JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Erratum Notice
  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Erratum
  • Reprints and Permissions

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. Read More ...

Summary

הפרוטוקול המוצג משלב שיטות הערכה שונות ומדגים שיטה להערכת עיצוב המקלדת בסמארטפונים. זוגות התואמים לתווים באנגלית מוצעים כחומר הקלט, וזמן המעבר בין שני מקשים משמש כמשתנה התלוי.

Abstract

קלט מקלדת שיחק תפקיד חיוני באינטראקציה בין אדם למחשב עם בסיס משתמשים עצום, ועיצוב המקלדת תמיד היה אחד האובייקטים הבסיסיים של מחקרים על מכשירים חכמים. עם התפתחות טכנולוגיית המסך, נתונים ומחוונים מדויקים יותר יכולים להיאסף על ידי טלפונים חכמים כדי להעריך לעומק את עיצוב המקלדת. הגדלת מסך הטלפון הובילה לחוויית קלט לא מספקת וכאבי אצבע, במיוחד עבור קלט ביד אחת. יעילות הקלט ונוחות משכו את תשומת הלב של חוקרים ומעצבים, ואת המקלדת המעוקלת עם כפתורים מתכווננים לגודל, אשר בערך בקנה אחד עם המבנה הפיזיולוגי של אגודלים, הוצע לייעל את השימוש ביד אחת על טלפונים חכמים עם מסך גדול. עם זאת, השפעותיו האמיתיות נותרו מעורפלות. לכן, פרוטוקול זה הדגים שיטה כללית ומסכמת להערכת ההשפעה של עיצוב מקלדת QWERTY מעוקל על סמארטפון בגודל 5 אינץ ' באמצעות תוכנה שפותחה על ידי עצמה עם משתנים מפורטים, כולל נתונים התנהגותיים אובייקטיביים, משוב סובייקטיבי ונתוני הקואורדינטות של כל נקודת מגע. יש מספיק ספרות קיימת על הערכת מקלדות וירטואליות; עם זאת, רק מעטים מהם סיכמו באופן שיטתי והרהטו את שיטות ההערכה והתהליכים. לכן, פרוטוקול זה ממלא את הפער ומציג תהליך ושיטה של הערכה שיטתית של עיצוב לוח המקשים עם קודים זמינים לניתוח ופריטים חזותיים. הוא אינו זקוק לציוד נוסף או יקר וקל לנהל ולתפעול. בנוסף, הפרוטוקול גם מסייע לקבל סיבות פוטנציאליות לחסרונות של העיצוב ומאיר את האופטימיזציה של עיצובים. לסיכום, פרוטוקול זה עם משאבי קוד פתוח יכול לא רק להיות ניסוי הפגנתי בכיתה כדי לעורר את הטירון להתחיל את לימודיהם, אלא גם תורם לשיפור חוויית המשתמש ואת ההכנסות של חברות עורך שיטות קלט.

Introduction

קלט מקלדת היא השיטה המיינסטרים של אינטראקציה אנושית-סמארטפון1,2, ועם חדירה של טלפונים חכמים, קלט מקלדת מקבל מיליארדי משתמשים. בשנת 2019, שיעור חדירת הסמארטפונים העולמי הגיע ל-41.5%3, בעוד ארצות הברית, עם החדירה הגבוהה ביותר, הגיעה ל-79.1%4. עד לרבעון הראשון של 2020, המקלדת הניידת של Sogou היו כ -480 מיליון משתמשים פעילים יומיים5. עד 6 במאי 2020, גוגל Gboard הורד יותר ממיליארד פעמים6.

חוויית קלט לוח המקשים הלא מספקת גדלה עם הגדלת מסך הטלפון. למרות שהמסך המוגדל נועד לשפר את חוויית הצפייה, הוא שינה את כוח המשיכה, הגודל והמשקל של טלפונים חכמים, מה שגרם למשתמשים לשנות את תנוחת ההחזקה שוב ושוב כדי להגיע לאזורים מרוחקים (למשל, לחצן A ו- Q עבור משתמשים ימניים), ובכך הוביל לאי יעילות קלט. מתיחה של שריר עלול לגרום למשתמשים לסבול מהפרעות שרירים ושלד, כאבי ידיים, וסוגים שונים של מחלות (למשל, תסמונת התעלה הקרפלית, דלקת מפרקים ניוונית האגודל, ו tenosynovitis האגודל7,8,9,10). משתמשים המעדיפים שימוש ביד אחת נמצאים בתנאים גרועים יותר11,12.

