Un método de evaluación y un kit de herramientas para evaluar el diseño del teclado en teléfonos inteligentes
Summary
El protocolo presentado integra varios métodos de evaluación y demuestra un método para evaluar el diseño del teclado en teléfonos inteligentes. Los pares emparejados por caracteres en inglés se proponen como material de entrada, y el tiempo de transición entre dos claves se utiliza como variable dependiente.
Abstract
La entrada de teclado ha desempeñado un papel esencial en la interacción humano-computadora con una vasta base de usuarios, y el diseño del teclado siempre ha sido uno de los objetos fundamentales de estudio sobre dispositivos inteligentes. Con el desarrollo de la tecnología de pantalla, los teléfonos inteligentes podrían recopilar datos e indicadores más precisos para evaluar en profundidad el diseño del teclado. La ampliación de la pantalla del teléfono ha llevado a una experiencia de entrada insatisfactoria y dolor en los dedos, especialmente para la entrada con una sola mano. La eficiencia de entrada y la comodidad han atraído la atención de investigadores y diseñadores, y el teclado curvo con botones ajustables en tamaño, que concuerda aproximadamente con la estructura fisiológica de los pulgares, se propuso para optimizar el uso con una sola mano en teléfonos inteligentes de pantalla grande. Sin embargo, sus efectos reales siguieron siendo ambiguos. Por lo tanto, este protocolo demostró un método general y resumido para evaluar el efecto del diseño curvo del teclado QWERTY en un teléfono inteligente de 5 pulgadas a través de un software de desarrollo propio con variables detalladas, incluidos datos de comportamiento objetivo, retroalimentación subjetiva y los datos de coordenadas de cada punto de contacto. Existe suficiente literatura sobre la evaluación de teclados virtuales; sin embargo, sólo unos pocos de ellos resumieron sistemáticamente y reflexionaron sobre los métodos y procesos de evaluación. Por lo tanto, este protocolo llena el vacío y presenta un proceso y método de evaluación sistemática del diseño del teclado con códigos disponibles para el análisis y la visualización. No necesita equipos adicionales o costosos y es fácil de conducir y operar. Además, el protocolo también ayuda a obtener posibles razones para las desventajas del diseño e ilumina la optimización de los diseños. En conclusión, este protocolo con los recursos de código abierto no solo podría ser un experimento demostrativo en clase para inspirar al novato a comenzar sus estudios, sino que también contribuye a mejorar la experiencia del usuario y los ingresos de las empresas editoras de métodos de entrada.
Introduction
La entrada de teclado es el método principal de la interacción humano-teléfono inteligente1,2,y con la penetración de los teléfonos inteligentes, la entrada de teclado obtiene miles de millones de usuarios. En 2019, la tasa global de penetración de teléfonos inteligentes había alcanzado el 41,5%3,mientras que Estados Unidos, con la mayor penetración, había llegado hasta el 79,1%4. Hasta el primer trimestre de 2020, el teclado móvil Sogou tenía alrededor de 480 millones de usuarios activos diarios5. Hasta el 6 de mayo de 2020, el Google Gboard se había descargado más de 1.000 millones de veces6.
La experiencia de entrada de teclado insatisfactoria aumenta con la ampliación de la pantalla del teléfono. Aunque la pantalla ampliada tenía como objetivo mejorar la experiencia de visualización, ha cambiado la gravedad, el tamaño y el peso de los teléfonos inteligentes, lo que hace que los usuarios cambien la postura de sujeción repetidamente para llegar a áreas remotas (por ejemplo, los botones A y Q para usuarios diestros), lo que lleva a la ineficiencia de entrada. El estiramiento del músculo puede hacer que los usuarios sufran de trastornos musculoesqueléticos, dolores en las manos y diferentes tipos de enfermedades (por ejemplo, síndrome del túnel carpiano, osteoartritis del pulgar y tenosinovitis del pulgar7,8,9,10). Los usuarios que prefieren el uso con una sola mano están en peores condiciones11,12.
