Um método de avaliação e kit de ferramentas para avaliar o design do teclado em smartphones
Summary
O protocolo apresentado integra vários métodos de avaliação e demonstra um método para avaliar o design do teclado em smartphones. Pares combinados com caracteres ingleses são propostos como material de entrada, e o tempo de transição entre duas teclas é usado como variável dependente.
Abstract
A entrada do teclado desempenhou um papel essencial na interação humano-computador com uma vasta base de usuários, e o design do teclado sempre foi um dos objetos fundamentais de estudos sobre dispositivos inteligentes. Com o desenvolvimento da tecnologia de tela, dados e indicadores mais precisos poderiam ser coletados pelos smartphones para avaliar em profundidade o design do teclado. O alargamento da tela do telefone levou a uma experiência de entrada insatisfatória e dor nos dedos, especialmente para uma entrada com uma mão. A eficiência de entrada e o conforto têm atraído a atenção de pesquisadores e designers, e o teclado curvo com botões de tamanho ajustável, que aproximadamente de acordo com a estrutura fisiológica dos polegares, foi proposto para otimizar o uso com uma mão em smartphones de tela grande. No entanto, seus efeitos reais permaneceram ambíguos. Portanto, este protocolo demonstrou um método geral e resumido para avaliar o efeito do design curvo do teclado QWERTY em um smartphone de 5 polegadas através de um software autodesenvolvido com variáveis detalhadas, incluindo dados comportamentais objetivos, feedback subjetivo e os dados de coordenação de cada ponto de toque. Existe literatura suficiente sobre a avaliação de teclados virtuais; no entanto, apenas alguns deles sistematicamente resumiram e fizeram reflexão sobre os métodos e processos de avaliação. Portanto, este protocolo preenche a lacuna e apresenta um processo e método de avaliação sistemática do design do teclado com códigos disponíveis para análise e visualização. Não precisa de equipamentos adicionais ou caros e é fácil de conduzir e operar. Além disso, o protocolo também ajuda a obter possíveis razões para as desvantagens do design e esclarece a otimização dos projetos. Em conclusão, este protocolo com os recursos de código aberto poderia não apenas ser um experimento demonstrativo em sala de aula para inspirar o novato a iniciar seus estudos, mas também contribui para melhorar a experiência do usuário e a receita das empresas de editores de métodos de entrada.
Introduction
A entrada do teclado é o método mainstream da interação homem-smartphone1,2, e com a penetração dos smartphones, a entrada do teclado recebe bilhões de usuários. Em 2019, a taxa global de penetração de smartphones atingiu 41,5%3, enquanto os Estados Unidos, com maior penetração, chegaram a 79,1%4. Até o primeiro trimestre de 2020, o teclado móvel Sogou tinha cerca de 480 milhões de usuários ativos diários5. Até 6 de maio de 2020, o Google Gboard havia sido baixado mais de 1 bilhão devezes 6.
A experiência de entrada insatisfatória do teclado aumenta com o alargamento da tela do telefone. Embora a tela ampliada tenha como objetivo melhorar a experiência de visualização, ela mudou a gravidade, o tamanho e o peso dos smartphones, fazendo com que os usuários mudassem a postura detenção repetidamente para alcançar áreas remotas (por exemplo, botão A e Q para usuários destros), levando assim à ineficiência de entrada. O estiramento muscular pode fazer com que os usuários sofram de distúrbios musculoesqueléticos, dores nas mãos e diferentes tipos de doença (por exemplo, síndrome do túnel do carpo, osteoartrite do polegar e tenossinoite do polegar7,8,9,10). Os usuários que preferem o uso com uma mão estão em piores condições11,12.
Portanto, a avaliação e otimização do design do teclado tornaram-se temas quentes de pesquisas psicológicas, técnicas e ergonômicas. Designs e conceitos de teclados variáveis têm sido constantemente propostos por empresas e pesquisadores do editor de métodos de entrada (IME) para otimizar a experiência e eficiência de entrada, incluindo teclados de mudança de layout e reordenados de caracteres: Microsoft WordFlow Keyboard13,Área de Botão Funcional em Glory of Kings14, IJQWERTY15e Quasi-QWERTY16.
