Paper之ACMCHI&UIST&ICUC&IJHC&TCHI：2009年~2019年人機交互技術(shù)(ACM CHI計算系統(tǒng)人為因素會議&ACM用戶界面軟件和技術(shù)研討會&ACM泛在計算國際會議&國際人類計算機研究雜志&ACM關(guān)于人機交互的交易)歷年最佳論文簡介及其解讀
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2009年~2019年人機交互技術(shù)(ACM CHI計算系統(tǒng)人為因素會議&ACM用戶界面軟件和技術(shù)研討會&ACM泛在計算國際會議&國際人類計算機研究雜志&ACM關(guān)于人機交互的交易)歷年最佳論文簡介及其解讀
領(lǐng)域熱詞
用戶（users）
虛擬現(xiàn)實（virtual reality）
增強現(xiàn)實（augmented reality）
會議期刊來源
ACM CHI Conference on Human Factors in Computing SystemsACM CHI計算系統(tǒng)人為因素會議
ACM Symposium on User Interface Software and TechnologyACM用戶界面軟件和技術(shù)研討會
ACM International Conference on Ubiquitous ComputingACM泛在計算國際會議
International Journal of Human Computer Studies國際人類計算機研究雜志
ACM Transactions on Computer-Human InteractionACM關(guān)于人機交互的交易
論文介紹
Guidelines for human-AI interaction
人工智能交互指南
論文作者
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)
論文地址https://dl.acm.org/doi/10.1145/3290605.3300233
論文摘要人工智能的發(fā)展為用戶界面設(shè)計帶來了機遇和挑戰(zhàn)。人工智能交互的原理在人機交互領(lǐng)域已經(jīng)討論了二十多年，但是隨著人工智能的進步和人工智能技術(shù)在面向人類的應(yīng)用中的日益廣泛的應(yīng)用，還需要更多的研究和創(chuàng)新。我們提出了18個普遍適用的人機交互設(shè)計指南。這些指導(dǎo)方針通過多輪評估得到驗證，其中包括一項由49名設(shè)計從業(yè)人員參與的用戶研究，他們對20種流行的人工智能注入產(chǎn)品進行了測試。結(jié)果驗證了指導(dǎo)方針在一系列交互場景中的相關(guān)性，揭示了我們知識上的差距，突出了進一步研究的機會?；谶@些評估，我們相信這套設(shè)計指南可以作為一種資源，供致力于利用人工智能技術(shù)的應(yīng)用程序和功能設(shè)計的實踐者，以及對進一步發(fā)展人工智能交互設(shè)計原則感興趣的研究人員。
研究問題人工智能（AI）領(lǐng)域的快速發(fā)展給用戶界面和交互設(shè)計帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。雖然人機交互屆對人和AI交互的原則原理已經(jīng)進行了20多年的探討，我們?nèi)孕枰嗟难芯亢蛣?chuàng)新來解決人工智能新技術(shù)及其面向人類的應(yīng)用不斷涌現(xiàn)而帶來的新科學(xué)及社會問題。作者提出了18條具有通用性的、可適用于多種應(yīng)用場景的、針對人和AI交互的設(shè)計指導(dǎo)，指出現(xiàn)有知識的空缺及未來的探索方向。這份指南不僅為AI設(shè)計師提供了具體、可操作的建議，還旨在推動用戶體驗和工程開發(fā)從業(yè)者就設(shè)計決策的相關(guān)問題展開討論，推動這一領(lǐng)域研究的
研究方法文章提出了18條人工智能交互設(shè)計指導(dǎo)，并進行多輪的實例評估來驗證其有效性，包括通過一個用戶實驗，邀請48位設(shè)計師以這些設(shè)計指導(dǎo)為工具來測試20項廣泛使用的有AI技術(shù)支持的用戶產(chǎn)品。
