specchi acustici e la progettazione di informazioni utili
Il cemento si è fuso con il paesaggio. Un lichene arancione si accumula lungo un bordo; l’erba si arrampica verso una conca che guarda ancora verso il cielo. A Denge, sulla costa del Kent, queste immense superfici d’ascolto permangono anche dopo che il sistema che ne determinava lo scopo è scomparso. Un orecchio sopravvive. Le istruzioni per l’ascolto sono ormai storia.
Uno specchio acustico è una superficie concava che concentra il suono in arrivo in un punto di ricezione. L’esercito britannico ha studiato queste strutture come mezzo per individuare gli aerei in avvicinamento prima che fosse disponibile il radar. [1] Per i progettisti, esse offrono un insegnamento preciso: un componente tecnicamente ben riuscito può comunque fornire informazioni troppo incerte, troppo difficili da interpretare o troppo tardive per essere utili.
Questo articolo analizza tale problema, partendo dalla forma del riflettore fino ad arrivare a chi prende le decisioni. L’obiettivo è imparare a definire un prodotto attraverso l’azione che esso deve consentire, riconoscere i limiti di un meccanismo promettente e verificare le connessioni tra tecnologia e utilizzo.
l’oggetto e il compito che ne sta alla base
Le tre strutture ancora esistenti a Denge furono costruite tra il 1927 e il 1930. Si tratta di antenne paraboliche del diametro di circa 6,1 e 9,1 metri, comunemente chiamate “specchi da 20 piedi” e “specchi da 30 piedi”, e di una parete curva lunga circa 61 metri. Le loro dimensioni riflettono approcci diversi allo stesso problema: ricavare informazioni utili dal rumore di un motore in lontananza. [1]
Il requisito originario andava oltre il semplice fatto di udire un velivolo. Un sistema di allerta doveva garantire il riconoscimento, la comunicazione e la risposta prima che il velivolo raggiungesse il proprio obiettivo. La distinzione è importante. L’udito è un evento; l’allerta precoce è un servizio fornito da un intero sistema.
Inizia a redigere un brief di progettazione con quel servizio. Un team a cui viene chiesto di progettare un dispositivo di ascolto più sensibile esplorerà una famiglia di soluzioni. Un team a cui viene chiesto di fornire un allarme sufficientemente affidabile per garantire una risposta efficace può mettere in discussione il metodo di rilevamento stesso. Il primo brief contiene già una risposta. Il secondo lascia il problema aperto all’analisi.
Questo è utile nello sviluppo ordinario dei prodotti. Una richiesta di un display più grande potrebbe in realtà riguardare avvisi non notati. Una richiesta di una maniglia più robusta potrebbe riguardare una sequenza di sollevamento scomoda. Accettare l’oggetto richiesto senza esaminare il compito può portare a una soluzione eccellente a una domanda incompleta.
come la geometria diventa parte integrante di un sensore
Gli specchi rendono visibile un rapporto tecnico. La superficie riflettente, la sua curvatura e la posizione del sensore interagiscono tra loro. Il suono riflesso dal cemento viene concentrato nel punto in cui un ascoltatore o un microfono può captarlo. Le strutture più piccole utilizzavano una tromba acustica mobile; la parete lunga utilizzava una serie di microfoni. [1]
Si è tentati di interpretare ogni superficie concava come la stessa soluzione su una scala diversa. La parete e le vasche invitano a un’osservazione più attenta. Da dove proviene l’informazione? Come viene stabilita la sua direzione? Quali parti rimangono fisse e quali devono muoversi? Il meccanismo coinvolge lo spazio davanti al cemento, non solo il cemento stesso.
Per i designer industriali, questa osservazione cambia il modo in cui viene concepito l’alloggiamento. Una presa d’aria, una rientranza o un’apertura possono contribuire alla rilevazione, al raffreddamento o alla trasmissione del suono. La loro posizione può essere importante tanto quanto il componente che si trova dietro di esse. La geometria della superficie diventa una parte funzionale del prodotto, con conseguenze per la produzione, la pulizia e il modo in cui viene maneggiato.
