Saleema Amershi, Dan Weld, Mihaela Vorvoreanu, Adam Fourney, Besmira Nushi, Penny Collisson, Jina Suh, Shamsi Iqbal, Paul N. Bennett, Kori Inkpen, Jaime Teevan, Ruth Kikin-Gil, and Eric Horvitz

ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems 2019 (CHI 2019)

在這篇論文中，我們提出并研究一種新的文字輸入技術。我們的技術特點是一個微型QWERTY鍵盤隱藏在用戶食指的第一段。可以使用拇指尖輕觸食指尖來執(zhí)行文本輸入。鍵盤布局優(yōu)化為無眼輸入，利用空間模型反映用戶對食指關鍵位置的自然空間感知。通過一系列用戶研究和計算機模擬文本輸入測試，我們提出了設計和優(yōu)化鍵盤布局的方法。結果是一個2×3網(wǎng)格，字母高度受限于QWERTY的字母和空間排列。我們的用戶評估顯示，參與者的平均文本輸入速度為11.9wpm，并且在實驗結束時打字速度可以達到13.3wpm。

隨著可穿戴設備以及普適計算的普及，人們越來越需要一種易于攜帶且跨平 ?臺通用的輸入設備來進行交互。與此同時，基于拇指和食指指尖的微手勢作為一 ?種新型的跨平臺交互方式有著得天獨厚的優(yōu)勢：快速，簡單易學（把食指指尖當 ?作觸摸板，用大拇指進行點擊）而又隱蔽（有利于保護隱私）。這使得微手勢特 ?別適合輸入空間十分有限的可穿戴設備。本文的主要目標就是為基于微手勢的文 ?字輸入設計一種合理而高效的盲打鍵盤來論證可行性，并通過用戶實驗證明了這 ?種輸入方法可以達到理想的輸入效率（在完成 40 個短句后速度可以達到每分鐘 ?最高約 13.9 個單詞）。

本文采用 HCI 領域常用的原型設計、制作、展示及評估的方法。文章首先對 ?所研究的問題進行了闡述，提出了設計上需考慮的因素，并針對每一個研究因素 ?提出了解決方案。然后文章通過原型及示例應用的展示提出了解決方案。最后文 ?章進行了必要的評測及對未來工作的討論。 ?
設計工具：文章首先開發(fā)了一套設計軟件，支持用戶通過簡單的操作在 3D ?掃描的人體模型上標出想要應用的區(qū)域，如膝蓋、手肘等部位。軟件自動完成所 ?選幾何平面的鋪平，以準備后續(xù)的實物切割和制作。軟件預存了電路設計圖并自 ?動在鋪平的表面完成布置。同時，軟件還嵌入了圖形樣式生成器，在不影響功能 ?的同時提高了設備的美觀。

多層制造：本文采用了多層制造的工藝步驟。本文首先設計并制備了小型化 ?的電子元器件，包括電池、控制器、若干傳感器等，同時采用光刻機制成波浪形 ?的連接銅導線，具有很好的伸縮性和可彎曲。本文考慮市面上常見的、容易買到 ?的、可直接進行激光切割或模切成型、且具有很好的粘附性能的材料：選用氨綸 ?作為基質(zhì)，可提高設備的彈性和實用性；選用醫(yī)用薄膜來粘接設備和皮膚，可支 ?持快速的貼合和去掉。在進行多層拼接時，首先將銅包板層壓到 PDMS 基底上 ?并進行切割，然后通過熱塑性的聚氨酯熱敏膜與之進行鍵合，形成的薄膜背面貼 ?上之前準備的電子元器件，并將整體通過熱處理與氨綸基質(zhì)進行粘合。 ?
功能展示：本文作者通過該工藝展示了多種柔性交互界面的應用場景，包括 ?可以檢測體溫，心跳的隨身貼，檢測飲食活動的智能項鏈，檢測傷口愈合情況的 ?創(chuàng)可貼，檢測環(huán)境中出現(xiàn)的顏色的指示燈，捕捉肢體運動的傳感器等。每一個設 ?備從設計到制作完成，都不超過 1 個小時。 ?
性能評測：本文通過拉伸對設備進行了應變測試。通過觀察發(fā)現(xiàn)該工藝制作 ?的連接線具有很好的拉伸能力，在 171%應變的情況下其導電能力才受到明顯的 ?影響。本文也進行了旋扭拉伸測試，并發(fā)現(xiàn)在旋轉兩圈和 70%應變的情況下，設 ?備的性能會收到明顯的影響?？傮w而言，本文展示的設計方案所呈現(xiàn)的柔性界面 ?表現(xiàn)出了優(yōu)秀的柔韌度。

