Wearable+Interface

= Wearable Interfaces (Διεπαφές που φοριούνται) =

Εισαγωγή
Οι άνθρωποι φοράνε ρούχα και διάφορα εξαρτήματα με σκοπό να προστατευτούν, να νιώσουν άνετα ή ακόμα και να θεραπευτούν. Μαζί με τα ρούχα τους όμως συνήθως φέρουν μαζί τους και άλλα προσωπικά αντικείμενα και πολλές φορές επιδιώκουν να φέρουν μαζί τους πληροφορίες που τους είναι απαραίτητες για την καθημερινότητά τους και την εργασία τους. Τα ρούχα λοιπόν σχεδιάζονται όλο και περισσότερο με σκοπό να εξυπηρετήσουν και να βελτιώσουν την ζωή του ανθρώπου. Επίσης σχεδιάζονται συσκευές οι οποίες προσαρτώνται στο ανθρώπινο σώμα με σκοπό να αυξήσουν τις δεξιότητες του ανθρώπου και να βελτιώσουν την ποιότητα της ζωής του. Αυτές οι συσκευές άρχισαν να γνωρίζουν ραγδαία ανάπτυξη από το 1970 με έναν από τους πατέρες του είδους τον Steve Mann. Ο Steve Mann έθεσε ορισμένα χαρακτηριστικά τα οποία θα πρέπει να έχουν οι διεπαφές και οι υπολογιστές που φοριούνται.
 * Θα πρέπει να ανήκουν στον προσωπικό χώρο του χρήστη.
 * Να είναι πάντα ενεργές (οι διεπαφές) όταν φοριούνται.
 * Να βρίσκονται εξολοκλήρου υπό τον έλεγχο του χρήστη.

Ο άνθρωπος από την φύση του αναλαμβάνει πολλά πράγματα ταυτόχρονα (multi-task).Για τον λόγο αυτό έχει ανάγκη για διαρκή πληροφόρηση. Οι υπολογιστές και ιδιαίτερα το διαδίκτυο επιτρέπουν στον άνθρωπο να διεκπεραιώνει αποδοτικότερα τις δουλειές του γραφείου. Ωστόσο τα ανθρώπινα όρια ξεφεύγουν από τα στενά πλαίσια του γραφείου και ο ίδιος εξακολουθεί να έχε την ίδια ανάγκη για πληροφόρηση ενώ βρίσκεται διαρκώς σε κίνηση. Η ίδια ανάγκη ώθησε την ανάπτυξη του τομέα των διεπαφών ή των υπολογιστών που φοριούνται (Wearable Computer Interfaces).

Ένας υπολογιστής που φοριέται καθορίζεται σαν ένα πλήρως λειτουργικό, αυτοδύναμο, αυτό-μεταφερόμενο υπολογιστή ο οποίος παρέχει πρόσβαση σε πληροφορίες και αλληλεπίδραση με τις πληροφορίες, οπουδήποτε και οποτεδήποτε (Barfield and Caudell 2001, p. 6) Ο φορετοί υπολογιστές χρησιμοποιούν διάφορους τύπους αισθητηρίων. Οι πληροφορίες που καταγράφονται από τα αισθητήρια αυτά μπορούν να επεξεργαστούν τοπικά από ενσωματωμένους υπολογιστές και να παράγουν υλικό για την πλοήγηση, την επικοινωνία του χρήστη, τον απομακρυσμένο χειρισμό συσκευών, και άλλες αυξητικές λειτουργίες.

**Το ερευνητικό ενδιαφέρον προς τους φορετούς υπολογιστές.**
Το ερευνητικό ενδιαφέρον στον τομέα των φορετών υπολογιστών επικεντρώνεται σε τέσσερις γενικές περιοχές. Στην ιατρική και στην υγεία, που σχετίζεται με την σταθερότητα των διεπαφών ώστε να εξασφαλίζεται η άνεση και η ασφάλεια του χρήστη. Στην εργασία, η οποία αποτελεί τον τομέα όπου επικεντρώνεται το μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Επιδιώκεται η ανάπτυξη συσκευών οι οποίες θα αποδεσμεύουν τα χέρια των χρηστών με σκοπό να αυξηθούν οι επιδεξιότητές τους και να γίνουν περισσότερο αποδοτικοί. Σχεδιάζονται λοιπόν διεπαφές οι οποίες μπορούν να προσαρτηθούν στα διάφορα μέρη του ανθρώπινου σώματος. Στην προστασία, όπου φορετοί υπολογιστές θα πρέπει να ανάλογα με την περίπτωση να ενισχύουν την σωματική δύναμη του χρήστη ή να αναλαμβάνουν το φόρτο εργασίας εξολοκλήρου. Τέλος η ανάπαυση και η βελτίωση του τρόπου ζωής όπου πολλές είναι οι συσκευές που αναπτύσσονται προκειμένου να ξεκουράσουν και βελτιώσουν την ζωή του ανθρώπου.