לכן, ההערכה והאופטימיזציה של עיצוב המקלדת הפכו לנושאים חמים של מחקר פסיכולוגי, טכני וארגונומי. עיצובים ומושגים משתנים של לוח המקשים הוצעו כל הזמן על ידי חברות וחוקרים של עורך שיטות קלט (IME) כדי למטב את חוויית הקלט והיעילות, כולל לוחות מקשים שהשתנו בפריסה וסידרו מחדש של תווים: Microsoft WordFlow Keyboard13, אזור לחצן פונקציונלי בתהילת המלכים14, IJQWERTY15ו- Quasi-QWERTY16.

שיטות ההערכה הקיימות של עיצוב מקלדת משתנות מחוקר לחוקר למעט מספר אינדיקטורים מקובלים מאוד, ומוצעים אינדיקטורים מדויקים יותר. עם זאת, עם מגוון של אינדיקטורים, אין פרוטוקול מסוכם ושיטתי המסופק כדי להדגים את תהליך ההערכה וניתוח עיצוב המקלדת. חוק ההתאמה17 והגרסה המורחבת שלו חוק FFitts18, שתיאר אינטראקציה בין אדם למחשב, אומצו באופן נרחב כדי להעריך את ביצועי המקלדת19,20,21,22. יתר על כן, האזור הפונקציונלי של האגודל הוצע כדי לשפר את עיצוב המקלדת, והוא תיאר אזור תנועה מעוקל עבור האגודל כדי להשלים בנוחות את משימת הקלט23. בהתבסס על תיאוריות אלה, אינדיקטורים הכוללים מילה לדקה, שיעור שגיאות מילה ומשוב סובייקטיבי (שימושיות נתפסת, ביצועים נתפסים, מהירות נתפסת, עומס עבודה סובייקטיבי, מאמץ וכאב נתפסים, וכוונה להשתמש, וכו '), אשר אומצו מאוד, שימשו חלקית במחקרים קודמים24,25,26,27,28,29 חוץ משיטות דוגמנות וסימולציה. בנוסף, אליפסה מצוידת של נקודות מגע על כל כפתור ואת היסטשלה 30,31 שימשו בשנים האחרונות כדי לחקור את הביצועים המדויקים של אירועים קלט. כמו כן, תגובת העור הגלוונית, קצב הלב, הפעילות האלקטרומיוגרפית, מחוות היד ותנועת הגוף32,33,34,35 אומצו כדי להעריך במישרין או בעקיפין עייפות שרירים, נוחות ושביעות רצון של המשתמשים. עם זאת, שיטות שונות אלה חסרות השתקפות על ההתאמה של האינדיקטורים המשמשים, וחוקר טירון עשוי להיות מבולבל כדי לבחור את האינדיקטורים המתאימים למחקר שלו או שלה.

המחקר על עיצוב מקלדת הוא גם קל לערוך, להפעיל, וניתוח. עם הפריחה של טכנולוגיית המסך, ניתן היה לאסוף בקלות נתונים התנהגותיים יותר כדי להעריך את עיצוב המקלדת לעומק (למשל, זמן המעבר בין שני מקשים ואת נתוני הקואורדינטות של כל נקודת מגע). בהתבסס על הנתונים שהוזכרו, החוקרים יכולים לחקור במדויק את הפרטים של עיצוב המקלדת ולנתח את החסרונות והיתרונות שלה. בהשוואה למחקר אחר של אינטראקציה בין אדם למחשב, למחקר של עיצוב מקלדת בסמארטפונים ניידים יש גם ערך יישום גבוה עבור בסיס המשתמשים העצום שלו ללא ציוד יקר, חומרים מסובכים או שטח מעבדה עצום הדרוש. השאלונים, המאזניים ותסריט פייתון על המחקר הם קוד פתוח וקל לגישה.

מטרת מחקר זה היא לסכם את השיטות הקודמות כדי להדגים פרוטוקול שיטתי, מדויק וכללי כדי להעריך ולנתח את עיצוב המקלדת בסמארטפונים. הניסוי והתוצאות המופתיים שואפים להראות אם מקלדת QWERTY המעוקלת עם לחצנים מתכווננים לגודל יכולה לייעל את חוויית הקלט של קלט ביד אחת בסמארטפון בגודל 5 אינץ', בהשוואה למקלדת QWERTY המסורתית ולשתף את שיטת ההדמיה ואת סקריפט פייתון של ניתוח נתונים.

