Los sistemas autónomos (SA) están diseñados para actuar de forma autónoma en gran parte de su trabajo; sin embargo, la autonomía completa es una utopía a medio y corto plazo. Este hecho hace necesario que el humano ayude a completar su funcionalidad (‘human-in-the-loop’). Este tipo de sistemas deben garantizar en todo momento un correcto funcionamiento autónomo, a la vez que de-be ceder, bajo ciertas condiciones, total o parcialmente el control al humano para la realización de algunas tareas. Esto requiere analizar y diseñar los siste-mas para que involucren al humano de forma adecuada ante situaciones donde no es posible alcanzar la autonomía, procurando garantizar una correcta integración humano-sistema. En este trabajo se proporcionan las bases para analizar y diseñar las interacciones humano-sistema. En este artículo se presenta un análisis que permite identificar los aspectos esenciales de la participación del humano en el SA y se propone una técnica para especificar como integrar el humano y el sistema en las primeras fases de desarrollo. Los coches autónomos se toman como ejemplo para ilustrar la propuesta mediante escenarios reales.
Autores: Miriam Gil / Manoli Albert / Joan Fons / Vicente Pelechano /
Palabras Clave: Coches Autónomos - Human in the Loop - Interacción Humano-Sistema - Sistemas Autónomos
La colaboración humano-sistema es un modelo de trabajo que permite combinar conocimientos y habilidades de humanos y máquinas. El objetivo de esta colaboración es superar situaciones complejas y garantizar una forma de trabajo adecuada y confiable. Para lograr una colaboración humano-sistema efectiva y eficiente, los sistemas deben ser transparentes, comprensibles y confiables para los humanos. Las explicaciones que el sistema ofrece a los humanos son mecanismos clave para lograr este tipo de sistemas. Sin embargo, el diseño de las explicaciones plantea una serie de desafíos en cuanto a las características que deben tener estas. Por ejemplo, ¿cuál es el contenido necesario para la explicación? ¿en qué momento se debe dar? ¿debe ser muy intrusiva para captar la atención del usuario?. En este trabajo, proponemos un modelo conceptual para caracterizar las explicaciones y, en base a este modelo conceptual, se construye un sistema que infiere las características que debe tener la explicación a ofrecer de acuerdo a la acción a explicar, el contexto del usuario y su perfil. En este trabajo, nos centramos en el dominio de la Smart Home, pero el enfoque es extrapolable a otros dominios.
Autores: Antoni Mestre / Miriam Gil / Manoli Albert / Jose Ignacio Panach Navarrete / Vicente Pelechano /
Palabras Clave: Aprendizaje automático - diseño centrado en el usuario - Explicaciones - modelo de características - nivel de atención - Sistemas Autónomos - tareas humano-sistema
Estamos entrando gradualmente en la era de los sistemas que pretenden dotar de capacidades de computación autónoma a servicios cotidianos. La búsqueda de la autonomía completa es un reto que se está persiguiendo en diversos ámbitos de aplicación y sectores industriales. Sin embargo, la realidad es que la variedad de sistemas, dominios, entornos y contextos de ejecución, restricciones legales y sociales, hace vislumbrar un mundo donde esta autonomía completa será una utopía a corto y medio plazo. En los escenarios en que el sistema autónomo no pueda automatizar completamente sus tareas, se requerirá pues de la participación humana. Desde un punto de vista ingenieril la colaboración entre el humano y estos sistemas (Human in the Loop) introduce un considerable número de retos y problemas a resolver. En este trabajo se identifican los retos tecnológicos que introduce esta colaboración humano-sistema, y se define un marco conceptual que identifica los aspectos a considerar desde un punto de vista abstracto e ingenieril.
Autores: Vicente Pelechano / Miriam Gil / Joan Fons / Manoli Albert /
Palabras Clave: Human in the Loop - Interacción Hombre-Máquina - Marco Conceptual - Sensibilidad al contexto - Sistemas Autónomos
Las arquitecturas de microservicios ofrecen un enfoque para la ingeniería de sistemas complejos y distribuidos en donde la escalabilidad y disponibilidad de las soluciones es un factor crítico.En la última década han surgido herramientas (orquestadores) orientadas a monitorizar y mantener de manera automática estas infraestructuras para garantizar la calidad del servicio.Sin embargo, estos orquestadores no están diseñados para gestionar automáticamente cambios arquitectónicos sobre la configuración de servicios, necesarios bajo ciertas condiciones operativas.Este trabajo promueve la aplicación de la computación autónoma (a través del uso de bucles de control) como estrategia para la reconfiguración dinámica de arquitecturas de microservicios.Para ello, se introduce el concepto de servicio adaptive-ready, como un microservicio que ofrece un contrato de adaptación diseñado ser usado por los bucles de control.Para ejemplificar la propuesta se utiliza un caso de estudio real en el que se aplican estos principios para desarrollar el sistema informático de una fábrica de producción industrial.Se han diseñado e implementado un conjunto de servicios ‘adaptive-ready’ y se ha desplegado una arquitectura de microservicios reconfigurable sobre kubernetes.
Autores: Joan Fons / Vicente Pelechano / Manoli Albert / Miriam Gil /
Palabras Clave: Arquitecturas de microservicios - Computación Autónoma - Reconfiguración arquitectónica - servicios web
Context: Cyber-Physical Systems (CPSs) are gradually and widely introducing autonomous capabilities into everything. However, human participation is required to accomplish tasks that are better performed with humans (often called human-in-the-loop). In this way, human-in-the-loop solutions have the potential to handle complex tasks in unstructured environments, by combining the cognitive skills of humans with autonomous systems behaviors.Objective: The objective of this paper is to provide appropriate techniques and methods to help designers analyze and design human-in-the-loop solutions. These solutions require interactions that engage the human, provide natural and understandable collaboration, and avoid disturbing the human in order to improve human experience.Method: We have analyzed several works that identified different requirements and critical factors that are relevant to the design of human-in-the-loop solutions. Based on these works, we have defined a set of design principles that are used to build our proposal. Fast-prototyping techniques have been applied to simulate the designed human-in-the-loop solutions and validate them.Results: We have identified the technological challenges of designing human-in-the-loop CPSs and have provided a method that helps designers to identify and specify how the human and the system should work together, focusing on the control strategies and interactions required.Conclusions: The use of our approach facilitates the design of human-in-the-loop solutions. Our method is practical at earlier stages of the software life cycle since it allows domain experts to focus on the problem and not on the solution.
Autores: Miriam Gil / Manoli Albert / Joan Fons / Vicente Pelechano /
Palabras Clave: Cyber-Physical Systems - Human in the Loop - Human-System interactions - Model-Driven Development
