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Orso, Valeria (2016) Toward multimodality: gesture and vibrotactile feedback in natural human computer interaction. [Tesi di dottorato]

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Tesi non accessible fino a 29 Gennaio 2019 per motivi correlati alla proprietà intellettuale.
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Abstract (inglese)

In the present work, users’ interaction with advanced systems has been investigated in different application domains and with respect to different interfaces. The methods employed were carefully devised to respond to the peculiarities of the interfaces under examination. We could extract a set of recommendations for developers.
The first application domain examined regards the home. In particular, we addressed the design of a gestural interface for controlling a lighting system embedded into a piece of furniture in the kitchen. A sample of end users was observed while interacting with the virtual simulation of the interface. Based on the videoanalysis of users’ spontaneous behaviors, we could derive a set of significant interaction trends
The second application domain involved the exploration of an urban environment in mobility. In a comparative study, a haptic-audio interface and an audio-visual interface were employed for guiding users towards landmarks and for providing them with information. We showed that the two systems were equally efficient in supporting the users and they were both well- received by them. In a navigational task we compared two tactile displays each embedded in a different wearable device, i.e., a glove and a vest. Despite the differences in the shape and size, both systems successfully directed users to the target. The strengths and the flaws of the two devices were pointed out and commented by users.
In a similar context, two devices supported Augmented Reality technology, i.e., a pair of smartglasses and a smartphone, were compared. The experiment allowed us to identify the circumstances favoring the use of smartglasses or the smartphone. Considered altogether, our findings suggest a set of recommendations for developers of advanced systems. First, we outline the importance of properly involving end users for unveiling intuitive interaction modalities with gestural interfaces. We also highlight the importance of providing the user the chance to choose the interaction mode better fitting the contextual characteristics and to adjust the features of every interaction mode. Finally, we outline the potential of wearable devices to support interactions on the move and the importance of finding a proper balance between the amount of information conveyed to the user and the size of the device.

Abstract (italiano)

I sistemi computazionali hanno ormai da tempo abbandonato lo scenario immobile della scrivania e tendono oggi a coinvolgere sempre di più ambiti della vita quotidiana, in altre parole pervadono le nostre vite. Nel contesto del pervasive o ubiquitous computing, l’interazione tra l’utente e la macchina dipende in misura sempre minore da specifici sistemi di input (per esempio mouse e tastiera) e sfrutta sempre di più modalità di controllo naturali per operare con i dispositivi (per esempio tramite i gesti o il riconoscimento vocale). Numerosi sono stati i tentativi di trasformare in modo sostanziale il design dei computer e delle modalità di interazione tra cui l’impiego di sistemi per il riconoscimento dei comandi gestuali, dispositivi indossabili e la realtà aumentata. In tali contesti, i metodi tradizionalmente impiegati per lo studio della relazione uomo-macchina si rivelano poco efficaci e si delinea la necessità di una adeguata revisione di tali metodi per poter indagare adeguatamente le caratteristiche dei nuovi sistemi. Nel presente lavoro, sono state analizzate le modalità di interazione dell’utente con diversi sistemi innovativi, ciascuno caratterizzato da un diverso tipo di interfaccia. Sono stati inoltre considerati contesti d’uso diversi. I metodi impiegati sono stati concepiti per rispondere alle diverse caratteristiche delle interfacce in esame e una serie di raccomandazioni per gli sviluppatori sono state derivate dai risultati degli esperimenti.
Il primo dominio di applicazione investigato è quello domestico. In particolare, è stato esaminato il design di una interfaccia gesturale per il controllo di un sistema di illuminazione integrato in un mobile della cucina. Un gruppo rappresentativo di utenti è stato osservato mentre interagiva con una simulazione virtuale del prototipo. In base all’analisi dei comportamenti spontanei degli utenti, abbiamo potuto osservare una serie di regolarità nelle azioni dei partecipanti.
Il secondo dominio di applicazione riguarda l’esplorazione di un ambiente urbano in mobilità. In un esperimento comparativo, sono state confrontate un’interfaccia audio-aptica e una interfaccia audio- visiva per guidare gli utenti verso dei punti di interesse e per fornire loro delle informazioni a riguardo. I risultati indicano che entrambi i sistemi sono ugualmente efficienti ed entrambi hanno ricevuto valutazioni positive da parte degli utenti. In un compito di navigazione sono stati confrontati due display tattili, ciascuno integrato in un diverso dispositivo indossabile, ovvero un guanto e un giubbotto. Nonostante le differenze nella forma e nella dimensione, entrambi i sistemi hanno condotto efficacemente l’utente verso il target. I punti di forza e le debolezze dei due sistemi sono state evidenziate dagli utenti.
In un contesto simile, sono stati confrontati due dispositivi che supportano la Realtà Aumentata, ovvero un paio di smartglass e uno smartphone. L’esperimento ci ha permesso di identificare le circostanze che favoriscono l’impiego dell’uno o dell’altro dispositivo. Considerando i risultati degli esperimenti complessivamente, possiamo quindi delineare una serie di raccomandazione per gli sviluppatori di sistemi innovativi. Innanzitutto, si evidenzia l’importanza di coinvolgere in modo adeguato gli utenti per indentificare modalità di interazione intuitive con le interfacce gesturali. Inoltre emerge l’importanza di fornire all’utente la possibilità di scegliere la modalità di interazione che meglio risponde alle caratteristiche del contesto insieme alla possibilità di personalizzare le proprietà di ciascuna modalità di interazione alle proprie esigenze. Infine, viene messa in luce le potenzialità dei dispositivi indossabili nelle interazioni in mobilità insieme con l’importanza di trovare il giusto equilibrio tra la quantità di informazioni che il dispositivo è in grado di inviare e la dimensione dello stesso.

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Gamberini, Luciano
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 28 > Scuole 28 > SCIENZE PSICOLOGICHE
Data di deposito della tesi:30 Gennaio 2016
Anno di Pubblicazione:30 Gennaio 2016
Parole chiave (italiano / inglese):Human-Computer Interaction; Natural interaction; Gestural interfaces; Tactile interfaces; Augmented Reality; Usability; User Experience
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 11 - Scienze storiche, filosofiche, pedagogiche e psicologiche > M-PSI/01 Psicologia generale
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Psicologia Generale
Codice ID:9428
Depositato il:20 Ott 2016 14:25
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