移动与可穿戴计算中Eyes-Free交互界面研究

Eyes-free interface is becoming an increasingly active research hot spot in mobile and wearable computing. In this study, the reality-based interactive techniques which based on natural interactive properties such as gesture/posture of the human body, haptic freedback and audio feedback are studied in depth. The study includes: 1. The method for discretizing and evaluating abailable input properties except voice input under eyes-free condition in mobile and wearable computing. How to effectively collect the input properties and the parameters of the human body, especially the evaluation method for evaluating the usability, interactive performance and the accuracy of the interactive devices, would be studied deeply. 2. The method for abtaining interactive output information under eyes-free interaction based on haptic and audio feedback. The study would evaluate the usabilities betweeen static and dynamic status of the human body, and further obtain the fundamental interactive paramsters about the differences of the recognization and perception among the people. 3. The natural and noval interactive techniques and interfaces under eyes-free condition. A software prototype integrated the eyes-free interfaces which is designed for health-care of the old people should implemented and evaluated. In a word, the final achievements of the study would contribute the study of natural user interface. The fundamental parameters and other related results would support the technology develment of mobile and wearable computing of China.

课题针对在移动与可穿戴计算人机交互研究中日益活跃的无视觉(Eyes-Free)交互问题，拟以肢体形态、触听觉等自然属性融合为研究对象，开展面向现实的自然人机交互界面关键技术研究。1）研究无视觉情况下移动与可穿戴计算中语音以外的输入属性离散化及可靠验证的方法，研究不同人体输入属性的有效数据采集技术，特别是对输入设备可用性、交互性能、准确性的评价方法；2）研究无视觉交互中的输出量感知方法，从人的认识能力和感官能力出发，研究在静止与运动状态下对不同输出的可用性评估，获得在不同信息输出量下的人体感知与认知差异。3）研究无视觉情况下的符合人体生理、心理和认知特点的自然流畅交互技术，设计并实现自然真实的交互界面，实现应用原型并采用老人健康看护场景进行可用性评估。本项目的研究成果是自然人机交互与面向现实的交互的重要组成部分，对我国移动与可穿戴技术的自主创新及成果应用转换有良好的支撑作用。

课题针对在移动与可穿戴计算人机交互研究中日益活跃的无视觉(Eyes-Free)交互问题，拟以肢体形态、触听觉等自然属性融合为研究对象，开展面向现实的自然人机交互界面关键技术研究。1）研究无视觉情况下移动与可穿戴计算中语音以外的输入属性离散化及可靠验证的方法，研究不同人体输入属性的有效数据采集技术，特别是对输入设备可用性、交互性能、准确性的评价方法；2）研究无视觉交互中的输出量感知方法，从人的认识能力和感官能力出发，研究在静止与运动状态下对不同输出的可用性评估，获得在不同信息输出量下的人体感知与认知差异。3）研究无视觉情况下的符合人体生理、心理和认知特点的自然流畅交互技术，设计并实现自然真实的交互界面，实现应用原型并采用老人健康看护场景进行可用性评估。经过四年的工作，有如下几个重要的实验结果。1）触觉仍是无视觉情况下最为可靠的反馈手段，同时人体在室内与室外环境对触觉的感知能力存在较大的差异。老年人触觉交互能力比正常群体还要偏弱 。同时，在室内环境中，人体可以通过震动源的不同位置和不同震动形态产生有效的反馈；2）人体可以准确的区分五种振动模式，其正确率均可达到90%以上； 运动状态下，手腕的摆动会影响对振动模式的感知，差异性小的振动强度会变得难以区分，容易混淆“环形振动”与“对角振动”；参与者对“点振动”类型和“全振动”类型的感知程度要高于其他两种类型；4）室外的整体反馈与室内接近，简单地提高强度并不是最为优效的方法，触感反馈对人体部位更为敏感；5）基于基础研究结果开发完成的若干原型系统，证明可以更好地改善人机交互准确率与效率，部分可以应用于老年人健康看护中。整体来看，本项目的研究成果是自然人机交互与面向现实的交互的重要组成部分，对我国移动与可穿戴技术的自主创新及成果应用转换有良好的支撑作用。