Ministero dell'Universita' e della Ricerca scientifica e tecnologica
Dipartimento Affari Economici
Programmi di Ricerca scientifica - richiesta di cofinanziamento
 (DM del 23 aprile 1997)
PROGETTO DI UNA UNITA' DI RICERCA - MODELLO B
Anno 1997 - prot. 9709A77351_013

1. Programma di Ricerca di tipo: interuniversitario


Area Scientifico Disciplinare: Ingegneria industriale dell'informazione
Per programmi inter-area:
 Area: Scienze matematiche (35%)

2. Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
ATZENI
(Cognome) 		PAOLO
(Nome)
(Cognome acquisito - facoltativo)
IIIa Università
(Università)		 INGEGNERIA
(Facoltà)
DIP INFORMATICA E AUTOMAZIONE
(Dipartimento/Istituto)

3. Titolo del Programma di Ricerca Metodologie e tecnologie per la gestione di dati e processi su reti Internet e Intranet

4. Responsabile Scientifico dell'Unità di Ricerca
COSTABILE
(Cognome) 		MARIA
(Nome)
(Cognome acquisito - facoltativo)
Professore Associato
(Qualifica)		 05/06/55
(Data di nascita)		 CSTMRA55H45D086G
(Codice di identificazione personale)
BARI
(Università)		 SCIENZE MATEMATICHE FISICHE e NATURALI
(Facoltà)
Informatica
(Dipartimento/Istituto)		 T475
(Codice conto Tesoreria Unica del Dip/Ist.)
080/5443300
(Prefisso e telefono)		 080/5443300
(Numero fax)		 fcosta@iesi.ba.cnr.it
(Indirizzo di posta elettronica)

5. Settori disciplinari interessati dal Programma di Ricerca
K05A K05B

6. Titolo specifico del programma svolto dall'Unità di Ricerca
Visualizzazione di Dati e Usabilità delle Interfacce per il WWW