Os métodos de avaliação existentes de design de teclado variam de pesquisador para pesquisador, exceto por vários indicadores altamente aceitos, e indicadores mais precisos são propostos. No entanto, com uma variedade de indicadores, não há um protocolo resumido e sistemático fornecido para demonstrar o processo de avaliação e análise do design do teclado. A Lei17 e sua versão estendida FFitts Law18, que descrevia a interação homem-computador, foram amplamente adotadas para avaliar o desempenho do teclado19,20,21,22. Além disso, a área funcional do polegar foi proposta para melhorar o design do teclado, e descreveu uma área de movimento curva para que o polegar completasse confortavelmente a tarefa de entrada23. Com base nessas teorias, indicadores incluindo palavra por minuto, taxa de erro de palavras e feedback subjetivo (usabilidade percebida, desempenho percebido, velocidade percebida, carga de trabalho subjetiva, esforço e dor percebidos, e intenção de uso, etc.), que foram altamente adotados, foram parcialmente utilizados em estudos anteriores24,25,26,27,28,29 exceto para métodos de modelagem e simulação. Além disso, a elipse instalada de pontos de toque em cada botão e seu deslocamento30,31 foram utilizados nos últimos anos para investigar o desempenho preciso dos eventos de entrada. Além disso, foram adotadas a resposta galvânica da pele, a frequência cardíaca, a atividade eletromiográfica, o gesto das mãos e o movimento corporal32,33,34,35 para avaliar direta ou indiretamente a fadiga muscular, o conforto e a satisfação dos usuários. No entanto, esses diversos métodos carecem de reflexão sobre a adequação dos indicadores utilizados, e um pesquisador novato pode se confundir ao selecionar os indicadores apropriados para sua pesquisa.
A pesquisa sobre design de teclado também é fácil de ser conduzida, operada e analisada. Com o boom da tecnologia de tela, dados mais comportamentais poderiam ser facilmente coletados para avaliar o design do teclado em profundidade (por exemplo, o tempo de transição entre duas teclas e os dados de coordenadas de cada ponto de toque). Com base nos dados mencionados, os pesquisadores puderam explorar com precisão os detalhes do design do teclado e analisar suas desvantagens e vantagens. Quando comparada com outras pesquisas de interação homem-computador, a pesquisa de design de teclado em smartphones portáteis também tem alto valor de aplicação para sua vasta base de usuários sem equipamentos caros, materiais complicados ou enorme espaço de laboratório necessário. Os questionários, escalas e script Python sobre a pesquisa são de código aberto e de fácil acesso.
O objetivo desta pesquisa é resumir os métodos anteriores para demonstrar um protocolo sistemático, preciso e geral para avaliar e analisar o design do teclado em smartphones. O experimento exemplar e os resultados visam mostrar se o teclado QWERTY curvo com botões ajustáveis de tamanho poderia otimizar a experiência de entrada de uma mão em um smartphone de 5 polegadas quando comparado com o teclado QWERTY tradicional e compartilhar o método de visualização e o script Python de análise de dados.
Protocol
Representative Results
Discussion
Neste estudo, baseado no desenvolvimento da tecnologia de tela, apresentamos um protocolo resumido e geral de avaliação de design de teclado para avaliar o design do teclado de forma sistemática e precisa. Os indicadores e métodos existentes de estudos anteriores, pares combinados com caracteres ingleses e tempo de transição entre duas teclas são integrados e modificados para gerar um protocolo eficaz.
Vários pontos críticos precisam ser notados neste protocolo. A seleção de variáv…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta pesquisa é apoiada pelo Tsinghua University Initiative Scientific Research Program (design ergonômico de teclado curvo em dispositivos inteligentes). Os autores apreciam Tianyu Liu por suas sugestões gentis e assistência de codificação em números.
Materials
| Changxiang 6S smartphone | Huawei | Smartphone used in the examplar study | |
| Curved QWERTY keyboard software | Tsinghua University | Developed by authors | |
| SPSS software | IBM | Data analysis software | |
| G*Power software | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf | Sample size calculation | |
| E4 portable wireless wristband | Empatica | Recording galvanic skin response and heart rate | |
| Arqus | Qualysis | Motion capture camera platform | |
| Passive marker | Qualysis | Appropriate sizes: 2.5 mm, 4 mm, and 6.5 mm | |
| Trigno sEMG | Delsys | Recording electromyographic activity | |
| Visual Studio Code | Microsoft | Python editor |
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