本研究在 VR 中重新配置物理鍵盤的按鍵，并招募了 20 名用戶來評估這種 ?做法的可行性。首先，讓用戶使用 9 個 VR 應用程序來評估在 VR 環(huán)境中重新配 ?置物理鍵盤的基本用戶體驗。其次，通過安全密碼輸入應用深入探討了客觀安全 ?感和感知安全感之間的關系以及感知安全感和文本輸入性能之間的權衡。最后， ?通過虛擬觸控條應用分析了改變物理鍵盤的視覺表現(xiàn)形式對用戶體驗和性能的 ?影響。應用程序細節(jié)如下：

語言和特殊字符：對于多語言輸入或特殊字符輸入的場景，可以把傳統(tǒng)鍵盤映射成為相應語言或特殊字符的鍵盤（類似于智能手機中的多語種鍵盤）。
應用程序快捷方式：將傳統(tǒng)鍵盤中的部分按鍵映射成瀏覽器的后退、前進、刷新、主頁等快捷按鍵。
虛擬文本處理宏：將按鍵映射成為 Microsoft Word 中的宏命令（插入簽名/發(fā)件人地址/圖片）。
窗口管理器：將鍵盤重新配置為窗口管理器，按下按鍵可以切換到對應的窗口。
照片瀏覽器：在鍵盤的一個按鍵或幾個按鍵上方顯示相應的照片縮略圖，按下相應按鍵可以瀏覽對應的照片。
打地鼠游戲：將物理鍵盤重新配置為打地鼠游戲，按下地鼠相應位置的按鍵可以打地鼠。
安全密碼輸入：將物理鍵盤原始的按鍵順序打亂，實現(xiàn)虛擬環(huán)境中安全輸入。
虛擬觸控條：將鍵盤上的一行 10 個按鍵虛擬為控制視頻播放進度的觸控條（類似于 MacBook Pro 上的 Touch Bar），通過按下相應按鍵控制播放進度。

本文通過重新配置單個按鍵或整個鍵盤的輸入輸出，設計了 9 個與 VR 相關 ?的應用程序：表情符號、語言和特殊字符、應用程序快捷方式、虛擬文本處理宏、 ?窗口管理器、照片瀏覽器、打地鼠游戲、安全密碼入口和虛擬觸控條，并通過招 ?募 20 名參與者進行用戶研究，評估了在 VR 中重新配置物理鍵盤的可行性，發(fā) ?現(xiàn)這些應用程序在 VR 中是可用的。研究結果表明物理鍵盤可以在 VR 中以多種 ?靈活的方式集成，作為 VR 中多種不同任務的輸入設備，并且可以基于當前任務 ?實時進行重新配置，在未來的 VR 應用中有著光明的前景。