Il principio è di natura funzionale piuttosto che stilistica. Un meccanismo a vista può illustrare il funzionamento di un prodotto, ma può anche mettere in evidenza una parte vulnerabile. Un meccanismo nascosto può essere protetto, ma potrebbe risultare più difficile da ispezionare. La scelta progettuale riguarda il rapporto necessario tra funzionamento, accessibilità e protezione. Una forma di grande impatto visivo, da sola, non può risolvere la questione.
quando un segnale più forte non significa necessariamente informazioni migliori
L’amplificazione non indica all’ascoltatore ciò su cui prestare attenzione. Le analisi storiche relative agli specchi descrivono le interferenze causate dalle condizioni meteorologiche e da altri rumori. Lo studio di Mark Russell sulla difesa aerea nel periodo tra le due guerre tratta anche del passaggio di navi, delle diverse caratteristiche acustiche degli aerei e della sensibilità dei microfoni nei confronti di determinati motori. [1][2]
Si tratta di un problema di discriminazione. Un sistema deve distinguere l’evento rilevante dagli altri eventi che gli assomigliano. Aumentando la sensibilità si può individuare un bersaglio debole, ma si possono anche rilevare attività più irrilevanti. Le informazioni aggiuntive devono quindi essere valutate altrove.
Si consideri un ipotetico strumento di monitoraggio dell’usura di una macchina tramite le vibrazioni. Un sensore più sensibile potrebbe rilevare i primi segni di deterioramento. Potrebbe anche registrare la presenza di una macchina vicina, un fissaggio allentato o una variazione della velocità di funzionamento. Se ogni variazione si traduce in un allarme, l’interfaccia assegna all’operatore un carico di lavoro senza necessariamente fornirgli le informazioni necessarie per comprenderne il significato.
I progettisti dovrebbero quindi chiedersi cosa si intenda per "prova utile", come vengano gestite le spiegazioni contrastanti e cosa rimanga incerto. Una buona interfaccia aiuta l’utente a verificare le ragioni alla base di un avviso. Può evidenziare un andamento, un cambiamento nelle condizioni operative o la necessità di effettuare un’altra misurazione. Dovrebbe rendere comprensibile il passo successivo senza mascherare un risultato incerto con l’autorevolezza visiva della certezza.
Lo schermo levigato fa parte dello stesso sistema della misurazione imperfetta. Levigare l’uno non migliora l’altro.
l’ascoltatore fa parte del meccanismo
Le fotografie ritraggono oggetti monumentali, ma le loro dimensioni possono far scomparire dalla scena la figura dell’operatore. Osservate lo spazio sotto e davanti alla vasca più grande. La struttura doveva ospitare non solo la superficie riflettente, ma anche le apparecchiature di ricezione e l’attività di ascolto. [1]
Dal punto di vista progettuale, l’unità di analisi più significativa è la persona che utilizza l’apparecchio. Dove può stare in piedi o sedersi? Cosa può regolare? Come confronta un suono con un altro? Come viene comunicata un’osservazione? Ogni transizione può comportare uno sforzo, un ritardo o un malinteso.
Le stesse domande si pongono sia nello sviluppo di uno strumento di laboratorio, sia di un pannello di controllo industriale, sia di uno strumento di misura. Un test sui componenti può dimostrare l’affidabilità del rilevamento, ma trascura il modo in cui l’utente interagisce con il comando, si accorge di un cambiamento di stato o gestisce una lettura ambigua.
Osservare le attività completate durante i test con gli utenti. Annotare dove l’utente si ferma, cosa controlla e quali informazioni trasferisce da una fase all’altra. Una pausa apparentemente insignificante può rivelare che un’etichetta, una posizione o un segnale di feedback non supportano la decisione che si sta prendendo. La psicologia dell’uomo diventa uno strumento per comprendere il meccanismo in uso, piuttosto che un aggiustamento apportato a posteriori, una volta completata la progettazione tecnica.
le informazioni provengono dal passato
Il suono impiega del tempo a propagarsi. A 20 gradi Celsius, la velocità media nell’aria è di circa 343 metri al secondo. [3] Immaginiamo un suono emesso a 20 chilometri di distanza. In base a questa ipotesi semplificata, impiegherebbe circa 58 secondi per raggiungere un ascoltatore. Un aereo che viaggiasse a una velocità ipotetica di 100 metri al secondo avrebbe percorso circa 5,8 chilometri in quel lasso di tempo.
