BiTipText 雙手指尖盲打
作者：陳偉浩 新雅書院（計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)）
指導(dǎo)老師：Xing-Dong Yang，達特茅斯學(xué)院（Dartmouth College）計算機系
關(guān)鍵詞：指尖盲打，無視覺參與，文本輸入，人機交互
摘要
我們團隊提出一種雙手指尖盲打的概念模式，并基于此提出設(shè)計打字鍵盤的研究流程。在這種模式下，鍵盤隱形地分布在兩只手的食指指肚上，用戶依靠以往在QWERTY鍵盤上打字的肌肉記憶進行盲打。我們采用迭代式設(shè)計流程，探究了用戶打字的慣用手，并在67,108,864個可能的鍵盤布局中選出1295個候選；基于此結(jié)果，我們考慮用戶打字的速度指標和單詞混淆度指標，篩選出優(yōu)化后的鍵盤結(jié)果。在實驗原型平臺上，用戶平均可以達到每分鐘23.4個英文單詞的輸入速度。
我以第二作者的身份參與本項目，項目成果以論文形式收錄于人機交互領(lǐng)域頂會ACM CHI 2020 (ACM Conference on Human Factors in Computing Systems)。
背景
指尖打字的概念和探究工作是在TipText（UIST '19 best paper）中首次完成的。指尖打字是指在用拇指點擊食指的第一指節(jié)上的皮膚，讓用戶利用既有的打字肌肉記憶，在手指上盲打的文本輸入方式。這種打字方式很直覺、不引入額外的輸入設(shè)備（只使用觸覺反饋）、適合公共場合使用、適合沒有熟識輸入的穿戴設(shè)備（如智能手表、AR/VR等），但輸入面積小、存在“胖手指”問題。
相對于TipText單手指尖打字，雙手版本BiTipText的優(yōu)勢在于雙手的面積更大，可以不像TipText那樣使用分組鍵盤，而是放置更多的按鍵；同時涉及雙手的打字方式也讓用戶點擊序列更不易相互混淆、更易解碼出用戶輸入的單詞，糾錯算法的糾錯能力更強。
目標與流程
我們的目標是設(shè)計一個雙手指尖打字鍵盤：基于QWERTY鍵盤的相對布局，在兩個手指上分配26個按鍵。這種設(shè)計需要綜合考慮可用性（易學(xué)性）和輸入效率，其中輸入效率包括考慮手指移動速度和輸入單詞的混淆度。因此，我們主要解決一個優(yōu)化問題：在67,108,864（2^26）種可能的鍵盤布局中找出最優(yōu)的鍵盤。
我們先對所有的候選鍵盤進行滿意度打分（Satisfaction Score），篩選出相對符合用戶慣用手直覺的鍵盤；之后對每個鍵盤進行移動時間指標（Movement Time）和單詞混淆度指標（Word Ambiguity）的打分。最后，綜合考慮兩指標分數(shù)，找到優(yōu)化鍵盤布局，并對該布局進行實際輸入效率的評估。
實驗過程中三項指標均采用計算機模擬方式打分；同時需要開展兩個用戶實驗，分別用于構(gòu)建用戶慣用手模型和打字速度模型。
圖1 研究流程
實驗平臺
針對速度建模實驗和評估實驗，我們采用了不同的實驗平臺。在打字速度建模實驗中，我們?yōu)楸辉囌咧谱魇种甘嗄Ｐ筒呙?D手指模型，然后使用運動追蹤系統(tǒng)和碰撞算法精確重構(gòu)用戶手指碰撞。
圖2 速度建模用戶實驗系統(tǒng)
針對最終的評估實驗，我們基于Arduino計算平臺，使用電容柔性皮膚感知手指點擊。
圖3 評估實驗原型系統(tǒng)
