Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
specjalność: Inżynieria systemów informacyjnych

Sylabus przedmiotu Komunikacja człowiek-maszyna:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Komunikacja człowiek-maszyna
Specjalność Inżynieria oprogramowania
Jednostka prowadząca Katedra Systemów Multimedialnych
Nauczyciel odpowiedzialny Adam Nowosielski <Adam.Nowosielski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Marek Jaskuła <Marek.Jaskula@zut.edu.pl>, Anna Lewandowska <Anna.Tomaszewska@zut.edu.pl>, Tomasz Mąka <Tomasz.Maka@zut.edu.pl>, Edward Półrolniczak <Edward.polrolniczak@zut.edu.pl>, Włodzimierz Ruciński <wrucinski@wi.zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 3 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL5 30 2,00,50zaliczenie
wykładyW5 30 2,00,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Programowanie 2

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Uswiadomienie rozległego, interdyscyplinarnego obszaru jaki w praktyce musi byc znany informatykowi - na róznych poziomach szczegółowosci - aby mógł poprawnie zaprojektowac i zrealizować moduły komunikacji człowiek-maszyna. komputer.
C-2Nauczanie umiejętności projektowania i implementacji interaktywnych systemów.
C-3Nauczenie umiejętności korzystania z bibliotek HCI.
C-4Zapoznanie studentów z metodami i narzędziami służącymi do ewaluacji interfejsów człowiek-maszyna.
C-5Uczulenie przyszłego inzyniera na role pozatechnicznych czynników wpływajacych na rozwiazania procesów komunikacyjnych między człowiekiem a maszyną.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Projektowanie dashboardu. Graficzny raport zbiorczy na temat systemu. (A. Lewandowska)2
T-L-2Wstępna analiza sygnału eye-trackingowego (A. Lewandowska)2
T-L-3Określanie obszarów zainteresowań na monitorze. Programowa analiza wyników eye-trackera, tworzenie mapy cieplnej. (A. Lewandowska)2
T-L-4Określenie położenia użytkownika z wykorzystaniem IMU (Inertial Measurement Unit). (A. Nowosielski)2
T-L-5Implementacja podejścia camera mouse. (A. Nowosielski)2
T-L-6Problemy w komunikacji człowiek-maszyna osoby niepełnosprawnej. Komunikacja z wykorzystaniem alfabetu Brajla. (A. Nowosielski)2
T-L-7Wykorzystanie syntezatora mowy we własnej aplikacji. (M. Jaskuła)2
T-L-8Wykorzystanie sterowania głosem we własnej aplikacji. (M. Jaskuła)2
T-L-9Przeprowadzenie sesji uczącej z interfejsem MI-BCI (lub zapoznanie się z zestawem wcześniej zarejestrowanych danych) (I. Rejer)1
T-L-10Przygotowanie oprogramowania przekształcającego sygnał EEG do postaci komend sterujących (ekstrakcja cech, selekcja cech oraz klasyfikacja). (I. Rejer)3
T-L-11Detekcja załamka R w sygnale elektrokardiograficznym i określanie rytmu serca. (E. Półrolniczak)2
T-L-12Badanie słuchu poza gabinetem medycznym. (E. Półrolniczak)2
T-L-13Analiza porównawcza rozwiązań do obsługi gestów myszą. (E. Półrolniczak)2
T-L-14Próba opracowania własnego rozwiązania do obsługi gestów w języku Python. (E. Półrolniczak)2
T-L-15Zaliczenie laboratorium. (A. Nowosielski)2
30
wykłady
T-W-1Fizjologiczne i kognitywne aspekty interakcji pomiędzy człowiekiem i komputerem. (A. Lewandowska)2
T-W-2Projektowanie HCI. (A. Lewandowska)2
T-W-3Wykorzystanie kierunku patrzenia (eye tracking). (A. Lewandowska)2
T-W-4Człowiek w roli kontrolera. Sensory. (A. Nowosielski)2
T-W-5Interakcja za pomocą gestów. (A. Nowosielski)2
T-W-6Wprowadzanie informacji tekstowej. (A. Nowosielski)2
T-W-7Synteza mowy. (T. Mąka)2
T-W-8Sterowanie za pomocą głosu. (T. Mąka)2
T-W-9Charakterystyka i rodzaje interfejsów mózg-komputer; Wykorzystywane wzorce aktywności mózgowej. (I. Rejer)2