7. Descrizione del Programma dell'Unità di Ricerca
Il programma dell'unita' di Bari e' relativo al tema "Visualizzazione di informazioni provenienti dal WWW". E' di fondamentale importanza mettere l'utente in grado di analizzare facilmente i dati che ha ritrovato dopo una ricerca sul WWW, in modo da scoprire fenomeni rilevanti per le sue specifiche esigenze. I bisogni dell'utente e i loro desideri devono essere tenuti presente nello sviluppo di sistemi per il WWW, in modo da consentire un'interazione semplice ad efficiente. Per rendere piu' efficace il processo di ritrovamento e di assimilazione dei dati bisogna rappresentarli in una forma adatta alle capacita' percettive dell'utente, e risultati recenti mostrano che le rappresentazioni visuali sono quelle che permettono all'utente di individuare piu' efficacemente particolarita' rilevanti dei dati. Il programma dell'unita' di ricerca e' articolato in quattro fasi, ognuna di 6 mesi, come descritto nel seguito. Inoltre e' portato avanti in stretta collaborazione con l'unita' di Roma "La Sapienza", proseguendo un'esperienza di collaborazione che dura ormai da alcuni anni.
Nella prima fase si prevede una iniziale attivita' di approfondimento dello stato dell'arte nel settore della visualizzazione di grandi quantita' di dati, specializzando i vari approcci ad applicazioni su WWW. Si definiranno inoltre alcuni modelli possibili per la definizione formale delle strutture di visualizzazione che verranno utilizzate, e si studieranno i problemi di usabilita dei sistemi informativi su rete. I risultati di questa fase di studio saranno riportati nei seguenti due documenti, il primo a cura dell'unita' di Bari, e il secondo a cura dell'unita' di Roma "La Sapienza":
1. documento sullo stato dell'arte sulla visualizzazione di grandi quantita' di dati e sui problemi di usabilita' di sistemi informativi su rete;
2. documento contenente una prima descrizione dei modelli formali che verranno utilizzati per gestire la visualizzazione e l'interazione con l'utente.
Nella seconda fase l'attivita' di ricerca si concentrera' sull'analisi e la definizione dell'architettura dell'interfaccia in cui si integrera' il modulo di visualizzazione che e' il principale oggetto della ricerca. L'unita' di Bari studiera' soprattutto le possibilita' di adattamento all'utente di tale interfaccia, sfruttando tecniche di apprendimento automatico sia per costruire il modello dell'utente durante l'interazione col sistema, sia per l'analisi delle sequenze delle azioni dell'utente al fine di identificare comportamenti ricorrenti o azioni correlate. Questa fase dara' luogo ai seguenti prodotti:
1. documento contenente la descrizione dell'architettura del sistema;
2. documento contenente la definizione delle strutture di rappresentazione del modello usato per la progettazione dell'interfaccia utente, con particolare riferimento all'adattivita' dell'interfaccia.
Il documento 1 sara' realizzato sotto la responsabilita' dell'unita' di Roma "La Sapienza", il documento 2 sotto la responsabilita' dell'unita' di Bari. Sulla base dei risultati teorici ottenuti nel primo anno, si procedera' nella terza fase alla implementazione di un primo prototipo dell'interfaccia proposta. Lo sviluppo di tale prototipo avverra' integrando i contributi specifici delle varie unita' coinvolte nel progetto. In particolare, si procedera' all'analisi delle tipologie di dati e di utenti per una specifica applicazione presa in esame da altre unita' operative, ad esempio quella relativa alla pubblica amministrazione, in modo da definire i modelli necessari per garantire l'adattivita' dell'interfaccia. Alla fine di questa fase si realizzeranno i seguenti prodotti:
1. documento contenente la descrizione dei modelli utilizzati dall'interfaccia adattiva, realizzati sulla base dell'analisi e della classificazione di dati e utenti per una specifica applicazione.
2. prototipo di primo livello dell'interfaccia utente, sviluppato in collaborazione con l'unita' di Roma "La Sapienza".
La quarta e ultima fase e' relativa alla sperimentazione e validazione di un nuovo prototipo, che rappresenta l'evoluzione di quello prodotto nella terza fase ed e' integrato con i moduli produttori dei dati, sviluppati da altre unita'. In tale prototipo evoluto sono presenti i principali aspetti del sistema, dall'estrazione dei dati dal WWW alla loro successiva visualizzazione e manipolazione. L'unita' di Bari sara' responsabile dello studio di usabilita' per valutare l'effettiva usabilita' di questo prototipo. I prodotti di questa fase saranno quindi:
1. realizzazione prototipale del sistema, realizzata in collaborazione con le altre unita';
2. documento contenente la descrizione dei risultati ottenuti tramite lo studi o di usabilita'.

8. Obiettivo del programma dell'Unità di Ricerca
Allo scopo di rendere piu' efficace il processo di ritrovamento e di assimilazione delle informazioni su WWW bisogna rappresentarle in una forma adatta alle capacita' percettive (soprattutto visuali) degli utenti e ai requisiti specifici del problema. L'unita' di Bari sara' impegnata nell'identificazione di appropriate forme di visualizzazione di dati da utilizzare in un'interfaccia adattiva, capace cioe' di modificare il suo comportamento sulla base del modello utente e di mutate condizioni di contesto, e nello studio di criteri di usabilita' specifici per le interfacce ipermediali tipiche del WWW, in modo da produrre utili linee guida per il progetto di interfacce per WWW usabili con soddisfazione degli utenti. Un ulteriore obiettivo consiste nella valutazione empirica dell'usabilita' dell'interfaccia progettata.

