การทำให้ข้อมูลเป็นรูปธรรม (หรือเรียกสั้นๆ ว่า การทำให้เป็นรูปธรรม) คือวัตถุทางกายภาพที่มีรูปทรงเรขาคณิตหรือคุณสมบัติของวัสดุที่เข้ารหัสข้อมูล^{[ 1 ]}โดยมีเป้าหมายหลักคือการดึงดูดผู้คนและสื่อสารข้อมูลโดยใช้การแสดงข้อมูลทางกายภาพที่ได้รับการสนับสนุนจากคอมพิวเตอร์^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

ก่อนการประดิษฐ์คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ดิจิทัล การประยุกต์ใช้การทำให้ข้อมูลเป็นรูปธรรมนั้นมีอยู่แล้วในสิ่งประดิษฐ์โบราณในฐานะสื่อกลางในการแสดงข้อมูลนามธรรม ตัวอย่างหนึ่งคือแผ่นศิลาโอเคอร์บลอมโบซึ่งคาดว่ามีอายุ 70,000 – 80,000 ปี^{[ 5 ]}รูปทรงเรขาคณิตและสัญลักษณ์ที่สลักอยู่บนพื้นผิวของสิ่งประดิษฐ์แสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนทางปัญญาของมนุษย์โบราณ ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากภาพแทนดังกล่าวถูกสร้างขึ้นและประดิษฐ์ขึ้นอย่างจงใจ หลักฐานชี้ให้เห็นว่าการนำเสนอข้อมูลทางเรขาคณิตเป็นวิธีการที่ได้รับความนิยมในบริบทของสังคม^{[ 6 ]}แม้ว่านักวิจัยยังไม่สามารถถอดรหัสประเภทของข้อมูลเฉพาะที่เข้ารหัสไว้ในสิ่งประดิษฐ์ได้ แต่ก็มีการตีความที่เสนอไว้หลายประการ ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันที่เป็นไปได้ของสิ่งประดิษฐ์ถูกแบ่งออกเป็นสี่ประเภท ได้แก่ "เชิงตัวเลข" "เชิงฟังก์ชัน" "เชิงปัญญา" และ "เชิงสังคม" ^{[ 7 ]}ต่อมาประมาณ 35,000 ปีก่อนคริสตกาล สิ่งประดิษฐ์อีกชิ้นหนึ่งคือกระดูกเลบอมโบได้ปรากฏขึ้น และข้อมูลที่เข้ารหัสไว้ก็อ่านได้ง่ายขึ้น มีรอยบากที่แกะสลักไว้อย่างชัดเจนประมาณ 29 รอยบนกระดูกน่องของลิงบาบูน คาดว่าจำนวนรอยบากมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับจำนวนรอบของดวงจันทร์ ยิ่งไปกว่านั้น ระบบการนับในยุคแรกนี้ยังถือเป็นจุดเริ่มต้นของการคำนวณอีกด้วย^{[ 8 ]}

ก่อนการประดิษฐ์การเขียนระบบโทเค็นดินเหนียวแพร่หลายไปทั่วเมโสโปเตเมียโบราณ เมื่อผู้ซื้อและผู้ขายต้องการแลกเปลี่ยนสินค้า พวกเขาจะเตรียมชุดโทเค็นและปิดผนึกไว้ในซองดินเหนียวหลังจากประทับรูปทรงลงบนพื้นผิว^{[ 9 ]}วัตถุทางกายภาพดังกล่าวถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการค้า เอกสารทางการบริหาร และการตั้งถิ่นฐานทางการเกษตร^{[ 10 ]}ยิ่งไปกว่านั้น ระบบโทเค็นยังเป็นหลักฐานของระบบการนับในยุคแรก รูปทรงแต่ละรูปสอดคล้องกับความหมายทางกายภาพ เช่น การแทน "แกะ" ก่อให้เกิดความสัมพันธ์แบบจับคู่หนึ่งต่อหนึ่ง ความสำคัญของโทเค็นคือการใช้รูปทรงทางกายภาพเพื่อเข้ารหัสข้อมูลตัวเลข^{[ 11 ]}และถือเป็นต้นกำเนิดของระบบการเขียนในยุคแรก^{[ 12 ]}เหตุผลเชิงตรรกะคือสัญลักษณ์สองมิติจะบันทึกข้อมูลเดียวกันกับรอยประทับที่สร้างขึ้นโดยโทเค็นดินเหนียว^{[ 9 ]}

