[論文レビュー] Towards Augmented Reality-driven Human-City Interaction: Current Research on Mobile Headsets and Future Challenges

Lik‐Hang Lee, Tristan Braud+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 17, 2020

Augmented Reality Applications参考文献 202被引用数 9

ひとこと要約

本サーベイは、2015年から2019年の間の260件の研究（2015–2019）を統合し、モバイルヘッドセットを用いた拡張現実（AR）駆動型の人間と都市のインタラクションを分析し、情報可視化、制約付きインターフェース、身体的インタラクションの動向を検討する。本研究では、未だ十分に検討されていないインターフェースおよび入力の課題を特定し、ARと会話型ユーザーインターフェース（CUIs）の統合を、普遍的で没入型のスマートシティインタラクションを実現する鍵となる技術と提言する。

ABSTRACT

Interaction design for Augmented Reality (AR) is gaining increasing attention from both academia and industry. This survey discusses 260 articles (68.8% of articles published between 2015 - 2019) to review the field of human interaction in connected cities with emphasis on augmented reality-driven interaction. We provide an overview of Human-City Interaction and related technological approaches, followed by a review of the latest trends of information visualization, constrained interfaces, and embodied interaction for AR headsets. We highlight under-explored issues in interface design and input techniques that warrant further research, and conjecture that AR with complementary Conversational User Interfaces (CUIs) is a key enabler for ubiquitous interaction with immersive systems in smart cities. Our work helps researchers understand the current potential and future needs of AR in Human-City Interaction.

研究の動機と目的

• モバイルヘッドセットを用いたAR駆動型の人間と都市のインタラクションに関する現在の研究動向を分析すること。
• 都市環境におけるARインターフェース設計および入力技術に関する未だ十分に検討されていない課題を特定すること。
• 情報可視化、制約付きインターフェース、身体的インタラクションがARを用いたスマートシティにおける人間と都市のインタラクションにどのように寄与するかを検討すること。
• ARと会話型ユーザーインターフェース（CUIs）を統合することで、都市環境においてよりスムーズで普遍的なインタラクションを実現する可能性を調査すること。
• 現在の制限要因と新たな機会に基づき、ARを用いた人間と都市のインタラクションを前進させる包括的な研究アジェンダを提示すること。

提案手法

• ARと人間-都市インタラクション分野における260編の学術論文（うち68.8％が2015年から2019年に発表）の体系的レビュー。
• 都市環境における技術的アプローチ、インタラクションモダリティ、アプリケーションコンテキストに基づく研究の分類。
• ARヘッドセットにおける情報可視化、制約付きインターフェース、身体的インタラクション技術の動向分析。
• 既存の研究から得られるインターフェースおよび入力の課題を、使いやすさ、エゴノミクス、環境的制約の観点から分析。
• ARと会話型ユーザーインターフェース（CUIs）の相乗効果を、今後の没入型都市インタラクションシステムのフレームワークとして探求。
• テーマ的・比較的分析を用いて、スマートシティにおけるAR分野の研究ギャップおよび今後の研究方向性を同定。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2015年から2019年の間、モバイルヘッドセットを用いたAR駆動型の人間と都市のインタラクションにおける支配的な動向は何か？
• RQ2 都市環境におけるARのインターフェース設計および入力技術に関する主な課題は何か？
• RQ3 情報可視化、制約付きインターフェース、身体的インタラクションは、ARを用いた人間と都市のインタラクションにどのように寄与するか？
• RQ4 会話型ユーザーインターフェース（CUIs）は、ARとどのように統合され、スマートシティにおいてより自然で普遍的なインタラクションを可能にするか？
• RQ5 AR駆動型の人間と都市のインタラクションにおいて、今後さらに調査が求められる未だ十分に検討されていない研究分野は何か？

主な発見

• 都市とARのインタラクションに関する研究の顕著な大多数（68.8％）が2015年から2019年に発表されており、分野の急速な成長を示している。
• 都市におけるARの情報可視化は主に空間データの表現に焦点を当てているが、標準化がなく、ユーザー中心の設計原則も欠如している。
• 視線、ジェスチャー、音声入力といったARの制約付きインターフェースは、環境ノイズやユーザーの疲労の影響を受けて、実際の都市環境で課題を抱えている。
• 身体的インタラクションは、移動性や文脈認識が重要な動的都市環境において、未だ十分に検討されていない。
• ARと会話型ユーザーインターフェース（CUIs）の統合は、より直感的でアクセスしやすい都市インタラクションを実現する可能性を秘めているが、研究がまだ十分に進んでいない分野である。
• 現実の都市環境におけるARシステムの長期的使いやすさ、アクセシビリティ、スケーラビリティに関する主要な研究ギャップが残っている。