9. Base di partenza scientifica
La crescente disponibilita' di dati accessibili via rete, ma spesso non organizzati e strutturati, pone nuovi problemi di efficacia ed efficienza nel reperimento di informazioni. Le prinicipali tecniche attualmente offerte agli utenti sono sostanzialmente la navigazione (browsing) e la selezione di link disponibili in indici gestiti dai motori di ricerca. I loro limiti sono ormai ben noti, fra cui la difficolta' nell'individuare un sito dove sia disponibile una particolare risorsa (di tipo documentale, come le pagine HTML, o di tipo servizio, come una biblioteca elettronica), e la difficoltà nel formulare delle interrogazioni sufficientemente precise da reperire tutti e soli i link a pagine di interesse [1]. Il primo e' un limite di "utilita'", mentre il secondo un limite di "usabilita'" [2].Un aspetto cruciale e' permettere agli utenti di selezionare e elaborare dati che essi trovano significativi. Recenti ricerche hanno mostrato che rappresentazioni visuali, che tengano conto delle varie tipologie degli utenti e dei requisiti specifici sul problema della visualizzazione di informazioni, rendono piu' efficace il processo di ritrovamento e di assimilazione delle informazioni su WWW. Per alcuni contributi piu' recenti, basta riferirsi ai lavori [3, 4], e ai riferimenti in essi contenuti. Tutorials e special issues sull'argomento sono stati presentati in congressi e riviste importanti (si veda ad esempio [5-7]). Bisogna quindi identificare forme appropriate di visualizzazione, tenendo presente i bisogni degli utenti e i loro desideri, allo scopo di progettare sistemi che siano realmente usabili. Tali sistemi devono essere sufficientemente flessibili, in modo da potersi adattare agli specifici utenti. Per il progetto di sistemi flessibili centrati sull'utente si puo' trarre vantaggio dall'utilizzo di tecniche di apprendimento automatico. In particolare esse sono di aiuto nell'analisi delle sequenze di azioni-utente al fine di identificare comportamenti ricorrenti o azioni correlate. Inoltre i metodi induttivi consentono di costruire il modello dell'utente durante l'interazione col sistema, cosi' da permettere l'adattivita' del sistema stesso. Il gruppo che propone questa ricerca ha competenze sia nel campo dell'interazione utente-calcolatore (anche di tipo multimodale e multimediale [8-10]), che dell'apprendimento automatico. In particolare, sono stati condotti degli studi su modelli computazionali di inferenza induttiva che sono stati poi applicati alla interpretazione di mappe topografiche [11, 12]. Il gruppo di ricerca ha inoltre anni di esperienza nell'uso di tecniche di visualizzazioni in interfacce per basi di dati (i riferimenti piu' recenti sono le pubblicazioni del Responsabile dell'Unita' di Ricerca al punto 11 del Modello B). La ricerca proposta e' dunque la naturale evoluzione e il proseguimento di ricerche in corso, estendendo gli studi sulle interfacce visuali per basi di dati a interfacce visuali e/o multimediali per il WWW. Maria Francesca Costabile dell'unita' di Bari, Tiziana Catarci e Giuseppe Santucci dell'unita' di Roma "La Sapienza" sono promotori, organizzatori e curatori degli atti dei workshops internationali su Advanced Visual Interfaces, che si tengono ogni due anni a partire dal 1992 [13-15]. Hanno inoltre lavorato nel Working Group della CEE dal titolo "Foundamentals of 3D Visualizations".
1. O. Etzioni. The World-Wide Web: "Quagmire or Gold Mine?", Communications of the ACM, Vol. 39, No. 11, pp. 65-68, 1996.
2. C. G. Thomas and G. Fisher: "Using agents to improve the usability and usefulness of the World-Wide Web", Proceedings of the Fifth International Conference on User Modeling, Kailua-Kona, Hawaii, pp. 5-12, 1996. 3. L. Tweedie: "Characterizing Interactive Externalizations", Proc. CHI'97, Atlanta, 22-27 March 1997, ACM Press, (375-382).
4. J. Pitkow, P. Pirolli: "Life, Death, and Lawfulness on the Electronic Frontier", Proc. CHI'97, Atlanta, 22-27 March 1997, ACM Press, (383-390).
5. S. Card, S. G. Eick, N. Gershon: "Information Visualization", Tutorial n.30 presented at CHI'97, Atlanta, 22-27 March 1997.
6. N. Gershon, J. R. Brown: "Special Report on Computer Graphics and Visualizations in the Global Information Infrastructure", IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 16, 1996, (60-75).
7. T. Catarci, I. F. Cruz (Eds.): "Special Issue on Information Visualization", ACM SIGMOD Record, Vol. 25, N. 4, 1996.
8. S-K Chang, M.F. Costabile, "Visual Interfaces to Multimedia Databases", in Handbook of Multimedia Information Management, W. I. Grosky, R. Jain and R. Mehrotra (eds.), Prentice Hall, 1997, (167-187).
9. T. Roselli: "Artificial Intelligence Can Improve Hypermedia Instructional Technologies for Learning", ACM Computing Surveys, Vol.27, No 4, Dicembre 1995.
10. T. Roselli, A. Di Donfrancesco and S. Loverro: "Hyperpro: An Intelligent Hypermedia System for Learning Logic Programming", in Advanced Visual Interfaces AVI'96, T. Catarci, M. F. Costabile, S. Levialdi , G. Santucci (Eds.), ACM Press, 1996, (272-275).
11. F. Esposito and A. Lanza: "The application of machine learning techniques to map interpretation", in E. Binaghi, P.A. Brivio, A. Rampini (Eds.), Soft Computing in Remote Sensing Data Analysis, Series in Remote Sensing, Vol. 1, World Scientific: Singapore, pp. 101-112, 1996. 12. F. Esposito, A. Lanza, D. Malerba, and G. Semeraro: "Machine learning for map interpretation: An intelligent tool for environmental planning", Applied Artificial Intelligence: An International Journal, 1997 (to appear). 13. T. Catarci, M. F. Costabile, S. Levialdi (Eds.): Advanced Visual Interfaces, World Scientific Publishing House, Singapore, 1992.
14. T. Catarci, M. F. Costabile, S. Levialdi, G. Santucci (Eds.): Advanced Visual Interfaces AVI'94, ACM Press, New York, 1994.
15. T. Catarci, M. F. Costabile, S. Levialdi , G. Santucci (Eds.): Advanced Visual Interfaces AVI'96, ACM Press, New York, 1996.