指南內(nèi)容包括：G1.幫助用戶清晰的理解AI系統(tǒng)的能力所及；G2.幫用戶樹立對AI系統(tǒng)表現(xiàn)（如出錯率）的正確期待。：G3.根據(jù)上下文設(shè)計好服務(wù)響應(yīng)和中斷的時機；G4.顯示與上下文（用戶當(dāng)前任務(wù)及環(huán)境）相關(guān)的信息；G5.確保用戶體驗與其社會及文化規(guī)范相一致；G6.切實減少AI系統(tǒng)的語音及行為中可能存在的刻板印象和偏見。G7.保證需要時能容易且迅速的激活或請求AI系統(tǒng)的服務(wù)；G8.保證能夠方便的取消或忽略不適當(dāng)?shù)腁I系統(tǒng)服務(wù)；G9.保證AI系統(tǒng)出錯時用戶可以對其進行編輯、修改、或者恢復(fù)設(shè)置；G10.AI系統(tǒng)在不確定用戶需求或目的時可進行適當(dāng)問詢或者以得體的方式降級服務(wù)；G11.向用戶適當(dāng)解釋AI系統(tǒng)的行為及背后依據(jù)。G12.記住用戶最近的交互模式，通過短期記憶提升使用效率；G13.學(xué)習(xí)用戶長期的行為模式，提供個性化的體驗；G14.降低AI系統(tǒng)升級或進行自適應(yīng)調(diào)整時可能給用戶帶來的干擾；G15.引導(dǎo)用戶在日常使用過程中向AI系統(tǒng)反饋其交互體驗及偏好；G16.及時向用戶傳遞其行為可能對AI系統(tǒng)將來的服務(wù)帶來的影響；G17.讓用戶能夠在全局層面定制AI系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的監(jiān)測及其行為模式；G18.將AI系統(tǒng)的變更適時通知給用戶。
本文著重于在用戶界面審查過程中可以很容易評估的設(shè)計指導(dǎo)意見。因此，沒有包含諸如“建立信任”這樣的抽象原則，而是側(cè)重可觀測的、可能可以幫助建立信任的具體措施。
過去的工作也提出了不少影響人和AI交互系統(tǒng)可用性的設(shè)計方針，但主要適用于AI模型建立階段。未來可以進一步加強設(shè)計師和AI工程師的合作，在實際應(yīng)用中進一步理解如何更好的評定不同指導(dǎo)意見的優(yōu)先級并平衡各方面的用戶體驗。
研究結(jié)果本文通過三輪的評估，從150多條AI相關(guān)的設(shè)計建議中提取并驗證了18條針對人與AI交互領(lǐng)域的通用設(shè)計指導(dǎo)意見。隨著越來越多的科技應(yīng)用以AI作為驅(qū)動力，本文希望能通過推廣這些設(shè)計指導(dǎo)實現(xiàn)真正以人為本的AI交互系統(tǒng)。 本文研究整合了人機交互屆對人工智能交互設(shè)計20多年的探索、思考、經(jīng)驗和教訓(xùn)，是一篇非常及時的綜述性文章。不同于時下對于如何讓AI模型更可用的針對AI從業(yè)人員研究，作者從設(shè)計師的角度出發(fā)，側(cè)重討論了在交互設(shè)計過程中需要注意的問題。另外，在提出設(shè)計指導(dǎo)意見時很好的權(quán)衡了適用范圍以及可操作性，為其結(jié)果真正在實際應(yīng)用中推廣奠定了良好的基礎(chǔ)，有著現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。
Voice Interfaces in Everyday Life
日常生活中的語音交互界面
論文作者ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems 2018(CHI ?2018)
CHI 2018, April 21–26, 2018, Montreal, QC, Canada
論文地址https://doi.org/10.1145/3173574.3174214
論文摘要語音用戶界面(VUIs)正變得無處不在，通過智能手機嵌入到日?；顒又?#xff0c;通過“助手”設(shè)備嵌入到家庭生活中。然而，這類設(shè)備的用戶究竟是如何在日常社交互動中使用這些設(shè)備的，仍未得到充分研究。通過收集和研究在參與者家中部署了一個月的Amazon Echo的音頻數(shù)據(jù)(通過人種方法論和對話分析提供信息)，我們的研究記錄了VUI用戶的系統(tǒng)實踐，以及如何在家庭復(fù)雜的社會生活中完成這種使用。我們提供的數(shù)據(jù)顯示，該設(shè)備是如何負責(zé)并嵌入到諸如家庭聚餐等各種同時進行的活動的會話設(shè)置中。我們將討論VUI如何與談話的順序組織巧妙地協(xié)調(diào)。最后，我們定位了VUI交互責(zé)任、請求和響應(yīng)設(shè)計的含義，并對設(shè)計“對話”接口的概念提出了概念上的挑戰(zhàn)。
研究問題隨著越來越多智能產(chǎn)品內(nèi)嵌語音交互界面（后簡稱 VUI），工業(yè)界和學(xué)界產(chǎn) ?出了不少計算語言學(xué)或自然語言理解方面的研究成果，但卻鮮有語音交互設(shè)備在 ?生活場景中的實證使用調(diào)研。作者以此空白為契機，著重調(diào)研了語音交互和其他 ?日?；顒硬⑿袝r的用戶反饋，以及多方對話場景下的話論順序處理。文章也涉及 ?更為寬泛的三個領(lǐng)域：VUI 發(fā)展進程，VUI 調(diào)研中的會話分析，設(shè)計、部署和研 ?究 VUI 時需要的方法論。