ตั้งแต่ 3000 ปีก่อนคริสตกาลจนถึงศตวรรษที่ 17 ระบบการเข้ารหัสภาพที่ซับซ้อนกว่าอย่างQuipusได้รับการพัฒนาและใช้งานอย่างแพร่หลายในอเมริกาใต้แถบเทือกแอนเด ส^{[ 13 ]}เชือกที่ผูกเป็นปมซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับ Quipu ก็ถูกใช้เพื่อบันทึกข้อมูลโดยชาวจีนโบราณชาวทิเบตและชาวญี่ปุ่นเช่น กัน ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}จักรวรรดิอินคาโบราณใช้มันเพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารและการเก็บภาษี^{[ 18 ]}ระบบตัวเลขเชิงตรรกะฐาน 10 สามารถบันทึกข้อมูลโดยอิงจากระยะห่างสัมพัทธ์ของปม สีของปม และประเภทของปม เนื่องจากเนื้อสัมผัส (ฝ้าย) ของ Quipus ทำให้มี Quipus เหลือรอดอยู่เพียงไม่กี่ชิ้น จากการวิเคราะห์สิ่งประดิษฐ์ที่เหลืออยู่Erland Nordenskiöld ^{[ 19 ]}เสนอว่า Quipus เป็นระบบการเขียนเพียงระบบเดียวที่ชาวอินคาใช้ และเทคนิคการเข้ารหัสข้อมูลนั้นมีความซับซ้อนและโดดเด่น^{[ 20 ]}

แนวคิดเรื่องการทำให้ข้อมูลเป็นรูปธรรมได้รับความนิยมตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 ซึ่งสถาปนิกและวิศวกรใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมโยธาและการจัดการเมือง ตัวอย่างเช่น ตั้งแต่ปี 1663 ถึง 1867 แบบ จำลองภูมิประเทศแบบแผนผังถูกใช้เพื่อแสดงภาพโครงสร้างอาณาเขตของฝรั่งเศสและหน่วยทหารที่สำคัญ เช่น ป้อมปราการและเมืองที่มีกำแพงล้อมรอบ ดังนั้น หนึ่งในหน้าที่ของแบบจำลองภูมิประเทศแบบแผนผังคือการวางแผนการป้องกันหรือการโจมตี เป็นที่น่าสังเกตว่าแบบจำลองนี้สามารถจัดอยู่ในประเภทเทคโนโลยีทางทหารและไม่ได้เข้ารหัสข้อมูลนามธรรมใดๆ^{[ 21 ]}ประเพณีการใช้แบบจำลองที่จับต้องได้เพื่อแสดงอาคารและสถาปัตยกรรมยังคงมีอยู่จนถึงปัจจุบัน

หนึ่งในตัวอย่างร่วมสมัยของการทำให้ข้อมูลเป็นรูปธรรมคือกระดาน Galtonที่ออกแบบโดยFrancis Galtonผู้ส่งเสริมแนวคิดการถดถอยเข้าสู่ค่าเฉลี่ยกระดาน Galton ซึ่งเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากในการประมาณกฎความคลาดเคลื่อนแบบเกาส์เซียน ประกอบด้วยตะปูที่เว้นระยะห่างเท่าๆ กันและแผ่นไม้แนวตั้งที่ด้านล่างของกระดาน หลังจากปล่อยลูกแก้วจำนวนมาก ลูกแก้วเหล่านั้นจะตกลงมาที่ด้านล่าง ทำให้เกิดรูปทรงโค้งระฆังลูกแก้วส่วนใหญ่จะรวมตัวกันที่ตรงกลาง (การเบี่ยงเบนน้อยกว่า) โดยมีเพียงไม่กี่ลูกที่ขอบกระดาน^{[ 22 ]}

ในปี พ.ศ. 2478 บริษัทไฟฟ้า 3 แห่งที่แตกต่างกัน (เช่นบริษัท Pacific Gas and Electric Companyและบริษัท Commonwealth Edison Company) ได้สร้าง แบบ จำลองทางกายภาพของข้อมูลไฟฟ้าเพื่อแสดงภาพการใช้พลังงานของลูกค้า เพื่อให้บริษัทสามารถคาดการณ์ความต้องการพลังงานในอนาคตได้ดียิ่งขึ้น^{[ 23 ]}แบบจำลองนี้มีแกนสั้น 1 แกนและแกนยาว 1 แกน แกนสั้นแสดงถึง "วัน" ในขณะที่แกนยาวครอบคลุมทั้งปี^{[ 24 ]}ผู้ชมสามารถมองเห็นภาพรวมว่าลูกค้าใช้ไฟฟ้ามากที่สุดในช่วงเวลาใดของวัน และการบริโภคเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในแต่ละฤดูกาล^{[ 24 ]}แบบจำลองนี้สร้างขึ้นด้วยมือโดยการตัดแผ่นไม้และนำชิ้นส่วนทั้งหมดมาซ้อนกัน