T-W-10Struktura trzech głównych typów interfejsów mózg-komputer (SSVEP-BCI, MI-BCI, P300-BCI); Etapy przetwarzania sygnału (processing pipeline). (I. Rejer)2
T-W-11Techniki sensoryczne w procesie identyfikacji parametrów, w tym parametrów biomedycznych. (E. Półrolniczak)2
T-W-12KCM w diagnostyce i terapii medycznej. (E. Półrolniczak)2
T-W-13Interakcja graficzna za pomocą myszy. Gesty myszy komputerowej. (E. Półrolniczak)2
T-W-14Ekrany dotykowe. (E. Półrolniczak)2
T-W-15Zaliczenie wykładu. (A. Nowosielski)2
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Uzupełnienie implementacji wykonanej w czasie laboratoriów10
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z realizacji wybranych laboratoriów10
50
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Czytanie literatury10
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia6
A-W-4Konsultacje2
A-W-5Udział w zaliczeniu2
50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1wykłady: informacyjne, problemowe i konwersatoryjne
M-2dyskusja dydaktyczna
M-3cwiczenia laboratoryjne z uzyciem komputera oraz urządzeń peryferyjnych

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Sprawdzenie sprawozdan z wykonanych zadan.
S-2Ocena formująca: Ocena implementacji
S-3Ocena podsumowująca: Sprawdzenie wiedzy teoretycznej

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_D02.03.1_W01
Zdobycie wiedzy z zakresu komunikacji człowiek maszyna
I_1A_W09C-2, C-1, C-5T-W-1, T-W-2, T-W-3M-1S-3

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_D02.03.1_U01
Umie dobrac środki techniczne do zrealizowania określonych wymogów komunikacji oraz umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania
I_1A_U11C-2, C-4, C-3M-2, M-3S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_D02.03.1_K01
Ma swiadomosc budowania systemów komunikacji w scisłym zwiazku z grupa społeczna bedaca adresatem danego rozwiazania (kultura, normy, status). Zdaje sobie sprawe z odpowiedzialnosci za błedna interpretacje przekazu.
I_1A_K06C-5T-W-1, T-W-2, T-W-3M-1, M-2, M-3S-1, S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
I_1A_D02.03.1_W01
Zdobycie wiedzy z zakresu komunikacji człowiek maszyna
2,0Brak podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student zna podstawowe pojecia, definicje i parametry fizyczne mediów zwiazanych z komunikacja głosem, tekstem, ruchem i dotykiem. Zna podstawowe (standardowe) rozwiazania techniczne.
3,5Zna biblioteki programistyczne umożliwiające tworzenie interakcji człowiek-maszyna
4,0Porównuje technologie stosowane w systemach komunikacji człowiek-maszyna
4,5Potrafi dokonac wyboru technik komunikacji pod konkretne zastosowanie.
5,0Ocenia potencjalną skutecznosc algorytmów i rozwiązań w zadanym problemie komunikacji człowiek-maszyna i wykazuje sie dodatkowa wiedza pozyskana z literatury.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
I_1A_D02.03.1_U01
Umie dobrac środki techniczne do zrealizowania określonych wymogów komunikacji oraz umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania
2,0Brak podstawowych umiejętności z zakresu przedmiotu.
3,0Umie skorzystać z podstawowych środków technicznych (sprzętu oraz bibliotek programistycznych) do realizacji określonych wymogów komunikacji użytkownika z maszyną. Umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania.
3,5Operuje pojęciami, definicjami i parametrami fizycznymi mediów zwiazanych z komunikacja głosem, tekstem, ruchem i dotykiem.
4,0Potrafi napisać aplikację korzystającą z wybranego środka komunikacji człowiek-maszyna.
4,5Potrafi napisać aplikację korzystającą z kilku różnych środków komunikacji człowiek-maszyna.
