[論文レビュー] Pointing task on smart glasses: Comparison of four interaction techniques

Ilyasse Belkacem, Isabelle Pecci+1 more|arXiv (Cornell University)|May 14, 2019

Interactive and Immersive Displays参考文献 46被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、スマートグラスにおけるポイントタスクのための4つのインタラクション技法——絶対的および相対的ヘッドムーブメント、絶対的フリー・ハンド、タクトイル・サーフェス——を評価する。18名の参加者を対象としたユーザーテストにおいて、タクトイル・サーフェスと絶対的ヘッドムーブメントが、最も高い効率性と正確性を示した。一方、相対的ヘッドムーブメントとフリー・ハンドは、より広範なスマートグラスインターフェースへの応用を考慮するにあたり、さらなる洗練が求められる可能性を示した。

ABSTRACT

Mobile devices such as smartphones, smartwatches or smart glasses have revolutionized how we interact. We are interested in smart glasses because they have the advantage of providing a simultaneous view of both physical and digital worlds. Despite this potential, pointing task on smart glasses is not really widespread. In this paper, we compared four interaction techniques for selecting targets : (a) the Absolute Head Movement and (b) the Relative Head Movement, where head movement controls the cursor on smart glasses in absolute or relative way, (c) the Absolute Free Hand interaction, where the forefinger control the cursor and (d) the Tactile Surface interaction, where the user controls the cursor via a small touchpad connected to smart glasses. We conducted an experiment with 18 participants. The Tactile Surface and Absolute Head Movement were the most efficient. The Relative Head Movement and Absolute Free Hand interactions were promising and require more exploration for other tasks.

研究の動機と目的

• スマートグラスにおけるポイントタスクのための4つのインタラクション技法の有効性を評価・比較すること。
• 制御されたポイントタスクにおいて、どの技法が最適な効率性、正確性、およびユーザ満足度を提供するかを特定すること。
• 拡張現実環境におけるヘッドベースおよびハンドベースのインタラクション手法の使いやすさと限界を調査すること。
• 実証的なユーザーパフォーマンスに基づき、将来のスマートグラスインタラクションシステムの設計指針を提示すること。

提案手法

• 4つのインタラクション技法を実装した：絶対的ヘッドムーブメント（カーソルが頭部の回転に比例して移動）、相対的ヘッドムーブメント（カーソルが頭部位置に対して相対的に移動）、絶対的フリー・ハンド（親指の動きでカーソルを制御）、タクトイル・サーフェス（小さなタッチパッドでカーソルを制御）。
• 全4技法を用いた、被験者内被験を18名の参加者で実施し、一連のポイントタスクを実行した。
• タスクは、頭部の安定性を保ちつつ、表示上のターゲットを選択することを目的としており、動きの誤差を最小限に抑えることを求めた。
• パフォーマンス指標には、選択時間、正確性（エラー数）、および標準化されたアンケートによる主観的作業負荷が含まれた。
• 外部要因の干渉を最小限に抑えるために、制御された環境で実験を実施し、一貫した測定を確保した。
• データ収集と分析により、各技法間での平均パフォーマンスを比較し、重要な結果に対して有意性検定を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 スマートグラスにおける4つのインタラクション技法——絶対的ヘッドムーブメント、相対的ヘッドムーブメント、絶対的フリー・ハンド、タクトイル・サーフェス——の中で、どの技法が最も短いターゲット選択時間を達成するか？
• RQ2 どの技法がポイントタスク中のターゲット選択において最も高い正確性を達成するか？
• RQ3 各インタラクション技法におけるユーザの主観的作業負荷と快適性は、どのように評価されるか？
• RQ4 スマートグラス環境におけるヘッドベースとハンドベースのインタラクションに伴う使いやすさの課題は何か？
• RQ5 実世界のスマートグラス利用事例への広範な応用に最も適した可能性を示すのはどの技法か？

主な発見

• タクトイル・サーフェスが、全技法の中で最も高い効率性を示し、平均選択時間が最も短く、正確性も最高であった。
• 絶対的ヘッドムーブメントも強く、効率性で2番目に高く、正確性も高く、主要な入力方法として実用的であることが示された。
• 相対的ヘッドムーブメントと絶対的フリー・ハンドは、エラー率が高く、選択時間も長く、使いやすさの課題が顕在化した。
• ユーザは、相対的ヘッドムーブメントと絶対的フリー・ハンドに対して、有意に高い主観的作業負荷を報告しており、快適性と認知的負荷の観点から不満が示された。
• パフォーマンスが低かっただけでなく、両者とも参加者から「前向きに評価された」が、インターフェースの洗練によりさらなる可能性が示唆された。
• 本研究は、タクトイルおよび絶対的ヘッドベースの入力方法が、相対的ヘッドやフリー・ハンド手法よりも、スマートグラスにおける正確なポイントタスクに適していることを確認した。