Μελέτη και επισκόπηση ευφυών ψηφιακών εφαρμογών αλληλεπίδρασης ανθρώπου υπολογιστή: τεχνολογίες και εφαρμογές

Βαζάκας, Αναστάσιος

Study and overview of intelligent digital human computer interaction applications: technologies and applications

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Βαζάκας, Αναστάσιος

Date

2024-10-03

Advisor

Μυλωνάς, Φοίβος

AVazakas_mscacs22002 (1.210Mb)

Keywords

Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή (HCI) ; Προσαρμοστικοί αλγόριθμοι μάθησης ; Τεχνολογία ; Ευφυείς εφαρμογές

Abstract

Η αλληλεπίδραση μεταξύ ανθρώπων και υπολογιστών (HCI) αποτελεί έναν από τους πιο κρίσιμους τομείς στη σύγχρονη επιστήμη των υπολογιστών, επηρεάζοντας βαθιά τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα ασχολούνται με τις ψηφιακές συσκευές. Οι σημαντικές εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα έχουν συμβάλει στη βελτίωση της εμπειρίας των χρηστών, καθιστώντας τις εφαρμογές πιο έξυπνες και έξυπνες. Αυτή η μελέτη παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση των ευφυών ψηφιακών εφαρμογών στο πεδίο του HCI, διερευνώντας τις τεχνολογίες και τις εφαρμογές που διευκολύνουν αυτές τις εξελίξεις. Στη συνέχεια, είναι σημαντικό να επισημανθεί ότι η μελέτη εμβαθύνει στην ιστορική εξέλιξη του HCI, εντοπίζοντας τις ρίζες του από τις πρώιμες διεπαφές υπολογιστών έως τα εξελιγμένα, χρηστοκεντρικά σχέδια που επικρατούν σήμερα. Η έρευνα τονίζει τις αλλαγές παραδείγματος που έχουν συμβεί, που οδηγούνται τόσο από την τεχνολογική καινοτομία όσο και από την αυξανόμενη κατανόηση της ανθρώπινης ψυχολογίας και εργονομίας. Αυτές οι αλλαγές άνοιξαν το δρόμο για την ανάπτυξη εφαρμογών που όχι μόνο ανταποκρίνονται στις εισροές των χρηστών πιο αποτελεσματικά αλλά και προβλέπουν ανάγκες και προτιμήσεις μέσω προσαρμοστικών αλγορίθμων μάθησης. Αξίζει να σημειωθεί ότι η μελέτη διερευνά τον αντίκτυπο αυτών των έξυπνων εφαρμογών σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της υγειονομικής περίθαλψης, της εκπαίδευσης και της ψυχαγωγίας. Στην υγειονομική περίθαλψη, για παράδειγμα, η ενσωμάτωση έξυπνων εφαρμογών HCI έχει φέρει επανάσταση στη φροντίδα ασθενών και στη διαχείριση ιατρικών αρχείων. Η μελέτη εξετάζει συγκεκριμένες περιπτωσιολογικές μελέτες όπου αυτές οι τεχνολογίες έχουν οδηγήσει σε βελτιωμένη διαγνωστική ακρίβεια και βελτιωμένα αποτελέσματα ασθενών. Ομοίως, στην εκπαίδευση, τα έξυπνα συστήματα διδασκαλίας και οι προσαρμοστικές πλατφόρμες μάθησης έχουν μεταμορφώσει το παραδοσιακό περιβάλλον της τάξης, προσφέροντας εξατομικευμένες μαθησιακές εμπειρίες που καλύπτουν τις ατομικές ανάγκες των μαθητών. Αξίζει να σημειωθεί, ότι οι ηθικές επιπτώσεις των ευφυών εφαρμογών HCI εξετάζονται εξονυχιστικά. Καθώς αυτές οι τεχνολογίες γίνονται όλο και πιο διάχυτες, οι ανησυχίες σχετικά με το απόρρητο των δεδομένων, την αυτονομία των χρηστών και την πιθανότητα μεροληψίας στην αλγοριθμική λήψη αποφάσεων είναι όλο και πιο αναγκαίες. Η μελέτη αξιολογεί τα υπάρχοντα πλαίσια και προτείνει κατευθυντήριες γραμμές για την ανάπτυξη ηθικών και δίκαιων εφαρμογών HCI, διασφαλίζοντας ότι τα οφέλη αυτών των τεχνολογιών είναι προσβάσιμα σε όλους τους χρήστες, ενώ ελαχιστοποιούνται οι πιθανές βλάβες. Επίσης, η διατριβή πραγματεύεται τα τεχνολογικά θεμέλια που καθιστούν δυνατές αυτές τις έξυπνες εφαρμογές. Καλύπτει μια σειρά τεχνολογιών, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας φυσικής γλώσσας, της μηχανικής εκμάθησης και της όρασης υπολογιστών, περιγράφοντας λεπτομερώς τον τρόπο με τον οποίο το καθένα συμβάλλει στη δημιουργία πιο έξυπνων και ανταποκρινόμενων διεπαφών χρήστη. Αναλύοντας αυτές τις τεχνολογίες, η μελέτη παρέχει μια σαφή κατανόηση της πολύπλοκης αλληλεπίδρασης μεταξύ υλικού και λογισμικού που βασίζεται στις σύγχρονες εφαρμογές HCI.

Abstract

The interaction between humans and computers (HCI) stands as one of the most critical domains in contemporary computer science, profoundly impacting the manner in which individuals engage with digital devices. Significant advancements within this field have contributed to enhancing user experiences, making applications more intelligent and intuitive. This study provides a comprehensive overview of intelligent digital applications within the realm of HCI, exploring the technologies and applications that facilitate these advancements. In continuation, it is essential to highlight that the study delves into the historical evolution of HCI, tracing its roots from early computing interfaces to the sophisticated, user-centric designs prevalent today. The research underscores the paradigm shifts that have occurred, driven by both technological innovation and an increasing understanding of human psychology and ergonomics. These shifts have paved the way for the development of applications that not only respond to user inputs more efficiently but also anticipate needs and preferences through adaptive learning algorithms. It's notable to mention that the study also explores the impact of these intelligent applications on various sectors, including healthcare, education, and entertainment. In healthcare, for instance, the integration of intelligent HCI applications has revolutionized patient care and medical record management. The study examines specific case studies where these technologies have led to improved diagnostic accuracy and patient outcomes. Similarly, in education, intelligent tutoring systems and adaptive learning platforms have transformed the traditional classroom setting, offering personalized learning experiences that cater to individual student needs. It's worth mentioning that the ethical implications of intelligent HCI applications are scrutinized. As these technologies become more pervasive, concerns around data privacy, user autonomy, and the potential for bias in algorithmic decision-making are increasingly pertinent. The study evaluates existing frameworks and proposes guidelines for developing ethical and equitable HCI applications, ensuring that the benefits of these technologies are accessible to all users while minimizing potential harms. Also, the thesis addresses the technological underpinnings that make these intelligent applications possible. It covers a range of technologies, including natural language processing, machine learning, and computer vision, detailing how each contributes to creating more intuitive and responsive user interfaces. By dissecting these technologies, the study provides a clear understanding of the complex interplay between hardware and software that underlies modern HCI applications.