5,0Umie porównać różne technologie komunikacji człowiek-maszyna i wykazuje sie umiejętnościami pozyskanymi z literatury.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
I_1A_D02.03.1_K01
Ma swiadomosc budowania systemów komunikacji w scisłym zwiazku z grupa społeczna bedaca adresatem danego rozwiazania (kultura, normy, status). Zdaje sobie sprawe z odpowiedzialnosci za błedna interpretacje przekazu.
2,0Student nie zna postawowych czynników społecznych majacych wpływ na budowanie sodków komunikacji w relacji człowiek-maszyna, z naciskiem na interakcję człowiek-komputer.
3,0Student potrafi scharakteryzowac czynniki społecznych majace wpływ na tworzenie komunikacji w relacji człowiek-maszyna, z naciskiem na interakcję człowiek-komputer.
3,5Jest świadomy istnienia i wzajemnych powiązań warstw systemu informacyjnego (formalna, techniczna, nieformalna).
4,0Rozumie mechanizmy (w tym biologiczne) odbióru przez człowieka bodzców z otoczenia i potrafi ocenic wpływ wystepujacych dysfunkcji na odbiór komunikatu.
4,5Zdaje sobie sprawę z zagrożeń wynikających z lekceważenia aspektów społecznych i percepcyjnych odbiorcy w budowaniu systemów komunikacyjnych.
5,0Jest świadomy odpowiedzialności za błędną interpretację przekazu. Wykazuje się znajomoscią aspektów prawnych zwiąnych z komunikacją w relacji człowiek-maszyna, z naciskiem na interakcję człowiek-komputer.

Literatura podstawowa

  1. Alan Dix, Janet Finlay, Gregory D. Abowd, Russell Beale, Human-Computer Interaction, Prentice Hall, 2003, 3
  2. Daniel Wigdor, Dennis Wixon, Brave NUI World: Designing Natural User Interfaces for Touch and Gesture, Morgan Kaufmann, 2011, 1
  3. Dinesh K. Kumar, Sridhar Poosapadi Arjunan, Human–Computer Interface Technologies for the Motor Impaired, CRC Press, 2015

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Projektowanie dashboardu. Graficzny raport zbiorczy na temat systemu. (A. Lewandowska)2
T-L-2Wstępna analiza sygnału eye-trackingowego (A. Lewandowska)2
T-L-3Określanie obszarów zainteresowań na monitorze. Programowa analiza wyników eye-trackera, tworzenie mapy cieplnej. (A. Lewandowska)2
T-L-4Określenie położenia użytkownika z wykorzystaniem IMU (Inertial Measurement Unit). (A. Nowosielski)2
T-L-5Implementacja podejścia camera mouse. (A. Nowosielski)2
T-L-6Problemy w komunikacji człowiek-maszyna osoby niepełnosprawnej. Komunikacja z wykorzystaniem alfabetu Brajla. (A. Nowosielski)2
T-L-7Wykorzystanie syntezatora mowy we własnej aplikacji. (M. Jaskuła)2
T-L-8Wykorzystanie sterowania głosem we własnej aplikacji. (M. Jaskuła)2
T-L-9Przeprowadzenie sesji uczącej z interfejsem MI-BCI (lub zapoznanie się z zestawem wcześniej zarejestrowanych danych) (I. Rejer)1
T-L-10Przygotowanie oprogramowania przekształcającego sygnał EEG do postaci komend sterujących (ekstrakcja cech, selekcja cech oraz klasyfikacja). (I. Rejer)3
T-L-11Detekcja załamka R w sygnale elektrokardiograficznym i określanie rytmu serca. (E. Półrolniczak)2
T-L-12Badanie słuchu poza gabinetem medycznym. (E. Półrolniczak)2
T-L-13Analiza porównawcza rozwiązań do obsługi gestów myszą. (E. Półrolniczak)2
T-L-14Próba opracowania własnego rozwiązania do obsługi gestów w języku Python. (E. Półrolniczak)2
T-L-15Zaliczenie laboratorium. (A. Nowosielski)2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Fizjologiczne i kognitywne aspekty interakcji pomiędzy człowiekiem i komputerem. (A. Lewandowska)2
T-W-2Projektowanie HCI. (A. Lewandowska)2
T-W-3Wykorzystanie kierunku patrzenia (eye tracking). (A. Lewandowska)2