Protocol

המחקר נערך בהתאם לעיקרון האתי ואושר על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת צינגחואה. איור 1 מציג את תהליך הערכת עיצוב המקלדת של טלפונים חכמים.

figure-protocol-253
איור 1: תהליך כללי של עריכת ניסוי מקלדת והערכה של עיצוב המקלדת. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

1. הכנה

  1. תכנון ניסויים
    1. הגדר את נושא המחקר והצע את ההשערה.
    2. עצב את הניסוי על פי ההשערה והגדר את המשתנים הבלתי תלויים (למשל, פריסת לוח מקשים, תנוחת הקלדה). השתמש בעיצוב בתוך הנושא כדי להפחית גורמים מבלבלים ושונות הנגרמים על ידי ההבדל בין המשתתפים.
  2. משתנים תלויים
    1. השתמש בנתונים פיזיים, כולל אורך היד, אורך אצבע הקלט והיקף אצבע הקלט, שנמדדו על-ידי סרט מדידה, כפי שמוצג באיור 2.
    2. השתמש בנתונים פיזיולוגיים, כולל תגובת עור גלוונית (נמדדת על ידי הגלאי הפיזיולוגי האלחוטי הנייד), קצב הלב (הנמדד על ידי הגלאי הפיזיולוגי האלחוטי הנייד), פעילות אלקטרומיוגרפית (הנמדדת על ידי אלקטרומיוגרפיה משטחית) וכו '.
    3. השתמש בביצועי קלט: מילה לדקה, קצב שגיאות מילה וזמן מעבר בין שני מקשים.
      1. Word לדקה מתייחס למהירות הקלט של המשתתפים (כלומר, מספר המילים הנכונות לדקה).
      2. שיעור השגיאות של Word מתייחס לדיוק הקלט של המשתתפים (כלומר, מספר המילים שהוזנו באופן שגוי חלקי המספר הכולל של מילים בתנאי אחד). שיעור שגיאות מתוקן, קצב שגיאות לא מתוקן ושיעור שגיאות כולל שימשו גם במחקרים קודמים36.
      3. זמן המעבר בין שני מקשים מתייחס לזמן התגובה של המשתתפים בין שתי נקודות מגע של מילה22 שהוזנה כהלכה (כלומר, שעת ההתחלה של נקודת המגע השנייה פחות זמן היציאה של התו הראשון).
    4. השתמש בנתוני תנועת גוף כגון מחוות יד ותנועת גוף (אצבע). הם יכולים להיאסף על ידי מערכת לכידת התנועה35.
    5. השתמש בנתונים סובייקטיביים כגון שימושיות נתפסת, כוונה להשתמש, דיוק ומהירות נתפסים, מאמץ וכאב נתפסים, ועומס עבודה סובייקטיבי וכו '. נתונים סובייקטיביים ניתן להשיג באמצעות סולמות ושאלונים קיימים, אשר אמינים מאוד, כמו גם תקף כדי להעריך טוב יותר את המשוב הסובייקטיבי של המשתתפים על עיצוב המקלדת.
      1. השתמש בנאס"א-TLX, סולם של 21 נקודות המשמש למדידת עומס עבודה סובייקטיבי באמצעות ממדים נפשיים, פיזיים, זמן, ביצועים, מאמץ ותסכול. ציון גבוה מצביע על עומס עבודה סובייקטיבי גבוה26.
      2. השתמש בסולם שימושיות המערכת, שאלון של 5 נקודות עם 10 פריטים, והתגובות של משתתף אחד יחושבו כציון יחיד מ- 0 ל- 100. ציון גבוה מצביע על שימושיות גבוההנתפסת 24.
      3. השתמש בסולם CR10 בורג, אשר נע בין 0 ל 10 כדי למדוד כאב ומאמץ נתפסים. ציון גבוה מצביע על כאב ומאמץ ברמה גבוהה25.
      4. השתמש בסולם הכוונה להשתמש: שאלון בן 10 נקודות המשמש למדידת הסבירות שהמשתתפים ישתמשו בטכנולוגיה או במוצרים. ציון גבוה מצביע על סבירות גבוהה28.
      5. מהירות נתפסת ודיוק נתפס נמדדים כולם על ידי סולמות של 50 נקודות, וציון גבוה מצביע על ביצועים נתפסים טובים28.
    6. לאסוף את נתוני הקואורדינטות של כל נקודת מגע ולשנות אותו לתוך אליפסה מצוידת (95% CI) של נקודות מגע על כל כפתור30,31. אמץ את האזור של כל אליפסה מותאמת ואת ההיסט ממרכז האליפסה המותאמת למרכז היעד של כל לחצן כמשתנים תלויים.
      הערה: נתוני הקואורדינטות יכולים להיות נאספים במדויק על ידי היישום שפותח באופן עצמי בסמארטפון. אם קשה להשיג את נתוני הקואורדינטות, נתונים אובייקטיביים וסבייקטיביים מספיקים כדי להעריך בערך את עיצוב לוח המקשים.