นักวิจัยเริ่มตระหนักว่าแบบจำลองทางกายภาพของข้อมูลไม่เพียงแต่ช่วยให้ตัวแทนจัดการ/วางแผนงานบางอย่างได้เท่านั้น แต่ยังสามารถทำให้ปัญหาที่ซับซ้อนมาก ๆ ง่ายขึ้นอย่างมากด้วยการให้ผู้ใช้สามารถจัดการข้อมูลในโลกแห่งความเป็นจริงได้ ดังนั้น จากมุมมองทางญาณวิทยา การจัดการทางกายภาพช่วยให้ผู้ใช้สามารถค้นพบรูปแบบที่ซ่อนอยู่ซึ่งตรวจจับได้ยาก^{[ 25 ]}แม็กซ์ เพรุตซ์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 1962 จากผลงานอันโดดเด่นในการค้นพบโครงสร้างของโปรตีนทรงกลมเมื่อรังสีเอกซ์แคบ ๆ ผ่านโมเลกุลฮีโมโกลบิน รูปแบบการเลี้ยวเบนสามารถตรวจสอบโครงสร้างภายในของการจัดเรียงอะตอมได้^{[ 6 ]}หนึ่งในผลงานของเพรุตซ์ในการวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างโมเลกุลฮีโมโกลบินทางกายภาพซึ่งช่วยให้เขาสามารถจัดการและตรวจสอบโครงสร้างในรูปแบบที่จับต้องได้

ในหนังสือเล่มนี้ Bertin ได้ออกแบบอุปกรณ์แสดงภาพเมทริกซ์ที่เรียกว่าDominoซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถจัดการข้อมูลแถวและคอลัมน์ได้ การรวมกันของแถวและคอลัมน์สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นพื้นที่ข้อมูลสองมิติ ใน Semiology of Graphics Bertain ได้กำหนดว่าตัวแปรใดสามารถจัดเรียงใหม่ได้และตัวแปรใดไม่สามารถจัดเรียงใหม่ได้ ตัวอย่างเช่น เวลาสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นตัวแปรทิศทางเดียว เราควรรักษามันไว้ในลำดับที่เป็นธรรมชาติ^{[ 26 ]}เมื่อเปรียบเทียบกับงานที่กล่าวมาข้างต้น โมเดลนี้เน้นแง่มุมการคิดเชิงภาพของการทำให้ข้อมูลเป็นรูปธรรมและรองรับประเภทข้อมูลที่หลากหลาย เช่น แผนที่ เมทริกซ์ และไทม์ไลน์ โดยการปรับรายการข้อมูล นักวิเคราะห์สามารถค้นหารูปแบบภายในชุดข้อมูลและใช้ Domino ซ้ำๆ กับชุดข้อมูลต่างๆ ได้^{[ 24 ]}

ตัวอย่างการทำให้เป็นรูปธรรมที่เกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ ได้แก่ การใช้ ตัวต่อ LEGOเพื่อติดตามความคืบหน้าของโครงการ ตัวอย่างเช่น ผู้คนใช้ LEGO เพื่อบันทึกความคืบหน้าในการเขียนวิทยานิพนธ์ ผู้ใช้สามารถใช้กระดาน LEGO เพื่อกำหนดขั้นตอนที่เป็นรูปธรรมก่อนที่จะดำเนินการเผยแพร่จริง เช่น การวิเคราะห์ข้อมูล การรวบรวมข้อมูล การพัฒนา ฯลฯ^{[ 27 ]}การประยุกต์ใช้อีกอย่างหนึ่งคือการใช้ LEGO ในการติดตามข้อบกพร่อง สำหรับวิศวกรซอฟต์แวร์ การติดตามปัญหาของฐานรหัสเป็นงานที่สำคัญ และ LEGO ช่วยลดความยุ่งยากของกระบวนการนี้โดยการทำให้ปัญหาเป็นรูปธรรม^{[ 28 ]}

การประยุกต์ใช้การสร้างข้อมูลทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจงเกี่ยวข้องกับการสร้างแผนที่สัมผัสสำหรับผู้พิการทางสายตา ตัวอย่างในอดีตได้แก่ การใช้กระดาษไมโครแคปซูลเพื่อสร้างแผนที่สัมผัส^{[ 29 ]}ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือการผลิตดิจิทัล เช่น เครื่องตัดเลเซอร์ นักวิจัยในFab Labที่มหาวิทยาลัย RWTH Aachenได้ใช้เครื่องมือนี้ในการผลิตแผนที่สัมผัสแบบนูนเพื่อสนับสนุนผู้ใช้ที่พิการทางสายตา นักวิจัย ด้านอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบสัมผัส บางคน ได้รวม TUI กับแผนที่สัมผัสเพื่อสร้างการแสดงผลแบบไดนามิกและเพิ่มความร่วมมือระหว่างผู้พิการทางสายตา (เช่น FluxMarkers) ^{[ 30 ]}