Obiettivi formativi
Nel quadro delle più attuali evoluzioni del prodotto automotive, un ruolo centrale è riservato alla progettazione dell'interazione uomo-macchina (Human-Machine Interaction). La presenza crescente di funzioni di bordo, l'introduzione di sistemi avanzati di supporto alla guida (Advanced Driver Assistant Systems), la telematica e la connettività, l'elettrificazione e la guida autonoma concorrono alla diffusione di plance di guida sempre più articolate, innovative, tecnicamente sofisticate e talora complesse.
Il corso intende esplorare le tematiche relative alla progettazione, prototipazione e validazione delle interfacce uomo-macchina di bordo veicolo.
Gli obiettivi formativi consistono in particolare nel fornire nozioni e strumenti teorici e pratici per: (i) acquisire gli aspetti generali dell'interazione uomo-macchina e le principali nozioni utili alla loro progettazione; (ii) prototipare le interfacce nei loro componenti digitali e fisici; (iii) esaminare le integrazioni tecniche, architetturali e produttive tra interfacce e il veicolo; (iv) apprendere le metodologie di validazione tecnica ed ergonomica di una interfaccia; (v) conoscere le linee evolutive delle interfacce veicolari del futuro. Il corso si conclude con una rassegna delle interfacce di altri mezzi di mobilità come i motocicli, i veicoli off-highway (es. il trattore), i camion e altri veicoli industriali.
Prerequisiti
Non sono previsti pre requisiti.
Contenuti dell'insegnamento
I contenuti principali del corso sono i seguenti:
(i) Aspetti generali dell'interazione uomo-macchina e nozioni di progettazione delle interfacce:
- principali indirizzi teorici sull'interazione uomo-macchina e sull'interazione;
- metodologie di progettazione per un'interfaccia semplice, ad esempio nel settore automobilistico: user experience e usabilità, strategie per mitigare la distrazione alla guida, aspetti di ergonomia fisica e cognitiva, fattori umani e progettazione centrata sull'utente;
- principali funzioni gestite dalle interfacce di bordo dei veicoli: funzioni di guida tradizionali, sistemi avanzati di assistenza alla guida, telematica e connettività, funzioni legate alla guida elettrica, autonoma e connessa
- tecnologie di interazione e impatto sulla progettazione tecnica: sistemi di interazione visiva, acustica, vocale, aptica e multimodale.
- linee guida, standard e normative per la realizzazione di interfacce approvate per la produzione industriale.
(ii) Prototipazione di un'interfaccia uomo-macchina:
- metodologie per la prototipazione di un'interfaccia: approcci basati su modelli, prototipazione incrementale rispetto alla prototipazione "usa e getta"; focus sui sistemi virtuali.
- tecniche per la prototipazione e l'integrazione dei componenti di un'interfaccia uomo-macchina, sia digitali (cluster, display per l'infotainment, smartphone, ecc.) che fisici (IoT, pulsanti al volante, comandi del clima, ecc.).
(iii) Integrazione dell'interfaccia uomo-macchina con il veicolo:
- metodologie per integrare l'interfaccia di bordo con le architetture elettriche/elettroniche del veicolo;
- dal prototipo al prodotto: l'interfaccia verso la produzione;
- quadro evolutivo delle apparecchiature elettroniche e delle soluzioni software nei veicoli attuali e futuri, considerando gli aspetti di connettività, elettrificazione e guida autonoma.
(iv) Convalida tecnica ed ergonomica dell'interfaccia uomo-macchina del veicolo:
- metodologie e principali metriche di validazione ergonomica di un'interfaccia uomo-macchina e validazione tecnica (ad esempio, conformità alle specifiche).
- Sistemi virtuali per la validazione: analisi dei sistemi virtuali (XR, VR, AR) e loro applicazione per la validazione ergonomica.
(v) Il futuro delle interfacce:
- Interfacce adattive e ruolo dell'intelligenza artificiale;
- sensori e sistemi per il monitoraggio del comportamento di guida (Driver Monitoring Systems);
- Interazione cervello-computer e multiverso.
Programma esteso
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Bibliografia
I materiali di studio saranno proposti dal docente durante il corso e resi disponibili sul portale nel rispetto dei diritti d'autore
Metodi didattici
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza, svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (es. presentazioni). Sono previsti anche seminari e testimonianze intese a presentare strumenti, suite e casi d'uso applicativi. Inoltre saranno svolte attività progettuali dividendo gli studenti in piccoli gruppi.
Modalità verifica apprendimento
L'esame si svolgerà al termine dell’insegnamento in forma orale, secondo le modalità di un colloquio in cui saranno proposte alcune domande su diverse aree del programma. A scelta dell'esaminanda/o, sarà possibile presentare un progetto di interfaccia uomo-macchina realizzato con le metodiche e gli strumenti appresi durante il corso.
Altre informazioni
Di seguito, le conoscenze e le competenze attese dagli studenti per:
- riconoscere e identificare i principali approcci teorici all'interazione uomo-macchina e alle interfacce per diversi contesti, con particolare riferimento all'automotive, ai trasporti e ad altri settori contemporanei in rapida crescita, le principali funzioni gestite dalle interfacce, le metodologie di progettazione per la loro realizzazione, le tecnologie di interazione più rilevanti, il quadro normativo e gli standard di riferimento;
- applicare le metodologie di prototipazione delle interfacce e saper costruire un prototipo nelle sue componenti fisiche/digitali (ad esempio, come parte integrante dell'architettura di un veicolo).
- discriminare le fasi procedurali nel passaggio dal prototipo di un'interfaccia alla sua produzione;
- applicare le metodologie di valutazione tecnica ed ergonomica di un'interfaccia e preparare tale valutazione nei diversi contesti di prova e simulazione;
- essere consapevoli dei processi evolutivi delle interfacce del settore automobilistico e di altri settori;
- saper analizzare l'impatto progettuale delle interfacce in diversi contesti di mobilità: motociclette, veicoli fuoristrada, camion e altri veicoli industriali.
