACES DE USUARIO BASADO EN MODELOS

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2.2.1 LOS MODELOS EN MB-UIDE

2.2.1.1 El modelo de tareas
2.2.1.2 El modelo de dominio
2.2.1.3 El modelo de usuario
2.2.1.4 El modelo de diálogo
2.2.1.5 El modelo de presentación

2.2.2 APROXIMACIONES BASADAS EN MODELOS PARA EL DISEÑO DE
INTERFACES DE USUARIO

2.2.2.1 TRIDENT
2.2.2.2 OVID

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2.2.2.3 UIDE
2.2.2.4 Janus
2.2.2.5 TERESA
2.2.2.6 MOBI-D
2.2.2.7 Wisdom
2.2.2.8 Just-UI
2.2.2.9 OO-H
2.2.2.10 UWE
2.2.2.11 UMLi
2.2.2.12 IDEAS
2.2.2.13 Otras aproximaciones

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2.3 DISEÑO DE INTERFACES DE USUARIO ADAPTATIVAS BASADAS EN

AGENTES

2.3.1 AGENTES Y SISTEMAS MULTIAGENTE
2.3.2 AGENTES DE INTERFAZ

2.3.2.1 Agentes de Interfaz Autónomos
2.3.2.2 Principios de Diseño para Agentes de Interfaz Autónomos
2.3.2.3 Características Deseables de los Agentes de Interfaz
2.3.3 INGENIERÍA DEL SOFTWARE ORIENTADA A AGENTES

2.3.3.1 ¿Por Qué Ingeniería del Software Orientada a Agentes?
2.3.3.2 Sobre Agentes y Objetos
2.3.3.3 Metodologías de Diseño para Sistemas Multiagente

2.4 CONCLUSIONES DEL CAPÍTULO

CAPÍTULO 3 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE

3.1 INTRODUCCIÓN
3.2 LA ADAPTACIÓN COMO PROCESO DE INICIATIVA MIXTA

INTERFACES DE USUARIO ADAPTATIVAS 117
117
118
3.2.1 UN MODELO DE ADAPTIVIDAD EN INTERFACES DE USUARIO CON
INICIATIVA MIXTA
120
3.3 ADAPTACIÓN VS. USABILIDAD
123
3.4 AB-UIDE: UNA APROXIMACIÓN PARA EL DISEÑO DE INTERFACES
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125
3.4.1.1 Constituyentes
130
3.4.1.2 Determinantes: el contexto de uso en AB-UIDE
3.4.1.3 Descripción de los objetivos de la adaptación en AB-UIDE 133
134
3.4.1.4 Reglas de adaptación en AB-UIDE
3.4.2 UNA ARQUITECTURA DE EJECUCIÓN DE INTERFACES DE USUARIO
144
ADAPTATIVAS BASADAS EN UN SISTEMA MULTI-AGENTE
145

3.4.1 DESCRIPCIÓN DE LA ADAPTATIVIDAD EN AB-UIDE

3.5 CONCLUSIONES DEL CAPÍTULO

DE USUARIO ADAPTATIVAS

- x -



CAPÍTULO 4 AB-UIDE: DESARROLLO BASADO EN

MODELOS DE INTERFACES DE USUARIO
ADAPTATIVAS

4.1 INTRODUCCIÓN
4.2 AB-UIDE: UN MÉTODO BASADO EN MODELOS PARA EL

147
147

4.2.2 FASE DE ANÁLISIS

4.2.1 FASE DE ADQUISICIÓN DE REQUISITOS

DESARROLLO DE INTERFACES DE USUARIO
ADAPTATIVAS

4.2.2.1 Modelado de los objetos del dominio
4.2.2.2 Los perfiles de usuario en el sistema
4.2.2.3 Un compromiso entre adaptación y usabilidad

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4.2.1.1 Adquisición de requisitos en interacción persona-ordenador 150
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4.2.1.2 Contextualización de la interacción
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4.2.3.1 Modelado de tareas
4.2.3.2 La interfaz de usuario abstracta
4.2.3.3 La interfaz de usuario concreta
4.2.3.4 Trazabilidad en tiempo de ejecución

4.2.4 FASE DE IMPLEMENTACIÓN
4.2.5 USABILIDAD EN AB-UIDE
4.3 CONCLUSIONES DEL CAPÍTULO

4.2.3 FASE D