figure-protocol-3865
איור 2: מדידת היד. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

  1. חומרים
    1. בחר את הטלפון החכם של הניסוי. קח בחשבון את המשקל, הרזולוציה וגודל המסך.
    2. עצב ופתח את תוכנת הניסוי בסמארטפונים (שלב אופציונלי).
      הערה: זמן המעבר בין שני מפתחות יכול להיות מוקלט באופן אוטומטי על ידי תוכנה זו או חיישני לכידת תנועה (כלומר, חיישן תאוצה). ייתכן שיהיה קשה לאסוף אותו באופן ידני (למשל, שעון או סטופר).
    3. בחר את משימת הקלט מההצעות הבאות בהתבסס על ההשערה ושכן אותה כך שתתאים למטרת המחקר.
      1. עבור משימת הקלט של זוג התווים, שייך באופן אקראי 26 אותיות באנגלית ל- 676 זוגות וחלק אותן בממוצע למספר קבוצות בהתבסס על עיצוב הניסוי.
      2. עבור משימת הקלט של צירוף המילים (משפט), השתמש בביטויים באורך בינוני, קל לזכור וייצג את שפת היעד. אם שפת היעד היא אנגלית, לחלץ 15-20 (או מבוסס על מטרת המחקר) ביטויים או מילים מתוך 500 ביטויים להגדיר37.
  2. גיוס משתתפים
    1. השתמש בתוכנת G*Power כדי לחשב את גודל המדגם.
    2. פרסם שאלונים לגיוס משתתפים פוטנציאליים.
    3. סנן משתתפים פוטנציאליים עם מאפיינים מבוקשים, למשל גיל, בריאות, ראייה, ידיים וחוויית קלט. ודא שחוויית הקלט של המשתתפים מאוזנת.