Por lo tanto, la evaluación y optimización del diseño del teclado se han convertido en temas candentes de investigación psicológica, técnica y ergonómica. Las empresas e investigadores del editor de métodos de entrada (IME) han propuesto constantemente diseños y conceptos de teclado variable para optimizar la experiencia y la eficiencia de la entrada, incluidos los teclados con cambio de diseño y reordenados por caracteres: Microsoft WordFlow Keyboard13,Functional Button Area in Glory of Kings14,IJQWERTY15y Quasi-QWERTY16.
Los métodos de evaluación existentes del diseño del teclado varían de un investigador a otro, excepto por varios indicadores altamente aceptados, y se proponen indicadores más precisos. Sin embargo, con una variedad de indicadores, no hay un protocolo resumido y sistemático proporcionado para demostrar el proceso de evaluación y análisis del diseño del teclado. La Ley17 de Fitts y su versión extendida de la Ley FFitts18,que describía la interacción humano-computadora, fueron ampliamente adoptadas para evaluar el rendimiento del teclado19,20,21,22. Además, el área funcional del pulgar se propuso para mejorar el diseño del teclado, y describió un área de movimiento curva para que el pulgar complete cómodamente la tarea de entrada23. Sobre la base de estas teorías, los indicadores que incluyen palabra por minuto, tasa de error de palabra y retroalimentación subjetiva (usabilidad percibida, rendimiento percibido, velocidad percibida, carga de trabajo subjetiva, esfuerzo y dolor percibidos, e intención de uso, etc.), que fueron altamente adoptados, se utilizaron parcialmente en estudios previos24,25,26,27,28,29 excepto para los métodos de modelado y simulación. Además, la elipse ajustada de puntos de contacto en cada botón y su desplazamiento30,31 se utilizaron en los últimos años para investigar el rendimiento preciso de los eventos de entrada. Asimismo, se adoptaron la respuesta galvánica de la piel, la frecuencia cardíaca, la actividad electromiográfica, el gesto con las manos y el movimiento corporal32,33, 34,35 para evaluar directa o indirectamente la fatiga muscular, la comodidad y la satisfacción de los usuarios. Sin embargo, estos diversos métodos carecen de reflexión sobre la idoneidad de los indicadores utilizados, y un investigador novato puede confundirse para seleccionar los indicadores apropiados para su investigación.
La investigación sobre el diseño del teclado también es fácil de realizar, operar y analizar. Con el auge de la tecnología de pantalla, se podrían recopilar fácilmente más datos de comportamiento para evaluar el diseño del teclado en profundidad (por ejemplo, el tiempo de transición entre dos teclas y los datos de coordenadas de cada punto de contacto). Sobre la base de los datos mencionados, los investigadores podrían explorar con precisión los detalles del diseño del teclado y analizar sus desventajas y ventajas. En comparación con otras investigaciones de interacción humano-computadora, la investigación del diseño del teclado en teléfonos inteligentes portátiles también tiene un alto valor de aplicación para su vasta base de usuarios sin equipos costosos, materiales complicados o un gran espacio de laboratorio necesario. Los cuestionarios, escalas y scripts de Python sobre la investigación son de código abierto y de fácil acceso.
El propósito de esta investigación es resumir los métodos anteriores para demostrar un protocolo sistemático, preciso y general para evaluar y analizar el diseño del teclado en los teléfonos inteligentes. El experimento ejemplar y los resultados tienen como objetivo mostrar si el teclado QWERTY curvo con botones ajustables en tamaño podría optimizar la experiencia de entrada de una sola mano en un teléfono inteligente de 5 pulgadas en comparación con el teclado QWERTY tradicional y compartir el método de visualización y el script Python de análisis de datos.
Protocol
Representative Results
Discussion
En este estudio, basado en el desarrollo de la tecnología de pantalla, presentamos un protocolo resumido y general de evaluación del diseño del teclado para evaluar el diseño del teclado de manera sistemática y precisa. Los indicadores y métodos existentes de estudios anteriores, los pares emparejados por caracteres en inglés y el tiempo de transición entre dos claves se integran y modifican para generar un protocolo efectivo.
Varios puntos críticos deben ser notados en este protocolo…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta investigación está respaldada por el Programa de Investigación Científica de la Iniciativa de la Universidad de Tsinghua (Diseño ergonómico del teclado curvo en dispositivos inteligentes). Los autores aprecian a Tianyu Liu por sus amables sugerencias y asistencia de codificación en figuras.
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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