T-W-4Człowiek w roli kontrolera. Sensory. (A. Nowosielski)2
T-W-5Interakcja za pomocą gestów. (A. Nowosielski)2
T-W-6Wprowadzanie informacji tekstowej. (A. Nowosielski)2
T-W-7Synteza mowy. (T. Mąka)2
T-W-8Sterowanie za pomocą głosu. (T. Mąka)2
T-W-9Charakterystyka i rodzaje interfejsów mózg-komputer; Wykorzystywane wzorce aktywności mózgowej. (I. Rejer)2
T-W-10Struktura trzech głównych typów interfejsów mózg-komputer (SSVEP-BCI, MI-BCI, P300-BCI); Etapy przetwarzania sygnału (processing pipeline). (I. Rejer)2
T-W-11Techniki sensoryczne w procesie identyfikacji parametrów, w tym parametrów biomedycznych. (E. Półrolniczak)2
T-W-12KCM w diagnostyce i terapii medycznej. (E. Półrolniczak)2
T-W-13Interakcja graficzna za pomocą myszy. Gesty myszy komputerowej. (E. Półrolniczak)2
T-W-14Ekrany dotykowe. (E. Półrolniczak)2
T-W-15Zaliczenie wykładu. (A. Nowosielski)2
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Uzupełnienie implementacji wykonanej w czasie laboratoriów10
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z realizacji wybranych laboratoriów10
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Czytanie literatury10
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia6
A-W-4Konsultacje2
A-W-5Udział w zaliczeniu2
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięI_1A_D02.03.1_W01Zdobycie wiedzy z zakresu komunikacji człowiek maszyna
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W09Zna zasady działania i podstawowe metody projektowania interfejsów komunikacyjnych człowiek-maszyna, ze szczególnym uwzględnieniem obrazowania komputerowego i wizualizacji danych.
Cel przedmiotuC-2Nauczanie umiejętności projektowania i implementacji interaktywnych systemów.
C-1Uswiadomienie rozległego, interdyscyplinarnego obszaru jaki w praktyce musi byc znany informatykowi - na róznych poziomach szczegółowosci - aby mógł poprawnie zaprojektowac i zrealizować moduły komunikacji człowiek-maszyna. komputer.
C-5Uczulenie przyszłego inzyniera na role pozatechnicznych czynników wpływajacych na rozwiazania procesów komunikacyjnych między człowiekiem a maszyną.
Treści programoweT-W-1Fizjologiczne i kognitywne aspekty interakcji pomiędzy człowiekiem i komputerem. (A. Lewandowska)
T-W-2Projektowanie HCI. (A. Lewandowska)
T-W-3Wykorzystanie kierunku patrzenia (eye tracking). (A. Lewandowska)
Metody nauczaniaM-1wykłady: informacyjne, problemowe i konwersatoryjne
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Sprawdzenie wiedzy teoretycznej
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student zna podstawowe pojecia, definicje i parametry fizyczne mediów zwiazanych z komunikacja głosem, tekstem, ruchem i dotykiem. Zna podstawowe (standardowe) rozwiazania techniczne.
3,5Zna biblioteki programistyczne umożliwiające tworzenie interakcji człowiek-maszyna
4,0Porównuje technologie stosowane w systemach komunikacji człowiek-maszyna
4,5Potrafi dokonac wyboru technik komunikacji pod konkretne zastosowanie.
5,0Ocenia potencjalną skutecznosc algorytmów i rozwiązań w zadanym problemie komunikacji człowiek-maszyna i wykazuje sie dodatkowa wiedza pozyskana z literatury.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięI_1A_D02.03.1_U01Umie dobrac środki techniczne do zrealizowania określonych wymogów komunikacji oraz umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U11Potrafi projektować i tworzyć interfejsy człowiek-maszyna dla różnych klas systemów informatycznych, w tym z uwzględnieniem potrzeb i wymagań zorientowanych na użytkownika.
Cel przedmiotuC-2Nauczanie umiejętności projektowania i implementacji interaktywnych systemów.
C-4Zapoznanie studentów z metodami i narzędziami służącymi do ewaluacji interfejsów człowiek-maszyna.
C-3Nauczenie umiejętności korzystania z bibliotek HCI.
Metody nauczaniaM-2dyskusja dydaktyczna
M-3cwiczenia laboratoryjne z uzyciem komputera oraz urządzeń peryferyjnych
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Sprawdzenie sprawozdan z wykonanych zadan.
S-2Ocena formująca: Ocena implementacji
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak podstawowych umiejętności z zakresu przedmiotu.
3,0Umie skorzystać z podstawowych środków technicznych (sprzętu oraz bibliotek programistycznych) do realizacji określonych wymogów komunikacji użytkownika z maszyną. Umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania.
3,5Operuje pojęciami, definicjami i parametrami fizycznymi mediów zwiazanych z komunikacja głosem, tekstem, ruchem i dotykiem.
4,0Potrafi napisać aplikację korzystającą z wybranego środka komunikacji człowiek-maszyna.
4,5Potrafi napisać aplikację korzystającą z kilku różnych środków komunikacji człowiek-maszyna.
5,0Umie porównać różne technologie komunikacji człowiek-maszyna i wykazuje sie umiejętnościami pozyskanymi z literatury.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięI_1A_D02.03.1_K01Ma swiadomosc budowania systemów komunikacji w scisłym zwiazku z grupa społeczna bedaca adresatem danego rozwiazania (kultura, normy, status). Zdaje sobie sprawe z odpowiedzialnosci za błedna interpretacje przekazu.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_K06Jest świadomy społecznego i zawodowego kontekstu informatyki oraz związanych z nim aspektów prawnych i etycznych, odpowiedzialnie stosuje przepisy prawa i przestrzega zasad etyki w życiu zawodowym i codziennym.
Cel przedmiotuC-5Uczulenie przyszłego inzyniera na role pozatechnicznych czynników wpływajacych na rozwiazania procesów komunikacyjnych między człowiekiem a maszyną.
Treści programoweT-W-1Fizjologiczne i kognitywne aspekty interakcji pomiędzy człowiekiem i komputerem. (A. Lewandowska)
T-W-2Projektowanie HCI. (A. Lewandowska)
T-W-3Wykorzystanie kierunku patrzenia (eye tracking). (A. Lewandowska)
Metody nauczaniaM-1wykłady: informacyjne, problemowe i konwersatoryjne
M-2dyskusja dydaktyczna
M-3cwiczenia laboratoryjne z uzyciem komputera oraz urządzeń peryferyjnych
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Sprawdzenie sprawozdan z wykonanych zadan.
S-2Ocena formująca: Ocena implementacji
S-3Ocena podsumowująca: Sprawdzenie wiedzy teoretycznej
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie zna postawowych czynników społecznych majacych wpływ na budowanie sodków komunikacji w relacji człowiek-maszyna, z naciskiem na interakcję człowiek-komputer.
3,0Student potrafi scharakteryzowac czynniki społecznych majace wpływ na tworzenie komunikacji w relacji człowiek-maszyna, z naciskiem na interakcję człowiek-komputer.
3,5Jest świadomy istnienia i wzajemnych powiązań warstw systemu informacyjnego (formalna, techniczna, nieformalna).
4,0Rozumie mechanizmy (w tym biologiczne) odbióru przez człowieka bodzców z otoczenia i potrafi ocenic wpływ wystepujacych dysfunkcji na odbiór komunikatu.
4,5Zdaje sobie sprawę z zagrożeń wynikających z lekceważenia aspektów społecznych i percepcyjnych odbiorcy w budowaniu systemów komunikacyjnych.
5,0Jest świadomy odpowiedzialności za błędną interpretację przekazu. Wykazuje się znajomoscią aspektów prawnych zwiąnych z komunikacją w relacji człowiek-maszyna, z naciskiem na interakcję człowiek-komputer.