2. הליך

  1. קרא את טופס ההסכמה מדעת של הניסוי למשתתפים, כולל הליך הניסוי, המשימה, והאם הם ייתקלו בפציעות נפשיות או פיזיות. אם המשתתפים מסכימים להשתתף, עליהם לחתום על טופס ההסכמה מדעת. אם לא, הם יכולים לסגת מיד. על פי טופס ההסכמה מדעת, המשתתפים יכולים גם לסגת בכל שלב של הניסוי.
  2. לאסוף נתונים פיזיים כמו גם דמוגרפיים. השתמש במדידה לקלטת כדי למדוד את ידו של כל משתתף (איור 2) כדי לבטל את ההשפעה של הפרש גודל היד וגם לספק נתונים חוזרים למחקר עתידי. לאסוף נתונים דמוגרפיים כגון גיל, מין, חוויית קלט מדויקת ועיסוק.
  3. חטא את כל המכשירים ונקה את חלקי הגוף של המשתתף שייגעו במכשירים.
    1. בקש מהמשתתפים לשטוף ידיים ולנקות את מסך הטלפונים החכמים כך שחיישנים של טלפונים חכמים יוכלו להיות רגישים יותר.
    2. בקש מהמשתתפים ללבוש גלאים פיזיולוגיים אלחוטיים ניידים או מערכת לכידת תנועה. בקש מהמשתתפים לענוד את צמיד הזיהוי הפיזיולוגי האלחוטי הנייד על היד הלא דומיננטית כדי לתעד תגובת עור גלוונית וקצב לב עם הפרעות הרעש שנמנעו.
      1. הניחו סמנים פסיביים של מערכת לכידת התנועה על הציפורניים, הפלנקס הפרוקסימלי של האצבע, חוליות צוואר הרחם (C3-C5) וזרוע, כדי לאסוף את תנועת הגוף והאצבע המדויקת. יש לתקוע אלקטרודות אלחוטיות בעור של שתי זרועות ושתי זרועות כדי לזהות את הפעילות האלקטרומיוגרפית (צעד אופציונלי).
    3. כייל את כל המכשירים ששימשו בניסוי.
  4. חלק תרגול
    1. אפשר למשתתפים להשלים את משימת האימון. משימת האימון משמשת לשיפור ההיכרות של המשתתפים עם משימות קלט ומקלדות כדי להפחית את השפעת התרגול או את חוסר ההיכרות על תוצאת הניסוי. הוא מורכב מ-50 זוגות או 20 מילים שנבחרו באקראי מתוך 676 זוגות באנגלית או 500 צירופי מילים שנקבעו. רק כאשר דיוק הקלט שלהם מגיע ל-80% או יותר ב-150 שניות, הם יכולים להיכנס לניסויים הרשמיים. המחקר המופתי אימץ הזנת 50 זוגות כמשימת האימון.
  5. משימה ראשית
    1. תן למשתתפים להשלים ניסויים רשמיים בכל תנאי הניסוי. הם צריכים להבטיח את הדיוק שלהם מהר ככל האפשר במהלך משימת הקלט. ניסויים רשמיים הם משימות קלט אמיתיות שיוערכו וינותחו במחקר. כל זוג, מילה או משפט מייצגים ניסוי, ועיצובים ניסיוניים שונים מייצרים תנאי ניסוי שונים.
    2. יזכו במשתתפים להשלים את משימת הקלט בסדר אקראי או בסדר מאוזן. שיטות החלוקה של חומרי קלט הן כדלקמן. ראשית, ניתן לחלק באופן אקראי 676 זוגות לכל מצב ניסיוני (כלומר, המשתתפים נכנסו לכל הזוגות כאשר הם משלימים את כל תנאי הניסוי). שנית, תחת כל מצב ניסיוני, ניתן לחלק 676 זוגות למספר בלוקים באופן אקראי, והמשתתפים צריכים להשלים בלוקים אלה באופן אקראי. שלישית, להוזנת מילים, המשתתפים צריכים להשלים כ-20 ניסויים בכל תנאי. רביעית, להוזנת משפטים, המשתתפים צריכים להשלים כ-10-15 ניסויים בכל תנאי. החוקרים צריכים להבטיח שאין הבדל משמעותי בין מספר התווים לבין מספר המילים שהוזן על ידי המשתתף בכל תנאי. המחקר המופתי אימץ את השיטה הראשונה והיו לו ארבעה תנאים ניסיוניים.
    3. לאחר כל תנאי, בקש מהמשתתפים להשלים את כל השאלונים (סולמות המעריכים את החוויה הסובייקטיבית שלהם) באקראי ולתת להם דקה אחת או יותר לנוח.
  6. בסוף הניסוי, תן לכל משתתף לסיים את השאלון המקיף (Q &A) כדי לקבל משוב סובייקטיבי.
  7. להביע הערכה למשתתפים עם תגמולים כספיים או חומריים.

