可穿戴计算机:人的因素综述外文翻译资料

可穿戴计算机:人的因素综述

在这篇文章中，从人的因素的角度考虑可穿戴计算机。提出了发展这一技术的三种途径:可穿戴的计算机、可穿戴的信息设备和作为衣服的计算机。人们将如何穿着这些形式的电脑并与之互动的含义被考虑。特别是，在这篇文章中，讨论了对话的形式，展示了可穿戴计算机如何需要从根本上改变我们考虑人机交互的方式。本文最后报告了人类与可穿戴计算机交互的工作，包括任务执行和穿戴技术的物理效果。

1.介绍

面对一场潜在的计算革命，求助于一场早期革命的架构之一是有益的:Doug Engelbart开发了鼠标，以及后来被称为超文本和桌面隐喻的概念。他关心的是技术如何提供一种增强人类能力的手段，下面的讨论将他的“增强手段”的概念(Engelbart，1963)应用于可穿戴计算机。恩格尔巴特在他的原著中提出了四种形式的增强手段(我修改了这些术语并提供了自己的定义，但觉得保留了早期术语的精神):

1. 工具和人工制品:我们用来在世界上工作的技术，补充、完善或扩展我们的身体和认知能力。

2. 实践:在工作和日常活动中积累和开发与有目的的行为相关的技能。

3. 语言:概念的处理和交流。

4. 适应:人们可以(或者应该)调整他们的身体和认知活动以适应技术需求的方式。

很明显，可穿戴电脑的概念将对所有四个术语产生影响。从工具和产品来看，人们可以认为可穿戴计算机代表了人们可以用于工作和日常活动的全新技术形式。然而，可穿戴计算机的设计通常强调它们的计算机组件，也就是说，它们倾向于保留传统计算机的处理、存储和功率特性(尽管规模较小)。在第二节的讨论中，我认为可穿戴计算机是工具或人工制品，可以成为人的一部分(就像衣服一样)或工作场所的一部分。人机交互(HCI)的核心问题涉及用户可以与之交互的工具的形式，以及计算机工具和世界上其他工具(人工制品)之间的关系。例如，维护工程师可能需要确保螺栓被拧紧到一定的扭矩。如果所使用的扭矩扳手不仅能够指示扭矩水平，而且能够记录螺栓已经拧紧、何时拧紧以及拧紧到什么扭矩，那么就可以通过执行每天的工作任务来建立维护记录。扭矩扳手既可以作为物理设备，也可以作为数据记录器。以这种方式，任务的计算方面隐藏在工作中。可以使用工程师佩戴的计算机进行数据记录，并在工具和计算机之间建立某种形式的无线连接。当然，有人甚至认为无线连接不需要连接到工程师的计算机，而是连接到其他地方的计算机(因此，限制了对可穿戴计算机的需求)。但是，工程师可能需要重新查看和检查收集的数据。这就把我们带到了第二个术语，praxis。

从实践来看，人们可能会预计可穿戴计算机有可能极大地影响人们的身体活动。回到我们的扭矩扳手示例，审查和检查一系列调整读数的能力代表了工程师的一系列新活动。以前，测量可能是手工记录的(如果有的话)，但是有了数字格式的这些数据，就可以用不同的格式进行审查。例如，工程师可以查看显示一段时间内的调整的趋势图，这可能会导致预防性维护的计划(即，计划和协调调整)。因此，引入计算机作为工人可以永久使用的设备，可以执行以前无法想象的通信和传感活动，并且可以支持对大量数据的远程访问，可以产生新的工作方式。

在可穿戴计算机的初步研究中，一个非常受欢迎的研究领域是检查活动的支持(参见第4.3节对部分工作的回顾)。特别是，检查员在工作时可以访问相关的计划、图表和其他信息。头戴式显示器(HMD)的使用可以支持组合的叠加

计算机生成的图像到工件上。例如，Starner等人(1997)讨论了这种系统支持计算机打印机维护的潜在用途。人们可以将可穿戴计算机的引入与工作实践中语音识别的引入进行类比(Baber，Haniff，Knight，Cooper和Mellor，1998)。例如，这两种技术都旨在与其他任务活动并行使用，让工作人员的手和眼睛能够专注于手头的任务，并且这两种技术都旨在支持直接数据捕获。关于在执行其他任务时使用可穿戴计算机的问题，在第4.1节中根据HMD的作用进行了讨论，在第4.2节中根据交互设备进行了讨论。

从语言上，人们可以假设使用可穿戴计算机和进行其他日常活动之间的关系可能会导致人们与计算机交互方式的变化。这就提出了如何定义可穿戴计算机对话的问题。这将在第3节中讨论。特别地，传统的HCI对话与其他三种形式形成对比:多模态HCI、最小对话和域控制。

从适应中，人们可以预测身体、认知和社会层面的潜在变化。第5节考虑了穿戴技术可能产生的物理效应，而第4节讨论了认知效应。最后的第6节考虑了社会影响。

2.技术

本节首先讨论当代的可穿戴计算机(包括市场上可买到的和大学开发的系统)。Baber、Haniff和Woolley (1999)对作为微型个人计算机(PC)运行的可穿戴计算机和采用微控制器的可穿戴计算机进行了区分:前者需要PC的处理能力和存储能力，而后者可以使用微控制器的有限能力来执行所有需要的功能。因此，对技术的考虑不需要完全集中在可用的处理能力上，而是集中在应用需求上。也就是说，不要问“我如何制造一台足够小的电脑，让它可以被穿戴来完成一项特定的任务？人们可能会问，“这项任务实际上需要什么样的处理能力？”这需要改变人们对计算机的看法。这一变化的一个重要方面是从以计算机为中心的视角向以人为中心的视角的转变。与其首先假设一个人需要一台计算机，然后试图对计算机进行编程以完成所需的数据分析，不如根据信息和数据要求以及相应的技术开发来定义工作活动。当然，这并不是一个新的观点，而是人类工程学的一个基本假设。新的是，人们有机会开发替代形式的技术来支持工作

