面向老年人的三維手勢(shì)交互探究

張家祺 李彩潔 王曉艷 （河北工業(yè)大學(xué) 300401）胡茜雯 （廣東工業(yè)大學(xué) 510006）

面向老年人的三維手勢(shì)交互探究

張家祺 李彩潔 王曉艷 （河北工業(yè)大學(xué) 300401）胡茜雯 （廣東工業(yè)大學(xué) 510006）

文章主要對(duì)面向老年群體的三維手勢(shì)交互特征進(jìn)行探究。對(duì)手勢(shì)交互理論進(jìn)行研究，明確手勢(shì)交互概念及支撐技術(shù)，從生理、心理兩方面分析老年群體的特征，最終確定面向老年群體的三維手勢(shì)交互特性，以此為指導(dǎo)提高老年群體的用戶體驗(yàn)。

手勢(shì)交互；老年人；特征

2017年河北省碩士研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)資助項(xiàng)目（CXZZSS2017038）

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人機(jī)交互方式從按鍵、旋鈕逐漸轉(zhuǎn)為更加接近正常交流的方式。手勢(shì)交互憑借其自然、有效、友好的特點(diǎn)備受關(guān)注。老年群體因自身生理、心理的特殊性，在人機(jī)交互方面面臨眾多問題，以手勢(shì)交互方式的老年產(chǎn)品可有效的規(guī)避老年群體的不足，應(yīng)用前景廣闊。

一、手勢(shì)交互理論

手勢(shì)為在人手及手臂做出各種手勢(shì)形態(tài)、動(dòng)作、位置移動(dòng)，用以傳遞某種信息，或完成某種動(dòng)作的有意識(shí)行為。因?yàn)槭謩?shì)來源于生活，因此在使用時(shí)，用戶認(rèn)知障礙相對(duì)較小、記憶負(fù)擔(dān)輕；用戶可進(jìn)行手勢(shì)自定義，手勢(shì)交互更加形式多樣；三維手勢(shì)交互為手勢(shì)與交互對(duì)象直接交互，人機(jī)交互更加順暢和諧。手勢(shì)交互憑借其優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于智能家居、車載、醫(yī)療產(chǎn)品、教學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣泛。

面前，手勢(shì)識(shí)別技術(shù)主要有四種識(shí)別方式：數(shù)據(jù)手套識(shí)別、肌電信號(hào)手勢(shì)識(shí)別、慣性傳感器識(shí)別以及憑借雙攝像頭對(duì)圖像進(jìn)行提取分析獲得手勢(shì)的計(jì)算機(jī)視覺手勢(shì)識(shí)別。文章主要探究基于視覺手勢(shì)識(shí)別的手勢(shì)交互。

二、老年人特征分析

根據(jù)世界衛(wèi)生組織定義，中國滿60歲即進(jìn)入老年階段。在此階段，老年人的生理和心理都會(huì)發(fā)生變化，下面主要從這兩方面對(duì)老年人特征進(jìn)行分析。

1.生理特征

隨著年齡的不斷增長(zhǎng)，老年人的各個(gè)器官都在老化，各項(xiàng)身體機(jī)能開始下降。肌肉逐漸萎縮，常常會(huì)感覺累；骨骼壓縮，沒有彈性，骨質(zhì)脆弱；運(yùn)動(dòng)能力下降，表現(xiàn)為活動(dòng)能力、動(dòng)手能力下降，身體力量變小，平衡能力變?nèi)?，持續(xù)耐力時(shí)間變短，活動(dòng)范圍變小；神經(jīng)系統(tǒng)老化，對(duì)于事物的反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)，對(duì)于刺激的敏感程度變?nèi)?。腦細(xì)胞萎縮，思考能力下降，語言表達(dá)能力衰退；感知能力變?nèi)?，視覺方面，視力下降，看不清東西，聽覺系統(tǒng)衰退，表現(xiàn)為對(duì)聲音的分辨、判斷能力下降，觸覺感知能力變?nèi)酢?/p>

2.心理特征

在生理衰退的基礎(chǔ)上，老年人的心理功能也會(huì)下降。腦組織的衰退導(dǎo)致老年人的記憶能力下降，很容易忘記以前甚至剛剛發(fā)生的事；對(duì)新事物的學(xué)習(xí)能力下降，面對(duì)新的概念，事物等需要經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間、大量重復(fù)后才能熟悉并掌握，對(duì)于新事物的接受度變?nèi)酰挥捎谏砀鞣矫娓兄δ艿牟粩嗨ネ?，老年人的情緒也會(huì)發(fā)生變化，變得焦慮、沮喪，由于退休后以及身體生理的不允許，老年人會(huì)長(zhǎng)期脫離社會(huì)活動(dòng)，與外界的交流變得越來越少，老人會(huì)逐漸形成孤單壓抑等消極情緒。生理的衰退會(huì)造成心理的變化，心理產(chǎn)生的消極情緒又會(huì)反作用于生理，如此循壞，加快衰退速度。