3. ניתוח נתונים

  1. בדיקת השערה על ידי בדיקות פרמטריות או לא פרמטריות מתאימות
    1. נתח את הנתונים הפיזיים, הפיזיולוגיים ותנועת הגוף כדי לבדוק אם ההבדל בין המשתתפים ישפיע באופן משמעותי על התוצאות ועל חוויית הקלט הלא מרשימה של המשתמשים (שלב אופציונלי).
    2. נתח את ביצועי הקלט של המשתתפים כדי לבדוק את יעילות הקלט בלוח המקשים.
    3. נתח נתונים סובייקטיביים כדי לבדוק את השימושיות הנתפסת ואת המשוב הסובייקטיבי של המקלדת.
    4. להבין אם אפקט בפועל ועייפות להשפיע באופן משמעותי על התוצאה. עבור כל תנאי, הניסויים מחולקים לשני חלקים על פי חותמת הזמן (כלומר, החלק של המחצית הראשונה והמחצית השנייה). באופן ספציפי, בכל תנאי, לבחון את ההבדל של ביצועי קלט בין החלק של המחצית הראשונה ואת החלק המחצית השנייה כדי לבדוק אם אפקט בפועל או אפקט עייפות קיים.
    5. נתח את האזור של אליפסה מצוידת של נקודות מגע בכל לחצן, כמו גם את ההיסט מהמרכז שלו למרכז היעד של כל לחצן (שלב אופציונלי).
      1. לאסוף את כל נקודות המגע של כל כפתור עם התוכנה, והם בערך בקנה אחד עם הפצה גאוסית bivariate. מרווח הביטחון של 95% של כל לחצן הן בכיווני x והן בכיווני y נגזר באמצעות נתוני הקואורדינטות של כל נקודת מגע בפיקסל, ו- 95% אליפסות הביטחון עוברות על פני קו מתאר של 1:1 של הלחצן עבור כל מקלדת מותקנת באמצעות סקריפטים של Python בקואורדינטות פיקסלים (ראה קובץ קידוד 2).
      2. השתמש באליפסות מותאמות (95% CI) ובאזורים שלהן כדי להדגים את פיזור נקודות המגע בכל כפתור. בכל לחצן, היסט האליפסה המותאמת המחושבת על-ידי סקריפטים של פייתון מוגדר כנקודת המרכז של האליפסה המותאמת לנקודת היעד של הלחצן, וניתן לייצג אותה מכיווני x ו- y (כלומר, בציר X ובציר Y, ראה קידוד קובץ 3).
  2. מידול וסימולציה
    1. השתמש במודל מונחה הנתונים כפונקציה של מיקום לוח המקשים והכיוון כדי לחזות את תנועת האצבעות על-ידי סקריפטים של Python. כל תנועות האצבעות מחולקות לשמונה כיוונים38 (החלק העליון לתחתית, התחתון למעלה, משמאל לימין, ימין לשמאל, השמאלי העליון לימין-למטה, הימני-למטה לשמאל-עליון, השמאלי-למטה למעלה, השמאלי-למטה למעלה, הימני-עליון לשמאל-למטה). עבור כל כיוון, זמן המעבר הממוצע בין שני מקשים מחושב כדי לייצג את האפקטיביות של תנועת האצבע, המשמשת להערכת עיצוב לוח המקשים (שלב אופציונלי).
    2. השתמש בניתוח רגרסיה ליניארית כדי לבנות מודל משופר של חוק ההתאמה (או הגרסה המורחבת שלו, חוק FFitts) כדי לחזות את זמן המעבר בין שני מפתחות באמצעות ארכיטקטורה קוגניטיבית משולבת39 על ידי סקריפטים של פייתון. מודל חוק ההתאמה המשופר יכול לספק חיזוי והערכה טובים יותר על עיצוב המקלדת בהתבסס על ניתוחיו על המיקום ורוחב המקשים האפקטיבי, כמו גם המרחק של שני מקשים (שלב אופציונלי).

תוצאות

המחקר הייצוגי עוקב בעיקר אחר הפרוטוקול שהוזכר. המחקר מאמץ 2 (פריסת מקלדת: QWERTY מעוקל לעומת QWERTY מסורתי) × 2 (גודל כפתור: גדול, 6.3 מ"מ × 9 מ"מ לעומת קטן, 4.9 מ"מ × 7 מ"מ) בתוך הנושא עיצוב כדי להעריך אם QWERTY מעוקל יכול לשפר את יעילות הקלט ונוחות בהשוואה QWERTY המסורתי בגדלים שונים של כפתורים על ידי משימת קלט ז...

Discussion

במחקר זה, המבוסס על התפתחות טכנולוגיית המסך, הצגנו פרוטוקול מסוכם וכללי של הערכת עיצוב מקלדת להערכת עיצוב המקלדת באופן שיטתי ומדויק. אינדיקטורים ושיטות קיימים ממחקרים קודמים, זוגות התואמים לתווים באנגלית וזמן המעבר בין שני מפתחות משולבים ומשתנים כדי ליצור פרוטוקול יעיל.

י...

Disclosures

המחברים לא הכריזו על גילוי פיננסי או על ניגודי עניינים.