Queste cifre rappresentano un calcolo illustrativo, non una ricostruzione di una prova di denge. Mettono in luce il problema di progettazione: il segnale descrive una posizione precedente. L’interpretazione e la comunicazione richiedono quindi ulteriore tempo. L’aeromobile non attende mentre si discute del suo arrivo.
Russell rileva un cambiamento nei requisiti della difesa aerea a metà degli anni ’30: circa 16 minuti di preavviso, sufficienti per riconoscere un raid, lanciare i caccia e raggiungere l’altezza di intercettazione. Ciò implicava un raggio di rilevamento di circa 70 miglia per la velocità ipotizzata dei bombardieri, oltre le capacità dei riflettori. [2] Il riflettore poteva continuare a funzionare fisicamente, anche se il suo contributo non era più in grado di soddisfare i requisiti operativi.
Nei prodotti moderni, occorre prestare attenzione ai ritardi equivalenti. Un cruscotto potrebbe mostrare l’ultimo aggiornamento andato a buon fine. Uno strumento potrebbe visualizzare un valore filtrato. Una spia di stato potrebbe continuare a dare un’indicazione rassicurante anche dopo che la connessione che la alimentava si è interrotta. L’età delle informazioni può essere importante quanto la loro apparente precisione.
Verificate quanto tempo richiede l’intera operazione, compresi i tempi di attesa, l’interpretazione, la conferma e il ripristino. Se la risposta arriva quando ormai è troppo tardi, un’animazione più veloce non risolverà il problema di tempistica di fondo.
imparare da una soluzione le cui condizioni sono cambiate
Gli specchi sono spesso considerati una splendida testimonianza dell’obsolescenza tecnologica. Questa interpretazione è incompleta. Il loro sviluppo dimostra anche come un approccio ragionevole possa perdere di utilità man mano che il contesto in cui viene applicato cambia. Russell sostiene che il rilevamento acustico fosse razionale nell’ambito dei requisiti precedenti; il miglioramento delle prestazioni degli aerei ne ha però messo in luce i limiti. [2]
Nel campo della progettazione, la lezione da trarre è quella di mantenere i requisiti aperti a eventuali revisioni. Un componente può migliorare mentre il progetto si allontana sempre più dalle condizioni che deve soddisfare. Un riflettore più grande, una regolazione più precisa o un display più chiaro possono ampliare una determinata funzionalità senza risolvere il vincolo che determina il successo.
Concedere al comitato di revisione del progetto il permesso di porre una domanda difficile: quali prove ci spingerebbero ad abbandonare questo approccio? Rispondere a questa domanda prima che il team si affezioni a una soluzione crea un criterio pratico di interruzione. Inoltre, separa il valore di ciò che è stato appreso dall’obbligo di realizzare ciò che è già stato progettato.
Ciò si ricollega alla concezione del design di f/p come relazione tra tecnologia, uso umano e sistemi più ampi. [4] Nella pratica professionale, tali relazioni dovrebbero diventare oggetti di indagine, non semplici parole contenute in una filosofia del design.
un esercizio pratico per i designer
scegli un prodotto che misuri qualcosa e richieda una risposta da parte di qualcuno. È sufficiente un monitor da laboratorio o un sensore ambientale. Segui l’intero percorso di un’attività, dal cambiamento nell’ambiente all’azione dell’utente. Annota cosa viene rilevato, come viene interpretato, come viene comunicato il risultato e cosa può fare poi la persona.
Ad ogni fase, individua un presupposto e un errore osservabile. Ad esempio, il sensore potrebbe presupporre che sia posizionato in modo stabile; l’interfaccia potrebbe presupporre che un colore venga notato; il flusso di lavoro potrebbe presupporre che ci sia un’altra persona disponibile a rispondere. Descrivi un test che possa mettere alla prova ciascun presupposto.