三、面向老年群體的三維手勢(shì)交互特性探究

1.匹配性

手勢(shì)交互作為新型的人機(jī)交互方式，雖然交互方面有很多優(yōu)勢(shì)，但是作為新事物將極大地增加老年人的認(rèn)知負(fù)擔(dān)與使用障礙。人在面對(duì)新事物時(shí)，會(huì)無意識(shí)的將已有的認(rèn)知與新事物建立聯(lián)系，以此建立對(duì)新事物的初步認(rèn)知。因此，手勢(shì)的設(shè)計(jì)應(yīng)與老年人的心理模型相符，即手勢(shì)的設(shè)計(jì)與老年人的日常手勢(shì)行為、動(dòng)作及涵義相匹配。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意文化地獄的不同形成的手勢(shì)的行為與含義的差異。

2.易用性

簡(jiǎn)單易用為設(shè)計(jì)的基本要求，在針對(duì)老年人產(chǎn)品中更加重要。老年人生理及心理的衰退會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)機(jī)能及記憶力的下降，所以在進(jìn)行手勢(shì)設(shè)計(jì)時(shí)，手勢(shì)應(yīng)符合簡(jiǎn)單、有識(shí)別性的特點(diǎn)；手勢(shì)交互應(yīng)過程信息層級(jí)淺，簡(jiǎn)單易懂。

3.引導(dǎo)性

由于老年人信息處理能力的下降，在進(jìn)行操作時(shí)，尤其是在虛擬的環(huán)境中，會(huì)感到迷茫和無措。因此在進(jìn)行手勢(shì)交互時(shí)應(yīng)注意對(duì)行為的引導(dǎo)性，以及引導(dǎo)的及時(shí)性。手勢(shì)引導(dǎo)可通過圖形或語音等形式進(jìn)行，

4.容錯(cuò)性

老年人運(yùn)動(dòng)及肌肉控制能力的下降導(dǎo)致對(duì)身體的支配能力下降，在進(jìn)行手勢(shì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)誤操作現(xiàn)象，因此，手勢(shì)交互應(yīng)允許在一定時(shí)間內(nèi)、一定范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)區(qū)間。在進(jìn)行錯(cuò)誤手勢(shì)指令后，能具有一定的容錯(cuò)能力，不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)事故。

5.標(biāo)準(zhǔn)化

手勢(shì)交互可以應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，針對(duì)老年人記憶與接受新事物困難的特征，手勢(shì)的設(shè)計(jì)應(yīng)具備標(biāo)準(zhǔn)化，將各領(lǐng)域相同功能的操作手勢(shì)進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)，用戶只需學(xué)習(xí)一次，可簡(jiǎn)化老年人的學(xué)習(xí)的頻率及難度。

6.反饋性

在操作中，反饋是機(jī)器給人的操作反應(yīng)，使人了解機(jī)器狀態(tài)，對(duì)于人機(jī)交互的流暢性至關(guān)重要。在進(jìn)行手勢(shì)交互時(shí)，如果沒有明確的反饋，使用者會(huì)不斷地重復(fù)操作，在此過程中產(chǎn)生焦慮、暴躁等消極心態(tài)，甚至使機(jī)器對(duì)指令的混亂導(dǎo)致誤操作。反饋的形式可以為視覺、觸覺和聽覺反饋，基于視覺的手勢(shì)技術(shù)可采用視覺反饋和聽覺反饋。針對(duì)老年群體視覺及聽覺功能下降，反饋形式要明顯確切。視覺反饋顏色區(qū)分度高、易識(shí)別；聽覺

7.趣味性

由老年人的心理特征知老年人難免在生活中會(huì)感到無趣、煩躁，心理特征會(huì)反之對(duì)生理特征產(chǎn)生影響，因此在進(jìn)行手勢(shì)交互時(shí)，從各個(gè)方面針對(duì)老年人的愛好和興趣進(jìn)行設(shè)計(jì)，手勢(shì)交互作為自然的交互方式，可以實(shí)現(xiàn)老年人與產(chǎn)品的直接互動(dòng)，增加交互的趣味性將極大地提高用戶體驗(yàn)水平。

四、結(jié)語

隨著老齡化的來臨，老年人群體逐漸擴(kuò)大，其生理心理的變化與社會(huì)發(fā)展迅速造成的矛盾導(dǎo)致老年群體對(duì)人機(jī)交互體驗(yàn)的不理想。手勢(shì)交互作為自然人機(jī)交互形式，學(xué)習(xí)成本低，更加符合人的生活方式，因此手勢(shì)交互在老年群體市場(chǎng)潛力巨大，根據(jù)老年群體的真實(shí)需求，探究面向老年群體的三維手勢(shì)交互特性，以此為切入點(diǎn)，提高老年人的用戶體驗(yàn)及生活沒滿意度。

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[3] 高婧.針對(duì)智能電視的交互設(shè)計(jì)研究 [D].北京:北京理工大學(xué)，2015. [4]陳茂丹.智能觸屏手機(jī)手勢(shì)交互設(shè)計(jì)研究[D] .武漢:武漢理工大學(xué)，2013.

[5] 王中寶.觸屏手機(jī)中手勢(shì)交互的設(shè)計(jì)研究 [D].無錫:江南大學(xué)，2013.

張家祺，河北工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系教授，主持并完成河北社自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“單人電動(dòng)交通工具創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究”（E2012202133）。近三年發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。

李彩潔，河北工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院在讀碩士，專業(yè)方向：產(chǎn)品設(shè)計(jì)。