BiTipText 雙手指尖盲打
作者：陳偉浩 新雅書院（計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)）
指導(dǎo)老師：Xing-Dong Yang，達(dá)特茅斯學(xué)院（Dartmouth College）計(jì)算機(jī)系
關(guān)鍵詞：指尖盲打，無視覺參與，文本輸入，人機(jī)交互
摘要
我們團(tuán)隊(duì)提出一種雙手指尖盲打的概念模式，并基于此提出設(shè)計(jì)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(jìn)行盲打。我們采用迭代式設(shè)計(jì)流程，探究了用戶打字的慣用手，并在67,108,864個(gè)可能的鍵盤布局中選出1295個(gè)候選；基于此結(jié)果，我們考慮用戶打字的速度指標(biāo)和單詞混淆度指標(biāo)，篩選出優(yōu)化后的鍵盤結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)原型平臺(tái)上，用戶平均可以達(dá)到每分鐘23.4個(gè)英文單詞的輸入速度。
我以第二作者的身份參與本項(xiàng)目，項(xiàng)目成果以論文形式收錄于人機(jī)交互領(lǐng)域頂會(huì)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(diǎn)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(chǎng)合使用、適合沒有熟識(shí)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(duì)于TipText單手指尖打字，雙手版本BiTipText的優(yōu)勢(shì)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(shí)涉及雙手的打字方式也讓用戶點(diǎn)擊序列更不易相互混淆、更易解碼出用戶輸入的單詞，糾錯(cuò)算法的糾錯(cuò)能力更強(qiáng)。
目標(biāo)與流程
我們的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)雙手指尖打字鍵盤：基于QWERTY鍵盤的相對(duì)布局，在兩個(gè)手指上分配26個(gè)按鍵。這種設(shè)計(jì)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(dòng)速度和輸入單詞的混淆度。因此，我們主要解決一個(gè)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(duì)所有的候選鍵盤進(jìn)行滿意度打分（Satisfaction Score），篩選出相對(duì)符合用戶慣用手直覺的鍵盤；之后對(duì)每個(gè)鍵盤進(jìn)行移動(dòng)時(shí)間指標(biāo)（Movement Time）和單詞混淆度指標(biāo)（Word Ambiguity）的打分。最后，綜合考慮兩指標(biāo)分?jǐn)?shù)，找到優(yōu)化鍵盤布局，并對(duì)該布局進(jìn)行實(shí)際輸入效率的評(píng)估。
實(shí)驗(yàn)過程中三項(xiàng)指標(biāo)均采用計(jì)算機(jī)模擬方式打分；同時(shí)需要開展兩個(gè)用戶實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)平臺(tái)
針對(duì)速度建模實(shí)驗(yàn)和評(píng)估實(shí)驗(yàn)，我們采用了不同的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在打字速度建模實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
針對(duì)最終的評(píng)估實(shí)驗(yàn)，我們基于Arduino計(jì)算平臺(tái)，使用電容柔性皮膚感知手指點(diǎn)擊。
圖3 評(píng)估實(shí)驗(yàn)原型系統(tǒng)