Acknowledgements

מחקר זה נתמך על ידי תוכנית המחקר המדעית של יוזמת אוניברסיטת צינגחואה (עיצוב ארגונומי של מקלדת מעוקלת במכשירים חכמים). המחברים מעריכים את טיאניו ליו על הצעותיו האדיבות וסיוע הקידוד במספרים.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Changxiang 6S smartphoneHuaweiSmartphone used in the examplar study
Curved QWERTY keyboard softwareTsinghua UniversityDeveloped by authors
SPSS softwareIBMData analysis software
G*Power softwareHeinrich-Heine-Universität DüsseldorfSample size calculation
E4 portable wireless wristbandEmpaticaRecording galvanic skin response and heart rate
ArqusQualysisMotion capture camera platform
Passive markerQualysisAppropriate sizes: 2.5 mm, 4 mm, and 6.5 mm
Trigno sEMGDelsysRecording electromyographic activity
Visual Studio CodeMicrosoftPython editor

References

  1. Lee, S., Zhai, S. The performance of touch screen soft buttons. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2009).
  2. Smith, B. A., Bi, X., Zhai, S. Optimizing touchscreen keyboards for gesture typing. Proceedings of the 33rd Annual ACM Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2015).
  3. . Global smartphone penetration rate as share of population from 2016 to 2020 [Fact sheet] Available from: https://www.statista.com/statistics/203734/global-smartphone-penetration-per-capita-since-2005 (2020)
  4. Top Countries by Smartphone Users [Fact sheet]. Newzoo Available from: https://newzoo.com/insights/rankings/top-countries-by-smartphone-penetration-and-users (2019)
  5. Gboard - the Google Keyboard [Press release]. Google Play Available from: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.inputmethod.latin (2020)
  6. Eitivipart, A. C., Viriyarojanakul, S., Redhead, L. Musculoskeletal disorder and pain associated with smartphone use: A systematic review of biomechanical evidence. Hong Kong Physiotherapy Journal. 38 (2), 77-90 (2018).
  7. Chang, J., Choi, B., Tjolleng, A., Jung, K. Effects of button position on a soft keyboard: Muscle activity, touch time, and discomfort in two-thumb text entry. Applied Ergonomics. 60, 282-292 (2017).
  8. Gehrmann, S. V., et al. Motion deficit of the thumb in CMC joint arthritis. Journal of Hand Surgery. 35 (9), 1449-1453 (2010).
  9. Kim, G., Ahn, C. S., Jeon, H. W., Lee, C. R. Effects of the Use of Smartphones on Pain and Muscle Fatigue in the Upper Extremity. Journal of Physical Therapy Science. 24 (12), 1255-1258 (2012).
  10. Girouard, A., et al. One-handed bend interactions with deformable smartphones. Proceedings of the 33rd annual ACM conference on human factors in computing systems. , (2015).
  11. Lee, M., Hong, Y., Lee, S., Won, J., Yang, J., Park, S. The effects of smartphone use on upper extremity muscle activity and pain threshold. Journal of Physical Therapy Science. 27 (6), 1743-1745 (2015).
  12. Word Flow keyboard [Press release]. Microsoft Garage Available from: https://www.microsoft.com/en-us/garage/profiles/word-flow-keyboard/ (2020)
  13. The glory of kings [Press release]. Tencent Games Available from: https://pvp.qq.com/ (2020)
  14. Bi, X., Zhai, S. Ijqwerty: what difference does one key change make? Gesture typing keyboard optimization bounded by one key position change from qwerty. Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2016).
  15. Bi, X., Smith, B. A., Zhai, S. Quasi-qwerty soft keyboard optimization. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2010).
  16. Fitts, P. The information capacity of the human motor system is controlled by the amplitude of movement. Journal of Experimental Psychology. 47, 381-391 (1954).
  17. Bi, X., Li, Y., Zhai, S. FFitts law: modeling finger touch with fitts' law. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2013).
  18. Dunlop, M., Levine, J. Multidimensional pareto optimization of touchscreen keyboards for speed, familiarity and improved spell checking. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2012).
  19. Li, Y., Chen, L., Goonetilleke, R. S. A heuristic-based approach to optimize keyboard design for single-finger keying applications. International Journal of Industrial Ergonomics. 36 (8), 695-704 (2006).
  20. Benligiray, B., Topal, C., Akinlar, C. SliceType: fast gaze typing with a merging keyboard. Journal on Multimodal User Interfaces. 13 (4), 321-334 (2019).