Successivamente, modifica una condizione. Aggiungi un’attività in background, interrompi la connessione o fai in modo che l’utente debba lavorare con le mani occupate. Osserva quale parte dell’attività si interrompe per prima. Confronta due proposte: un miglioramento del componente e una modifica al flusso di lavoro. Decidi quale delle due supporti meglio l’azione richiesta e spiega perché.
Concludi redigendo una sintesi rivista in una sola frase. Specifica chi è l’utente, l’evento che deve riconoscere, le condizioni d’uso e il tempo a disposizione per rispondere. Un altro designer dovrebbe essere in grado di valutare una proposta sulla base di quella frase senza condividere il tuo attaccamento al suo aspetto estetico.
Gli specchi pongono una domanda utile nel panorama generale. Una superficie può raccogliere il suono, ma un avvertimento deve ancora trasformarsi in comprensione. Quando torni al tuo progetto, cerca il punto in cui l’informazione smette di essere utile. È proprio lì che potrebbe dover iniziare il lavoro di progettazione.
ulteriori approfondimenti e collegamenti
f/p: design industriale e sviluppo dei prodotti
https://fpdesign.com/industrial-design/
seguire il nesso tra ricerca contestuale, prototipazione e validazione del progetto.
progettazione f/p, UX e UI per prodotti e sistemi complessi
https://fpdesign.com/design-services/ux-ui-design/
proseguire con il contesto d’uso, i percorsi degli utenti e i test con gli utenti.
filosofia di progettazione f/p
leggere una visione più ampia del design inteso come sistema interconnesso.
Guida pratica: come scegliere un’agenzia di design industriale
collegare questo argomento a un brief di sviluppo prodotto in corso e alla selezione dei partner.
Stai pianificando un progetto in questo settore? Parlane con f/p design.
riferimenti
[1] Historic England. Tre dispositivi acustici di allarme preventivo situati a 2360 m a est di Jack’s Court. Elenco del patrimonio nazionale inglese, voce n. 1005119. Il documento ufficiale fornisce la cronologia costruttiva, le dimensioni e le descrizioni operative qui riportate.
numero di registrazione nell’elenco di Historic England 1005119
[2] Mark Russell. La RAF e il suo approccio alla scienza nel periodo tra le due guerre. *Air and Space Power Review*, volume 22, numero 3, 2019, pagine da 122 a 137. Si vedano in particolare le pagine da 127 a 131 per quanto riguarda il rilevamento acustico, i suoi limiti e l’evoluzione dei requisiti di allerta.
Leggi l’articolo su “Air and Space Power Review”
[3] National Physical Laboratory. Relazione sulla misurazione della velocità del suono con rotoli di carta igienica. 19 giugno 2020. Utilizzata per determinare la velocità del suono di riferimento a 20 gradi Celsius. L’esempio relativo alla distanza e al movimento dell’aeromobile riportato in questo articolo è un calcolo illustrativo dell’autore.
Leggi il rapporto del Laboratorio Nazionale di Metrologia Fisica
[4] f/p design. Informazioni su f/p design. Utilizzato per illustrare la formula del design e la sua relazione con la tecnologia, l’ergonomia e altre discipline.
Crediti fotografici
figura 1. Jules & Jenny. Specchio acustico a Denge, nel Kent. Fotografia datata 8 giugno 2014. CC BY 2.0. Riprodotta senza ritagli né modifiche creative; la codifica dell’immagine è stata adattata per Word e visualizzata in dimensioni ridotte.
fotografia originale su Wikimedia Commons
https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/
figura 2. Keith Jump. Specchio acustico da 200 piedi a Denge. Fotografia del 29 agosto 2011. CC BY-SA 3.0. Riprodotta senza ritagli né modifiche creative; codifica dell’immagine adattata per Word e visualizzata in dimensioni ridotte. Questa fotografia mantiene la sua licenza originale.
fotografia originale su Wikimedia Commons
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/
figura 3. Bodacea. Specchio acustico rotondo visto di lato a Denge. Fotografia del 19 luglio 2009. CC BY-SA 2.0. Riprodotta senza ritagli né modifiche creative; codifica dell’immagine adattata per Word e visualizzata in dimensioni ridotte. Questa fotografia mantiene la sua licenza originale.
.jpg){kind=link}