10. Durata del Programma di Ricerca 24 (mesi)

11. Pubblicazioni scientifiche più significative del Responsabile dell'Unità di Ricerca
  1. T. Catarci, M.F. Costabile, S. Levialdi, C. Batini: "Visual Query Systems for Databases: A Survey", Journal of Visual Languages and Computing , Vol 8, n. 2, 1997, (215-260).
  2. S-K Chang, M.F. Costabile, "Visual Interfaces to Multimedia Databases", in Handbook of Multimedia Information Management, W. I. Grosky, R. Jain and R. Mehrotra (eds.), Prentice Hall, 1997, (167-187).
  3. T. Catarci, S-K Chang, M.F. Costabile, S. Levialdi e G. Santucci: "A Graph-based Framework for Multiparadigmatic Visual Access to Databases", IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, Vol. 8, N. 3, 1996, (455-475).
  4. T. Catarci, M.F. Costabile: "Special Issue on Visual Query Systems - II Part", Journal of Visual Languages and Computing , Vol. 7, N. 3, 1996.
  5. T. Catarci, M.F. Costabile, M. Matera: "Visual Metaphors for Interacting with Databases", ACM-SIGCHI Boulletin, Vol. 27, N. 2, 1995, (15-17).

12. Risultati ottenibili con fondi propri
1. Documento sullo stato dell'arte sulla visualizzazione di grandi quantita' di dati e sui problemi di usabilita' di sistemi informativi su rete.
2. Documento contenente una prima descrizione dei modelli formali che verranno utilizzati per gestire la visualizzazione e l'interazione con l'utente, realizzato in collaborazione con l'unita' di Roma "La Sapienza".
3. Documento contenente la descrizione dell'architettura del sistema, realizzato in collaborazione con l'unita' di Roma "La Sapienza".
4. Documento contenente la definizione delle strutture di rappresentazione del modello usato per la progettazione dell'interfaccia utente, con particolare riferimento all'adattivita' dell'interfaccia. 5. Prototipo di primo livello dell'interfaccia utente, sviluppato in collaborazione con l'unita' di Roma "La Sapienza". I risultati 4 e 5 sono ottenibili con fondi propri in una forma preliminare.