  21. Wang, Y., Ai, H., Liang, Q., Chang, W., He, J. How to optimize the input efficiency of keyboard buttons in large smartphone? A comparison of curved keyboard and keyboard area size [Conference presentation]. International Conference on Human-Computer Interaction. , (2019).
  22. Bergstrom-Lehtovirta, J., Oulasvirta, A. Modeling the functional area of the thumb on mobile touchscreen surfaces. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , (2014).
  23. Brooke, J. SUS: A retrospective. Journal of Usability Studies. 8 (2), 29-40 (2013).
  24. Borg, G. Principles in scaling pain and the Borg CR Scales. Psychologica. 37, 35-47 (2004).
  25. Hart, S. G., Staveland, L. E., Hancock, P. A., Meshkati, N. Development of NASA-TLX (task load index): results of empirical and theoretical research. Human mental workload. , 139-183 (1988).
  26. Trudeau, M. B., Asakawa, D. S., Jindrich, D. L., Dennerlein, J. T. Two-handed grip on a mobile phone affords greater thumb motor performance, decreased variability, and a more extended thumb posture than a one-handed grip. Applied Ergonomics. 52, 24-28 (2016).
  27. Turner, C. J., Chaparro, B. S., He, J. Text input on a smartwatch qwerty keyboard: tap vs. trace. International Journal of Human Computer Interaction. 33 (1-3), 143-150 (2017).
  28. Zhai, S., Kristensson, P. O. The word-gesture keyboard: reimagining keyboard interaction. Communications of the ACM. 55 (9), 91-101 (2012).
  29. Azenkot, S., Zhai, S. Touch behavior with different postures on soft smartphone keyboards. Proceedings of the 14th international conference on Human-computer interaction with mobile devices and services. , (2012).
  30. Yi, X., Yu, C., Shi, W., Shi, Y. Is it too small?: Investigating the performances and preferences of users when typing on tiny qwerty keyboards. International Journal of Human Computer Studies. 106, 44-62 (2017).
  31. Li, Y., You, F., Ji, M., You, X. Smartphone text input: effects of experience and phrase complexity on user performance, physiological reaction, and perceived usability. Applied Ergonomics. 80, 200-208 (2019).
  32. Gerard, M. J., Jones, S. K., Smith, L. A., Thomas, R. E., Wang, T. An ergonomic evaluation of the Kinesis ergonomic computer keyboard. Ergonomics. 37 (10), 1661-1668 (1994).
  33. Van Galen, G. P., Liesker, H., Haan, A. Effects of a vertical keyboard design on typing performance, user comfort and muscle tension. Applied Ergonomics. 38 (1), 99-107 (2007).
  34. Baker, N. A., Cham, R., Cidboy, E. H., Cook, J., Redfern, M. S. Kinematics of the fingers and hands during computer keyboard use. Clinical Biomechanics. 22 (1), 34-43 (2007).
  35. Soukoref, R. W., MacKenzie, I. S. Metrics for text input research: an evaluation of MSD and KSPC, and a new unified error metric. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , 113-120 (2003).
  36. Mackenzie, I. S., Soukoreff, R. W. Phrase sets for evaluating text entry techniques. CHI'03 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems. , 754-755 (2003).
  37. Trudeau, M. B., Sunderland, E. M., Jindrich, D. L., Dennerlein, J. T., Federici, S. A data-driven design evaluation tool for handheld device soft keyboards. Plos One. 9 (9), 107070 (2014).
  38. Cao, S., Ho, A., He, J. Modeling and predicting mobile phone touchscreen transcription typing using an integrated cognitive architecture. International Journal of Human-Computer Interaction. 34 (4-6), 544-556 (2018).

Erratum


Formal Correction: Erratum: An Assessment Method and Toolkit to Evaluate Keyboard Design on Smartphones
Posted by JoVE Editors on 9/01/2022. Citeable Link.

An erratum was issued for: An Assessment Method and Toolkit to Evaluate Keyboard Design on Smartphones. The Authors section was updated.

Yincheng Wang1
Ke Wang1
Yuqi Huang1
Di Wu2
Jian Wu3
Jibo He4,1
1Department of Psychology, School of Social Sciences, Tsinghua University
2Department of Computer Science, Beijing Normal University
3Haier Innovation Design Center, Haier Company
4Key Laboratory of Emotion and Mental Health in Chongqing, User Experience and Human-computer Interaction Technology Institute, Chongqing University of Arts and Sciences

to:

Yincheng Wang1
Ke Wang1
Yuqi Huang1
Di Wu2
Jian Wu3
Jibo He1
1Department of Psychology, School of Social Sciences, Tsinghua University
2Department of Computer Science, Beijing Normal University
3Haier Innovation Design Center, Haier Company

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

164

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved