Эффективный интерфейс управления зданием

Управление жестами и голосом

Сегодня множество компаний экспериментирует с управлением голосом и жестами. Выглядит все это эффектно, и обыватели обычно в восторге. Однако если копнуть глубже, все оказывается не так радостно. Например, попробуйте представить, что вам нужно считать показания термостатов, а затем включить систему вентиляции в северном блоке здания. Сколько времени уйдет, пока выговорите нужные формулировки? Даже такая простейшая операция займет минуту или больше. И это при условии, что система стопроцентно безошибочно распознала слова пользователя и поняла его команды. А мы хорошо знаем, что даже мировые технологические лидеры Google и Apple пока не могут похвастать ни безупречным распознаванием слов, ни однозначностью понимания команд.

Управление жестами — еще один популярный маркетинговый тренд. На самом деле под управлением жестами обычно понимается то же самое управление в графическом интерфейсе. Просто вместо прикосновений человек машет руками перед экраном. Возможно, кому-то так удобнее, но с точки зрения эффективности, скорости и точности подобный метод заведомо проигрывает обычному сенсорному экрану.

По разным оценкам, от 80 до 90% информации мы получаем через зрение. Глазами человек быстрее и эффективнее всего считывает информацию. И в тех системах, где контроль должен быть точным и быстрым, нужен графический интерфейс управления. Причем он должен быть именно мануальным. По точности и скорости ни один экспериментальный способ пока не может сравниться с умением человека нажимать пальцем на поверхность.

Каким должен быть эффективный графический интерфейс?

Эффективность интерфейса системы мы понимаем как скорость выполнения задачи по управлению или контролю какого-то параметра системы, разделенную на количество ошибок. То есть более эффективный интерфейс — тот, в котором пользователь работает быстрее и при этом совершает меньше всего ошибок.

Традиционный подход к построению интерфейсов управления имеет в основе использование иерархических текстовых меню. Управление в таких интерфейсах осуществляется:

• с помощью древовидного списка локаций, в которых находятся искомые устройства;
• посредством древовидного списка функций, в пунктах которого находятся локации и устройства;
• смешанным образом.

В любом случае при традиционном подходе эффективность использования интерфейса ограничена скоростью чтения текста. Для взрослого человека при чтении последовательного текста эта скорость находится в пределах 120–180 слов в минуту. Для интерфейса, где текст непоследователен, данное ограничение будет усугубляться, так как пользователю необходимо не только читать тексты, но и сопоставлять логику их расположения в поле зрения со своим представлением о принципах управления системой.

Что касается графических образов, их распознавание происходит значительно быстрее. Последние исследования показали, что мозг человека обрабатывает одно изображение за 13 мс, то есть 77 изображений в секунду. Если допустить, что в текстовом интерфейсе одной команде соответствует одно слово, а в графическом интерфейсе одной команде соответствует одно изображение, то:

• пользователь текстового интерфейса способен осознать 120–180 текстовых элементов в минуту;
• пользователь графического интерфейса способен осознать 4620 образов в минуту.

Вывод: эффективность интерфейса обратно пропорциональна количеству текста в нем и перед разработчиками должна стоять задача максимально сократить текст. Как это сделать?

Для управления зданием необходимо управлять устройствами и системами, которые находятся в определенных локациях. Таким образом, управление состоит из навигации и непосредственно команд. Традиционный подход к организации навигации — проименовать локации или назначить им пиктограммы. Но когда речь идет о здании с некоторым количеством однородных помещений (например, офисы), то пиктограммы не подойдут, придется опять отступить к надписям, и интерфейс, по сути, снова становится текстовым.

Кардинально иная концепция — пространственный интерфейс. В чем ее суть? С рождения человек живет с трехмерным восприятием окружающей среды. Сначала он учится позиционировать себя в пространстве (сидеть, ползать, ходить, выстраивать маршруты), а уже потом — читать, говорить, проводить аналогии и т. д. Можно сказать, что навык пространственного восприятия самый первый и самый естественный для человека.

Поэтому интерфейс, основанный на пространственном восприятии, — это более интуитивный и универсальный способ коммуникации человека с окружающим миром. Причем такие интерфейсы должны быть не просто набором слайдов со схемами помещений. Они должны иметь в основе динамическую масштабируемую модель с возможностью:

• последовательного перехода между локациями и их группами;
• приближения и удаления карты;
• изменения обзора.

Эта логика приводит нас к концепции интерфейса управления, в основе которого лежит 3D-карта контролируемого здания. На эту карту наложены слои со стандартными контролами — обозначениями устройств и систем. Контролы привязаны к тем точкам на карте, где происходит их взаимодействие с пользователем.

На первый взгляд эта концепция кажется до боли знакомой и даже «затасканной» — ведь в большинстве фантастических фильмов именно динамическая 3D-схема здания и показана как основной элемент мониторинга и навигации для управления чем угодно, от космических кораблей до индустриальных комплексов. Но столь широкая популярность этой идеи — просто еще один аргумент в пользу теории, у которой есть безупречное логическое обоснование.

Задачи, которые сможет решать пользователь, те же, что и в классическом интерфейсе: мониторинг систем и отправка команд. Но эффективность повышается во много раз.

Концепция 3D-интерфейса разрешает вывести на экран с привязкой к 3D-схеме текущий статус устройств и систем. Пользователь будет видеть эти статусы, даже не открывая соответствующие пункты меню, как при традиционной парадигме построения интерфейса.

На иллюстрациях (рис. 1–3) показано, что независимо от положения карты пользователю легко увидеть, в каких помещениях включены светильники (свет показан желтыми зонами). Традиционная парадигма не позволяет достичь подобного уровня информативности. Таким образом, в пространственном интерфейсе значительно выше объем информации, единовременно доступной на разных экранах интерфейса.

Рис. 1 Скриншот из приложения THRONE Smart Home

Еще одно преимущество такой концепции — масштабируемость. В традиционных интерфейсах при увеличении количества точек управления линейно добавляются все новые уровни меню и подменю, что усложняет само управление. Концепция 3D-интерфейса позволяет компактно спроектировать управление объектом любой сложности без потери интуитивности.

Задача следующего уровня — сделать создание 3D-интерфейсов простым и быстрым. Наша компания работает над автоматизацией данного процесса, и мы уже добились серьезных успехов. Разработка 3D-интерфейса управления зданием с помощью наших онлайн-инструментов уже сейчас занимает один-два рабочих дня. И таким инструментарием уже пользуются наши партнеры в России, Европе и странах Персидского залива.

Важная проблема IoT и автоматизации зданий

Как и в случае с другими экосистемами, в развитии IoT и Connected Building неизбежно наступит период, когда потребуется стандартизация как можно большего количества компонентов экосистемы. На сегодня в IoT уже есть стандарты адресации и коммуникации устройств, но нет стандарта визуализации и построения интерфейсов управления.

Рис. 2 Скришшот из приложения THRONE Smart Home

В настоящее время IoT — это лоскутное одеяло из разных систем. Устройства «сшиты» между собой, но управление ими происходит совершенно по-разному. Используются разрозненные интерфейсы, не имеющие общей среды, логики применения и стандартов. В каждом проекте интеграции какой-либо системы заново происходит разработка интерфейса. Каждый раз как в первый раз. При современных оборотах рынка IoT это миллионы долларов, буквально выброшенных на ветер, потерянное время и последующая неэффективность систем.

Отсутствие единообразия и низкую интуитивность интерфейсов мы считаем главным ограничением на рынке IoT. В инфраструктуре «Интернета вещей» имеются стандарты адресации и коммуникации устройств. Для эффективного управления нужна единая система координат. Ее признаки:

• единое пространство управления;
• общая библиотека графических контролов;
• сквозная логика управления.

Именно эти принципы мы заложили в платформу THRONE, в интерфейсе которой предусмотрена единая библиотека графических элементов управления (контролов). Они, по сути, являются заменой стандартной адресации устройств в экосистеме IoT. Это позволяет говорить о первом шаге в сторону стандартизации IoT-интерфейсов.

Проникновение ПК в массовый сегмент началось, когда появилась первая графическая среда со стандартизацией управления — Windows. Сегодня мы пытаемся сделать похожее для «Интернета вещей»: ввести единый стандарт построения пользовательских интерфейсов. Мы верим, что именно это должно придать индустрии новое ускорение и сделать автоматизацию зданий мейнстримом.

Рис. 3 Скришшот из приложения THRONE Smart Home