本文利用 VR 的沉浸性特點，通過在 VR 環(huán)境中重新配置鍵盤的視覺顯示和 ?功能，評估了重新配置鍵盤的可行性，提出了一種在 VR 環(huán)境中集成物理鍵盤的 ?新思路。本文設計了 9 個 VR 應用，覆蓋了 VR 中辦公和游戲的大部分應用場景，展現(xiàn)了傳統(tǒng)鍵盤輸入在 VR 中的應用潛力。值得一提的是，本文在混合現(xiàn)實和增 ?強現(xiàn)實頂級會議 ISMAR 2019 上獲得了最佳論文的榮譽，究其原因在于將最傳統(tǒng) ?的輸入設備以一種嶄新的應用形式帶入了 VR 中，并通過合理的用戶研究分析了 ?其局限性和可行性，給 VR 中的人機交互帶來了更多的啟發(fā)和思考。

本研究通過用戶調(diào)研（user study）的數(shù)據(jù)采集方法得到了視障用戶在文本輸 ?入時點擊的位置，擬合得出反映用戶行為的觸摸模型。算法上使用基于貝葉斯原 ?理的概率計算的方法預測用戶的輸入，通過多輪迭代的方法設計出了最小化用戶 ?學習成本的交互設計。最后通過用戶評估實驗（user evaluation）來衡量整個輸入 ?法的性能。視障用戶進行文本輸入時的觸摸模型如下圖：

本文首次將自動糾錯應用到視障人士使用的讀屏軟鍵盤算法中。由于通常地 ?的詞級別糾錯算法并不符合視障用戶逐字正確輸入的特征，本文創(chuàng)新性地使用了 ?字符級的自動糾錯算法，提高了用戶輸入的準確性，從而減少了輸入過程中的調(diào) ?整次數(shù)，提高輸入速度。 ?
本文結合視障用戶的使用行為特征，設計了一套布局自適應策略。該策略首 ?先保證了鍵盤使用時的魯棒性，即用戶可以在鍵盤上輸入任意想輸入的字符，無 ?論預測結果是否正確。同時，策略允許用戶在不改變原有讀屏鍵盤使用習慣的前 ?提下使用，從而大大減小了用戶的學習成本。 ?
本文的用戶實驗評估進行地較為完備。文中實現(xiàn)了中文和英文兩種語言以及 ?VIPBoard 和傳統(tǒng)鍵盤兩種算法下的系統(tǒng)原型，并讓用戶分別在兩種語言和兩種 ?鍵盤下進行文本輸入。實驗結果不僅表明了 VIPBoard 相對于傳統(tǒng)鍵盤的巨大優(yōu) ?勢，也說明了文中算法的普適性和實際應用價值。

Ruolin Wang, Chun Yu, Xing-Dong Yang, Weijie He, Yuanchun Shi

ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems 2019(CHI 2019)

本研究開展了有 30 位視障用戶參與的用戶訪談和 23 位視障用戶參與的設 ?計工作坊，提出了一套包含八類耳勢動作的交互設計；基于電容傳感器數(shù)據(jù)和慣 ?性傳感器數(shù)據(jù)識別耳勢動作，并在 16 位視力障礙用戶的操作數(shù)據(jù)集上實現(xiàn)了高準確度的評估效果；最后通過有 22 位視力障礙用戶參與的用戶實驗對可用性進 ?行評估。結果表明，EarTouch 易于學習，在多數(shù)任務上執(zhí)行效率更高，富有趣味 ?性，能夠保護用戶的隱私并被用戶所接受，用戶期待將來能夠在自己的手機上使 ?用到這項技術。EarTouch 選用的八類耳勢交互動作、功能，及視障用戶對于各類 ?動作易于操作的評分的平均值（5 點李克特量表，5=非常同意該動作易于操作）。

EarTouch 拓展了智能手機的輸入能力，使得耳朵能夠代替手作為觸摸輸入， ?因而用戶只需要占用一只手來握持手機。特殊地，耳朵靠近屏幕進行操作時也能 ?夠同時用來從聽筒更加隱秘地接收語音反饋。另外，使用 EarTouch 時的握持姿 ?態(tài)（耳朵位于聽筒附近、嘴位于話筒附近）也支持用戶在同一姿態(tài)下完成語音輸 ?入。