研究方法該研究沿用 HCI 文獻中普遍的常人方法學(xué)和會話分析方法，記錄了五戶家 ?庭一個月內(nèi)使用 Echo 音箱的數(shù)據(jù)，收集了用戶與機器六小時的對話語料進行解 ?讀。喚醒語音助手后，祈使指令和提問是常見的兩種觸發(fā)形式。對語音助手的指 ?令會開啟和機器間的話論轉(zhuǎn)換；未收到音時的靜默能推動話論前進；用戶自發(fā)糾 ?正說法也能推動話論延續(xù)。語音設(shè)備回復(fù)后，用戶會有后續(xù)反饋，本文暫且討論 ?三種形式：靜默也是用戶的回復(fù)方式；用戶會明確指出問題；用戶也會糾正會話。
作者不認為語音交互的界面本質(zhì)是對話的，用“對話界面”來命名基于語音 ?的人機交互方式也不妥當(dāng)。日常對話中的話論轉(zhuǎn)換和毗鄰對是自然產(chǎn)生的，而語 ?音交互界面中的問法其實會刻意迎合會有的答案。因此，作者主張把任務(wù)型的 ?VUI 設(shè)計稱為請求/回復(fù)設(shè)計，而非對話設(shè)計。
研究結(jié)果本文通過解讀真實場景中和音箱的交互語料，展現(xiàn)了語音設(shè)備是如何并行參 ?與到家庭對話中的；也發(fā)現(xiàn)除卻設(shè)備自身的功能可用性，用戶在社交場景中的行 ?為也要為最終的 VUI 效果負責(zé)；同時本文還探討了用戶使用 VUI 時的觸發(fā)和接 ?應(yīng)方式；最后提出三點概念性問題為后續(xù) VUI 的設(shè)計和研究提供方向。
本文研究可謂填補了語音設(shè)備在真實場景中的調(diào)研空白。除此之外，很多易 ?于被忽視的事實也被作者拎了出來。技術(shù)人員常常關(guān)注語言計算，業(yè)界設(shè)計師常 ?常掉入邏輯或話術(shù)細節(jié)，鮮有人高屋建瓴地研究 VUI 使用情況。諸如靜默也能 ?推動話論前進、“對話設(shè)計”的命名糾正、關(guān)照用戶發(fā)問的易用性等觀點都是“跳 ?出了盒子”的嶄新思考。
TipText: Eyes-Free Text Entry on a Fingertip Keyboard
指尖上的鍵盤：可盲打的指尖鍵盤輸入法
論文作者?Zheer Xu, Pui Chung Wong, Jun Gong, Te-yen Wu, Aditya Nittala, Xiaojun ?Bi, Jürgen Steimle, Hongbo Fu, Kening Zhu, Xing-Dong Yang
ACM Symposium on User Interface Software and Technology 2019 (UIST ?2019)
論文地址https://doi.org/10.1145/3332165.3347865
論文摘要在本文中，我們提出并研究了一種新的基于微拇指手勢的文本輸入技術(shù)。我們的技術(shù)特點是將一個微型QWERTY鍵盤隱形地放在用戶食指的第一節(jié)上。文本輸入可以用拇指指尖輕敲食指指尖進行。利用反映用戶對食指按鍵位置自然空間感知的空間模型，對鍵盤布局進行了優(yōu)化，使之不受眼睛的干擾。通過一系列的用戶研究和計算機模擬文本輸入測試，我們展示了我們設(shè)計和優(yōu)化鍵盤布局的方法，在設(shè)計空間超過1,146,484種可能性。結(jié)果是一個2×3的網(wǎng)格，字母高度限制了QWERTY鍵盤的字母和空間排列。我們的用戶評估顯示，實驗結(jié)束時，參與者的平均文本輸入速度為11.9個字每分鐘，打字速度為13.3個字每分鐘。
研究問題
在這篇論文中，我們提出并研究一種新的文字輸入技術(shù)。我們的技術(shù)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(guān)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(shè)計和優(yōu)化鍵盤布局的方法。結(jié)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(jié)束時打字速度可以達到13.3wpm。
隨著可穿戴設(shè)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(shè)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(xué)（把食指指尖當(dāng) ?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(shè)備。本文的主要目標(biāo)就是為基于微手勢的文 ?字輸入設(shè)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）。
研究方法本研究使用用戶調(diào)研（user study）的數(shù)據(jù)采集方法和基于用戶盲打數(shù)據(jù)的計 ?算機仿真（computer-based simulation）來為微手勢盲打鍵盤挑選出最好的鍵盤布 ?局，并使用統(tǒng)計解碼（statistical decoding）方法來實現(xiàn)文本輸入，最后通過用戶 ?評估實驗（user evaluation）來衡量整個輸入法系統(tǒng)的性能。