所需的处理能力可以由人需要完成的任务、技术适应用户或情境需求的需要、技术响应环境刺激的需要、技术的成本等等来定义。影响所需处理能力的每一个因素都可以被认为是一种“资源”，设计将涉及到跨几个资源的优化。尽管所有计算机的设计都是如此，但在可穿戴计算机中，新形式的资源显然变得越来越重要；例如，在传统计算机的设计中，通常不考虑对环境刺激作出反应的需要。

Norman (1998)提出，计算机通常根据其技术规格(例如，RAM大小、内存容量、处理速度等)来考虑。)，而其他形式的技术是根据它们的功能或形式来考虑的:例如，有多少读者会知道他们的手表等人工制品的技术规格(例如，你的手表的精度有多高)同样，魏泽(1991)认为，“最有利于发现的技术是那些消失的技术。他们把自己编织进日常生活的织物中，直到他们与它无法区分”(第933页)。

这为设计给人们佩戴的技术的未来提出了一些有趣的问题:一个绑在佩戴者臀部的CD播放器加上一副耳机，无论如何想象，都不会被认为与佩戴者无法区分。然而，助听器最近的发展已经产生了对于偶然的观察者来说几乎是不可见的设备。此外，可以插入佩戴者耳朵的小耳机会降低CD播放器的显眼性。因此，技术可以发展到以一种让其他人很难发现的方式穿着。然而，技术与穿戴者无法区分的概念是一把双刃剑:不仅身体凝聚力的概念很重要，认知和社会凝聚力也很重要。CD播放器的佩戴者可以使用音乐来完全屏蔽周围世界的噪音，从而将他们从听觉世界中移除。这意味着“另一个”世界的人们需要做出一些努力来引起CD佩戴者的注意以进行交谈。从认知的角度来看，CD佩戴者的“私人”音频世界与其他人的“公共”世界的分离引发了关注和理解的问题。这个例子采用了一种常见的技术来说明这一点。然而，我们可以从物理、社会和认知的角度来考虑可穿戴计算机。例如，想象一下，遇到一个戴着深色眼镜的人，在他身后的显示器上闪烁着他们看世界的影子。想象一下，如果你不认为他们是在直接与你交谈，而是在做一大堆显示操作任务的同时与你交谈，你可能会感到不安。

Norman (1998)将“信息设备”描述为设计时考虑了特定功能的设备。与PC的多功能性不同，信息设备具有单一的功能(或非常有限的一套功能),它们被设计来有效地执行。因此，信息设备不能用于PC应用，设计者或用户也不希望它用于PC应用。在很大程度上，可穿戴技术的历史(从眼镜到手表到索尼Walkman)可以被认为是信息家电。这些产品倾向于提供一组高度受限的功能，这些功能可以用来增强个人对他们所生活的世界的能力。决定性的特征似乎是(a)该装置是佩戴者和世界之间的媒介(例如，通过改变佩戴者感知世界的方式),以及(b)该装置允许对来自世界的信息进行操作(例如，通过改变一个人对信息或世界的感知，或者通过允许一个人编辑、存储或以其他方式对信息进行操作)。以这种方式，信息设备是可以在狭窄的活动范围内扩展人类能力范围的交互系统；它们是旨在增强特定人类能力的增强手段。举例来说，考虑办公室的门。人们可以把门笼统地称为交互设备，因为它有一种交互方式(门把手)，可以进行简单的对话(转动把手导致门打开)。然而，这对人对世界的感知几乎没有影响(尽管，不可否认，开门会改变对世界的看法)。通过使用简单的电子设备来修改门，使我们离作为信息设备的门更近了一步。例如，人们可以在门上安装传感器，这样当有人靠近时，门就会自动打开。这仍然不能使门成为信息设备，因为它与信息无关。然而，假设传感器只对特定的个体做出反应呢？此外，假设当一个人走进门时，该人携带的个人数字助理被自动更新以修改他们当天的个人约会。以这种方式，门越来越成为一种人工制品，其可以执行前面介绍的信息设备的限定特征。

对于改变一个人感知世界的方式的特征，我们可以考虑扩展感知或交流范围的技术，或者将感知(或其他活动)纳入“正常”范围的技术，或者为世界添加一些信息的技术。表1根据产品支持的形式或修改形式对产品进行了概述。

表1所示的产品表明，改性可用于执行三个功能。通过望远镜、电话等等可以扩大一种能力的使用范围。或者，可以通过例如改变焦距、听力或心律来提高这种能力，使其在普通人的范围内。最后，信息家电可以用来给世界增加信息；例如，随身听可以给佩戴者的世界增添音乐。请注意，表格中有空白单元格；这些地区即使有商业产品，也很少。lt;添加信息:视觉gt;的概念可以被以下领域的最新发展所涵盖

表1:改变感知的产品

形态 增加范围 标准化佩戴者 添加信息

视觉 望远镜 眼镜

听觉 电话 助听器 随身听

物理 起搏器

表2:操纵信息的产品

参与者 输入 组织 添加

用户 日记 PDA

文件夹

手机

PDA

设备 移动电话

外部设备 寻呼机

注意：PDA =个人数字助理。

增强现实，其中计算机生成的图像可以叠加在世界上(Feiner，MacIntyre，Hollerer和Webster，1997)。对于lt;添加信息:物理gt;，人们可以想象虚拟现实的发展可能在提供这种技术中发挥作用(英格兰，1992)。信息

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