13. Risorse umane impegnabili nel Programma dell'Unità di Ricerca
(un docente-ricercatore può far parte di una sola Unità di Ricerca)

13.1 Personale universitario dell'Università sede dell'Unità di Ricerca


No. Cognome Nome Dipart./Istituto Qualifica Mesi uomo
1. COSTABILE MARIA INFORMATICA Professore Associato 8
2. LANZA ANTONIETTA INFORMATICA Ricercatore 8
3. ROSELLI TERESA INFORMATICA Ricercatore 8

13.2 Personale universitario di altre Università:

No. Cognome Nome Università Dipart./Istituto Qualifica Mesi uomo

13.3 Titolari di borse ex L. 398/89 art. 4 (post-dottorato e specializzazioni)

No. Cognome Nome Dipart./Istituto Mesi uomo

13.4 Titolari di borse per dottorato di ricerca

No. Cognome Nome Università sede amm. Dipart./Istituto Ciclo Mesi uomo

13.5 Personale extrauniversitario - aggregabile al programma senza oneri aggiuntivi

No. Cognome Nome Ente Qualifica Mesi uomo

13.6 Personale a contratto

No. Cognome Nome Qualifica Costo previsto Mesi uomo
1. X X X 15 12

14. Risorse finanziarie a sostegno del Programma già disponibili all'atto della domanda
(tutte le cifre sono espresse in milioni)

QUADRO RD

Provenienza anno di assegnazione importo disponibile nome Resp. Naz.
Universita'  1997  17,500
Dipartimento    
MURST (ex 40%)  antecedente 1995  
MURST (ex 40%)  1995    
MURST (ex 40%)  1996  7,500  ATZENI
CNR  1996  2,000
Unione Europea    
Altro    
TOTALE    27,000

14.1 Altro (origine e importi dettagliati):

15. Risorse finanziarie acquisibili in data successiva a quella della domanda e utilizzabili a sostegno del Programma
(tutte le cifre sono espresse in milioni)

QUADRO RA

Provenienza anno della domanda o stipula del contratto stato di approvazione disponibilità per il programma
Università      
Dipartimento      
CNR  1997  FINANZIATO  2,000
Unione Europea      
Altro      
TOTALE      2,000

15.1 Disponibilità per il programma(articolare negli anni di durata del programma)

UTILIZZABILI NEL PRIMO ANNO DEL PROGRAMMA

15.2 Altro (origine e importi dettagliati)

16. Apparecchiature o grandi attrezzature

16.1 Disponibili ed utilizzabili per la ricerca proposta
(tutte le cifre sono espresse in milioni)

descrizione anno di acquisizione valore all'acquisto finanziamenti ottenuti dal MURST % di utilizzo per la ricerca proposta
 ULTRASPARC2  1997  70  0  30%
 N. 2 ULTRASPARC1  1997  80  0  30%
 ULTRASPARC2 GRAFICA  1997  60  0  30%

L'uso delle attrezzature disponibili richiede, per la ricerca proposta, interventi di adeguamento? no

Quota necessaria per l'adeguamento:

16.2 Descrizione sintetica dell'adeguamento richiesto

16.3 Richiesta di grandi attrezzature (GA)
(tutte le cifre sono espresse in milioni)
  1. Descrizione:


    Valore presunto (milioni):    

  2. Descrizione:


    Valore presunto (milioni):    

  3. Descrizione:


    Valore presunto (milioni):    

17. Certifico la disponibilità e l'utilizzabilità dei fondi si



Firma ________________________________ (per la copia da depositare presso l'Ateneo)

18. Costo complessivo del Programma dell'Unità di Ricerca (in milioni di lire)

Costo complessivo

di cui: 		 72,000

Voce importo
Materiale inventariabile - (Voce A)  10,000
Spese generali - (Voce B)  62,000
Grandi attrezzature - (Voce GA)  


Risorse disponibili all'atto della domanda (RD)  27,000
Risorse acquisibili (RA)  2,000
Cofinanziamento richiesto al MURST  43,000
Costo minimo per garantire
la possibilità di verifica dei risultati 		 48,000

Occorre precisare che la quota di cofinanziamento massimo del Programma di Ricerca deve essere pari a:
(Totale RD + Totale RA) x 1.5 per progetti Interuniversitari e
(Totale RD + Totale RA) x 0.66 per progetti Intrauniversitari

(per la copia da depositare presso l'Ateneo e per l'assenso alla divulgazione via Internet delle informazioni riguardanti i programmi finanziati; legge del 31.12.96 n° 675 sulla "Tutela dei dati personali")



Firma ____________________________________ Data 21/7/97
Ora  14:13:57