本文將字母聚合的概念針對性地引入到指尖鍵盤上（即每個鍵對應(yīng)多個字母， ?類似于傳統(tǒng)的 9 鍵鍵盤），并和觸控屏上文字輸入的統(tǒng)計解碼器創(chuàng)新性結(jié)合在一 ?起，克服了高混淆度對文字輸入效率的影響。
本文選擇了基于計算機模擬的計算設(shè)計（computational design）方法：通過 ?先采集少量用戶數(shù)據(jù)，再使用計算機進行大規(guī)模模擬用戶輸入的方式來量化評價 ?每個候選布局。這樣的流程提高了對用戶數(shù)據(jù)的利用效率，從而在一個極大的設(shè) ?計空間中科學(xué)而高效地尋找到了最符合人類行為模型的最優(yōu)解；
在采集用戶數(shù)據(jù)的時候，本文開創(chuàng)性地采用了“在虛擬世界中重構(gòu)現(xiàn)實世界” ?的方法：通過將動作追蹤系統(tǒng)和 3D 游戲引擎結(jié)合的方式來精確追蹤拇指指尖和 ?食指指尖的運動軌跡，從而計算出兩者接觸時的碰撞點。這種方法將傳感器對用 ?戶行為的潛在影響降低到最小，最大程度保證了實驗結(jié)論的嚴謹性。
研究結(jié)果本文通過開創(chuàng)性地將新興的微手勢交互技術(shù)運用到生活中常見的文字輸入 ?任務(wù)上，證明了在指尖鍵盤上進行文字盲打的可行性，不僅進一步打開了應(yīng)用微 ?手勢交互技術(shù)的思路，也給進入了可穿戴設(shè)備時代的文字輸入系統(tǒng)設(shè)計帶來了更 ?多的可能性。本文遵循計算設(shè)計的思想，根據(jù)用戶的行為數(shù)據(jù)最大程度為指尖鍵 ?盤優(yōu)化了鍵盤布局，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了一個概念論證的原型系統(tǒng)，在用戶評估 ?中表現(xiàn)出了令人滿意的系統(tǒng)性能，從而進一步證明了盲打指尖鍵盤可以高效地完 ?成文字輸入任務(wù)。
本文首創(chuàng)了在極小的鍵盤上進行盲打文字輸入任務(wù)，為“在可穿戴設(shè)備上缺 ?乏足夠的文字輸入空間”這一問題提供了全新的解決思路。與此同時，本文遵循 ?著計算設(shè)計的理念，在一個極其復(fù)雜的設(shè)計空間中抽絲剝繭，最終找到了一個充 ?分考慮指尖盲打鍵盤的特點的最優(yōu)鍵盤布局。在用戶評估的過程中，整個系統(tǒng)展 ?現(xiàn)出了很高的魯棒性和有效性，以及良好的性能。值得一提的是，本文在人機交 ?互頂級會議 UIST 2019 上獲得了最佳論文的榮譽，究其原因在于為一個迫切的現(xiàn) ?實問題提供了嶄新而又極具啟發(fā)性的想法，并用科學(xué)嚴謹?shù)膶嶒灹鞒滔蜃x者展示 ?了如何將一個看似不可行的想法一步步實現(xiàn)的全過程，其中許多實驗及設(shè)計方法上的貢獻已經(jīng)超越了文字輸入這一特定問題，給整個人機交互領(lǐng)域帶來更多的啟 發(fā)和思考。
ElectroDermis: Fully Untethered, Stretchable, and Highly Customizable ?Electronic Bandages
電子皮膚：完全不受束縛，可拉伸且高度可定制的電子創(chuàng)可貼
論文作者Eric Markvicka, Guanyun Wang, Yi-Chin Lee, Gierad Laput, Carmel
Majidi, and Lining Yao
ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems 2019(CHI 2019)
論文地址https://dl.acm.org/citation.cfm?id=3300862
論文摘要可穿戴設(shè)備已經(jīng)成為一種越來越有前途的交互平臺，為人體注入了隨時可用的計算能力。這打開了廣泛的應(yīng)用程序，包括謹慎的信息訪問、健康監(jiān)視、健身和時尚。然而，與之前的平臺不同，可穿戴電子產(chǎn)品要求結(jié)構(gòu)上的一致性，佩戴者必須感到舒適，柔軟，有彈性，具有審美吸引力。我們設(shè)想在未來，電子產(chǎn)品可以暫時附著在身體上(如繃帶或派對面具)，但在功能和審美上都令人愉悅。為了實現(xiàn)這一愿景，我們引入了ElectroDermis，這是一種制造方法，可以簡化高功能性和可伸縮的可穿戴電子產(chǎn)品的創(chuàng)建，這些可穿戴電子產(chǎn)品通過將剛性電路板離散成單個組件來實現(xiàn)適形和完全不受束縛。這些單獨的組件使用可伸縮的電線連接在一起，并裝配在氨綸混紡織物上，以提供高功能性，堅固的形狀因子，可重復(fù)使用。我們詳細描述了我們的系統(tǒng)-包括我們的制造參數(shù)和操作限制-我們希望研究人員和從業(yè)者可以利用。我們描述了一系列的實例應(yīng)用，以說明我們的系統(tǒng)的可行性和實用性?？偟膩碚f，我們相信ElectroDermis為可穿戴電子產(chǎn)品提供了一種互補的方法——它重視非永久性的概念(也就是說，不像紋身和植入物)，更好地符合人體的動態(tài)特性。
研究問題近些年柔性電子材料飛速發(fā)展，并在電子產(chǎn)品、醫(yī)療、健康檢測、柔性交互 ?界面等領(lǐng)域進行著顛覆性的創(chuàng)新。然而，相比于傳統(tǒng)的電子設(shè)備或者電子器件， ?柔性電子顯示出來的功能和應(yīng)用還并不強大。很大程度上這是由于缺少對柔性電 ?子工藝的集成和制作流程的設(shè)計，使得其從技術(shù)到應(yīng)用還存在不小的差距。本文 ?以此為動機，研究可用于皮膚表面的柔性電子交互界面的完整的設(shè)計到制造的流 ?程，并更好地支持柔性電子可拉伸及可定制的特性。
研究方法
本文采用 HCI 領(lǐng)域常用的原型設(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)計工具：文章首先開發(fā)了一套設(shè)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(biāo)出想要應(yīng)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(zhǔn)備后續(xù)的實物切割和制作。軟件預(yù)存了電路設(shè)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(shè)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(shè)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(dǎo)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(shè)備的彈性和實用性；選用醫(yī)用薄膜來粘接設(shè)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(zhǔn)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(yīng)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(shè) ?備從設(shè)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(shè)備進行了應(yīng)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(yīng)變的情況下其導(dǎo)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(zhuǎn)兩圈和 70%應(yīng)變的情況下，設(shè) ?備的性能會收到明顯的影響?？傮w而言，本文展示的設(shè)計方案所呈現(xiàn)的柔性界面 ?表現(xiàn)出了優(yōu)秀的柔韌度。
研究結(jié)果本文展示了一套完整的柔性交互界面的設(shè)計和制作過程，通過多層結(jié)構(gòu)的設(shè) ?計和材料的選取，使得設(shè)備不僅能夠適用于不同的交互場景，同時具有優(yōu)秀的拉 ?伸特性。這一制造工藝的設(shè)計，有利于新手設(shè)計師更便捷的進入到柔性電子設(shè)備 ?的開發(fā)中。
本文的研究背景是柔性電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，帶來了電子產(chǎn)品新形態(tài)的產(chǎn)生， ?也推動著可穿戴設(shè)備的發(fā)展。在關(guān)注柔性電子技術(shù)的同時，本文作者發(fā)現(xiàn)從技術(shù) ?的發(fā)展到應(yīng)用的落地還存在不小的差距，而彌補這一差距的途徑之一就是通過設(shè) ?計和制造，使得柔性電子的優(yōu)秀技術(shù)能夠快速的得到應(yīng)用。本文的優(yōu)勢是借薦了 ?如柔性導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、柔性多層制造工藝等先進材料領(lǐng)域的成果，并帶入了如使用氨 ?綸作為基質(zhì)，醫(yī)用薄膜作為粘附層等創(chuàng)新的設(shè)計思路，完整地考慮了從設(shè)計到制造到交互應(yīng)用的各個步驟。本文展示了近幾年人機交互與材料學(xué)科的交叉融合、 ?設(shè)計及創(chuàng)新，已成為人機交互技術(shù)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。
ReconViguRation: Reconfiguring Physical Keyboards in Virtual Reality
ReconViguRation: 在虛擬現(xiàn)實中重新配置物理鍵盤
論文作者Daniel Schneider, Alexander Otte, Travis Gesslein, Philipp Gagel, Bastian ?Kuth, Mohamad Shahm Damlakhi, Oliver Dietz, Eyal Ofek, Michel Pahud, Per Ola ?Kristensson, Jo¨ rg Mu¨ ller, Jens Grubert
IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality 2019 ?(ISMAR 2019)
論文地址?https://ieeexplore_ieee.xilesou.top/abstract/document/8794572
論文摘要實體鍵盤是個人計算機常用的外設(shè)，是高效的標(biāo)準(zhǔn)文本輸入設(shè)備。最近的研究研究了實體鍵盤如何應(yīng)用于身臨其境的頭戴式顯示虛擬現(xiàn)實(VR)中。到目前為止，鍵盤的物理布局通常被移植到VR中，以便在標(biāo)準(zhǔn)的桌面環(huán)境中復(fù)制輸入體驗。在本文中，我們探索如何充分利用VR的身臨其境，在VR環(huán)境中改變物理鍵盤交互的輸入和輸出特性。這允許單個物理鍵被重新配置為相同或不同的動作，可視輸出以各種方式分布在整個虛擬現(xiàn)實鍵盤表示中。我們探索的輸入和輸出映射重新配置虛擬演示物理鍵盤和調(diào)查結(jié)果設(shè)計空間的具體設(shè)計、實施和評價九VR-relevant應(yīng)用程序:emojis,語言和特殊字符,程序快捷方式,虛擬文本處理宏,窗口管理器,一個圖片瀏覽器,一個打地鼠游戲,安全的密碼輸入和一個虛擬觸摸酒吧。我們在一項有20名參與者的用戶研究中調(diào)查了應(yīng)用程序的可行性，并發(fā)現(xiàn)它們在VR中是可用的。在實證研究的基礎(chǔ)上，討論了虛擬現(xiàn)實中再現(xiàn)物理鍵盤輸入輸出特性的局限性和可能性，并提出了未來的研究方向。
研究問題迄今為止，鍵盤的物理布局通常被移植到虛擬現(xiàn)實（VR）中，以便在虛擬的 ?標(biāo)準(zhǔn)辦公環(huán)境中復(fù)制打字體驗。本文探討了如何充分利用 VR 的沉浸性，改變 VR ?環(huán)境下物理鍵盤交互的輸入輸出特性。作者探索了一組輸入和輸出映射，用于重 ?新配置物理鍵盤的虛擬模型，并通過具體設(shè)計、實施和評估 9 個與 VR 相關(guān)的應(yīng) ?用程序來探索最終的設(shè)計空間：表情符號、語言和特殊字符、應(yīng)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、安全密碼輸入和虛擬 ?觸控條。作者在 20 名用戶參與的研究中評估了這些應(yīng)用程序的可行性，發(fā)現(xiàn)它 ?們在 VR 中是可用的。在實證研究和分析的基礎(chǔ)上，討論了 VR 中物理鍵盤輸入 ?輸出特性重新映射的局限性和可能性，并指出了該領(lǐng)域未來的研究方向。
研究方法
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(yīng)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(yīng)用深入探討了客觀安全 ?感和感知安全感之間的關(guān)系以及感知安全感和文本輸入性能之間的權(quán)衡。最后， ?通過虛擬觸控條應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)的照片縮略圖，按下相應(yīng)按鍵可以瀏覽對應(yīng)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(yīng)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(yīng)按鍵控制播放進度。
研究結(jié)果
本文通過重新配置單個按鍵或整個鍵盤的輸入輸出，設(shè)計了 9 個與 VR 相關(guān) ?的應(yīng)用程序：表情符號、語言和特殊字符、應(yīng)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(yīng)用程序在 VR 中是可用的。研究結(jié)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(wù)的輸入設(shè)備，并且可以基于當(dāng)前任務(wù) ?實時進行重新配置，在未來的 VR 應(yīng)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(shè)計了 9 個 VR 應(yīng)用，覆蓋了 VR 中辦公和游戲的大部分應(yīng)用場景，展現(xiàn)了傳統(tǒng)鍵盤輸入在 VR 中的應(yīng)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(shè)備以一種嶄新的應(yīng)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。
VIPBoard: Improving Screen Reader Keyboard for Visually Impaired People with Character Level Auto Correction
VIPBoard: 通過字符級別的自動糾錯為視障用戶優(yōu)化讀屏鍵盤
論文作者Weinan Shi, Chun Yu, Shuyi Fan, Feng Wang, Tong Wang, Xin Yi, Xiaojun Bi, Yuanchun Shi
ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems 2019(CHI2019)
論文地址https://dl.acm.org/citation.cfm?doid=3290605.3300747
論文摘要現(xiàn)代的觸摸屏鍵盤都有文字級別的自動糾錯功能，可以處理輸入錯誤。不幸的是，視力有障礙的用戶就不能享受這種好處了，因為屏幕閱讀器鍵盤只提供字符級的輸入，而且不提供校正功能。在本文中，我們提出了一種為視障人士設(shè)計的智能鍵盤VIPBoard，旨在在不改變當(dāng)前輸入交互的情況下改進底層鍵盤算法。在每次點擊時，VIPBoard結(jié)合觸摸位置和語言模型預(yù)測每個鍵的概率，讀取最有可能的鍵，節(jié)省了觸點錯過目標(biāo)鍵時的校準(zhǔn)時間。同時，鍵盤布局會根據(jù)用戶的觸點位置自動縮放，方便用戶選擇其他按鍵。一項用戶研究表明，與目前的鍵盤技術(shù)相比，VIPBoard可以減少63.0%的觸摸錯誤率，提高12.6%的文本輸入速度。
研究問題在使用軟鍵盤進行文本輸入時，視障用戶會根據(jù)讀屏軟件讀出的字符來確認 ?輸入。因此視障用戶只能逐字符地、確保正確地輸入目標(biāo)文本，輸入效率較低且 ?無法使用當(dāng)代先進的自動糾錯功能。本文提出了 VIPBoard，一種在不改變原有 ?使用方式的前提下，專為視障用戶設(shè)計的智能鍵盤。該鍵盤可以使用字符級別的 ?自動糾錯算法預(yù)測出用戶最有可能輸入的字符，并提供該預(yù)測字符的語音反饋， ?從而減少用戶輸入錯誤時所需的調(diào)整時間，提升輸入效率。用戶實驗證明 ?VIPBoard 可以顯著減少用戶的輸入錯誤（63.0%），提升文本輸入速度（12.6%）。
研究方法
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(yù)測用戶的輸入，通過多輪迭代的方法設(shè)計出了最小化用戶 ?學(xué)習(xí)成本的交互設(shè)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(yīng)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(zhǔn)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(jié)合視障用戶的使用行為特征，設(shè)計了一套布局自適應(yīng)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(yù)測結(jié)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(xí)慣的前 ?提下使用，從而大大減小了用戶的學(xué)習(xí)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(jié)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(yīng)用價值。
研究結(jié)果本文設(shè)計了一款面向視障用戶的智能鍵盤，通過使用字符級的自動糾錯算法 ?減少了用戶輸入錯誤時的調(diào)整時間，提高了文本輸入的效率。同時，本文精心設(shè) ?計了與糾錯算法相對應(yīng)的布局調(diào)整策略與交互方式，使得用戶可以在幾乎沒有學(xué) ?習(xí)成本的前提下使用該鍵盤。該鍵盤將現(xiàn)代智能技術(shù)帶到了視障人士的生活中， ?為他們提供便利。
本文提出了世界上首款面向視障用戶的智能鍵盤，開創(chuàng)性地將字符級的自動 ?糾錯思想引入到了視障用戶的日常使用中，提高了輸入效率。在用戶評估中，整 ?個技術(shù)體現(xiàn)出了相比于傳統(tǒng)顯著的性能優(yōu)勢和用戶積極的主觀偏好。值得一提的是，本文在人機交互頂級會議 CHI2019 上獲得了最佳論文提名的榮譽，究其原 因在于從特殊群體的特殊使用方式出發(fā)將已有的解決問題的思路遷移到該特定 的場景下，提出了一種優(yōu)雅的解決方案。同時，針對用戶的學(xué)習(xí)成本進行的交互 設(shè)計優(yōu)化和詳實的實驗設(shè)計，讓該工作實際應(yīng)用價值體現(xiàn)地更為明顯，從技術(shù)角 度給視障群體帶來一絲光明。
EarTouch: Facilitating Smartphone Use for Visually Impaired People in Mobile and Public Scenarios
耳勢交互：提升視力障礙用戶在移動和公眾場景下使用手機的體驗
論文作者
Ruolin Wang, Chun Yu, Xing-Dong Yang, Weijie He, Yuanchun Shi
ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems 2019(CHI 2019)
論文地址https://dl.acm.org/citation.cfm?id=3300254
論文摘要與智能手機交互使用觸摸輸入和語音輸出是具有挑戰(zhàn)性的視障人在移動和公共場景中,只有一只手可以輸入(例如,雖然拿著手杖)和使用演講的揚聲器輸出受到環(huán)境噪聲,隱私,和社會問題。為了解決這些問題，我們提出了EarTouch，一種單手交互技術(shù)，允許用戶使用耳朵在觸摸屏上執(zhí)行手勢與智能手機交互。用戶將手機放在耳邊，可以私下聆聽揚聲器的語音輸出。我們通過一系列的研究報告了這項技術(shù)是如何設(shè)計、實施和評估的。結(jié)果表明，EarTouch使用起來簡單、高效、有趣，并且為社會所接受。
研究問題智能觸屏手機已經(jīng)成為視力障礙人群同世界溝通的重要工具。視力障礙用戶 ?使用手機時主要采用的姿勢需要占用雙手：一只手握持手機，用另一只手的手指 ?在屏幕上觸摸，讀屏軟件能夠把交互內(nèi)容轉(zhuǎn)化為語音讀出來。在公眾場景下，通 ?過手機揚聲器聽取語音反饋會受到噪音的影響，引起泄漏隱私等擔(dān)憂，用戶往往 ?需要將手機揚聲器舉近耳邊進行交互。而在移動出行的場景下，用戶一只手被盲 ?杖等物品占用時，完成交互需要騰出雙手，轉(zhuǎn)換姿態(tài)，費時費力。此前針對視障 ?用戶單手使用移動設(shè)備的研究工作集中于盲文的閱讀和輸入等有限的應(yīng)用場景， ?而缺少一套面向手機上日常交互的無障礙解決方案。本文設(shè)計和開發(fā)了 EarTouch， ?一種基于耳勢的單手交互技術(shù)，能夠支持視力障礙用戶在移動和公眾場景下以一 ?種相對穩(wěn)定的使用姿態(tài)便捷地完成常用交互任務(wù)并輕松有效地獲取語音反饋。
研究方法
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(shè) ?計工作坊，提出了一套包含八類耳勢動作的交互設(shè)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(zhǔn)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(jié)果表明，EarTouch 易于學(xué)習(xí)，在多數(shù)任務(wù)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(shù)。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。
研究結(jié)果基于分析電容傳感器數(shù)據(jù)和慣性傳感器數(shù)據(jù)的智能算法，EarTouch 支持手 ?機識別耳朵在屏幕上的接觸、相對移動等動作，從而支持一系列交互操作如單擊、 ?雙擊、旋轉(zhuǎn)等，使得視力障礙用戶在公眾和移動場景下能夠便捷地單手完成高頻、 ?緊急的交互任務(wù)如接打電話、發(fā)送語音消息、快捷導(dǎo)航等。EarTouch 支持語音反 ?饋從手機上方的聽筒播放，無論是觸摸輸入、語音輸入或是獲取反饋，用戶都可 ?以在一個相對穩(wěn)定輕松的類似打電話的單手姿態(tài)下完成。在不便使用耳機時，從 ?聽筒聽取反饋也能解決公眾場合下泄漏隱私和引起他人關(guān)注等問題。懷著基于用 ?戶能力水平進行設(shè)計的理念，EarTouch 可以使更多用戶更容易地 與智能手機進 ?行交互。雖然本文為視力障礙智能手機用戶設(shè)計了 EarTouch，但該技術(shù)也可能使 ?運動障礙的用戶（如單臂殘疾人等）和具有情境障礙的非殘疾用戶（如父母用一 ?只手抱著嬰兒時）受益。從更長遠的層面上來講，EarTouch 也為智能手機面向不 ?同交互能力的所有用戶的包容性設(shè)計邁出了重要的一步。
文章內(nèi)容主要參考：《《2019中國人工智能發(fā)展報告》—清華大學(xué)中國工程院知識智能中心》