Σκελετός Σχεδιασμού Διεπαφών
O σχεδιασμός υπολογιστικών διεπαφών που φοριούνται απαιτεί προσοχή σε πολλούς διαφορετικούς παράγοντες, Είναι πολύ κοντά στο ανθρώπινο σώμα όταν λειτουργούν και αυτό πολλές φορές είναι επικίνδυνο. Για το λόγο αυτό έχει προταθεί ο ακόλουθος σκελετός για το σχεδιασμό τέτοιων διεπαφών.
 * Corporal (Σωματική άνεση)
 * Attention (Εστίαση Προσοχής)
 * Χειρισμός (Manipulation)
 * Perception (Αντίληψη)

Corporal (Σωματική Άνεση)
Οι διεπαφές πρέπει να σχεδιάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να ταιριάζουν απόλυτα στο σώμα του χρήση και να μην του περιορίζουν την άνεση και τους βαθμούς ελευθερίας. Ο όρος φορετός εννοεί την χρήση του ανθρώπινου σώματος σαν ένα περιβάλλον πάνω στο οποίο θα τοποθετηθεί μία συσκευή. Η εξέλιη της τεχνολογίας με την πάροδο των χρόνων έχει εξελίξει τις συσκευές ώστε να περισσότερο φορητές (ραδιόφωνα, ρολόγια, εργαλεία). Η ίδια τάση εμφανίζεται και στους υπολογιστές με την ραγδαία ανάπτυξη των φορητών υπολογιστών και την δημιουργία κινητών τηλεφώνων που μοιάζουν όλο και περισσότερο με υπολογιστές. Δεν είναι όμως δυνατόν να μικρύνουν όλες οι φορητές συσκευές σε πολύ μεγάλο βαθμό. Λαμβάνοντας υπόψη την ανθρώπινη ανατομία έχουμε έναν περιορισμό στην ελάττωση του μεγέθους και στου σχήματος των συσκευών. Παράδειγμα αποτελεί ο σχεδιασμός του πληκτρολογίου, του ποντικιού, και των joysticks που έχει πάρει ένα συγκεκριμένο σχήμα με βάση την ανατομία του ανθρώπινου χεριού. Στα πλαίσια της σωματικής άνεσης ο σχεδιασμός των αντικειμένων θα πρέπει να γίνεται με βάση κάποιες οδηγίες και κάποια χαρακτηριστικά στα οποία κατέληξαν οι Gemperle, Kasabach, Stivoric, Bauer, και Martin (1998) μελετώντας φυσιολογία, βίο-μηχανική, τις κινήσεις των σύγχρονων χορευτών και τους αθλητές.

**Σχεδιαστικά χαρακτηριστικά των συσκευών που φοριούνται**



 * Τοποθέτηση:** Αναγνώριση της θέσης στην οποία θα πρέπει να τοποθετηθεί ο υπολογιστής πάνω στο σώμα. Αναγνώριση παρεμφερών περιοχών του σώματος ανάμεσα στα άτομα του ίδιου πληθυσμού.


 * Γλώσσα του σώματος:** Η μορφή του αντικειμένου θα πρέπει να συμβαδίζει με την δυναμική του ανθρώπου ώστε να εξασφαλίζεται άνετο ταίριασμα. Για παράδειγμα κοίλες εσωτερικές περιοχές για να ταιριάζουν στο σώμα και κυρτές εξωτερικές ώστε να προστατεύουν το σώμα.


 * Κίνηση του ανθρώπου:** Να μην εμποδίζουν την κίνηση του ανθρώπου. Θα πρέπει να τοποθετούνται μακριά από τις αρθρώσεις.


 * Αντίληψη του ανθρώπου για το μέγεθος:** Ο εγκέφαλος καταλαβαίνει μια αύρα γύρω από το σώμα. Τα αντικείμενα θα πρέπει να μένουν μέσα στην αύρα αυτή ώστε να γίνονται ένα με το σώμα.


 * Ποικιλία μεγέθους:** Οι συσκευές που φοριούνται θα πρέπει να κατασκευάζονται έτσι ώστε να ταιριάζουν σε ένα μεγάλο εύρος χρηστών.


 * Προσάρτηση:** Άνετη προσάρτηση μπορεί να επιτευχθεί περιτυλίγοντας τη συσκευή γύρω από το ανθρώπινο σώμα. Αυτό είναι καλύτερο από το να χρησιμοποιούνται ζώνες, και κλιπ.


 * Περιεχόμενα:** Το σύστημα θα πρέπει να έχει σαφή χώρο για την τοποθέτηση των ηλεκτρονικών, των μπαταριών κτλ ώστε να μην περιορίζεται το εξωτερικό σχήμα.


 * Βάρος:** Το βάρος μίας συσκευής που φοριέται δεν θα πρέπει να κωλύει τις κινήσεις ή την ισορροπία του ανθρώπινου σώματος.


 * Προσβασιμότητα:** Δυνατότητα του χρήστη να προσεγγίσει και να αξιοποιήσει όλες τις ιδιότητες της συσκευής.


 * Αλληλεπίδραση:** Ύπαρξη απλής είτε ενεργητικής είτε παθητικής αλληλεπίδρασης με την συσκευή.


 * Θερμαντικότητα:** Το σώμα πρέπει να αναπνέει και είναι πολύ ευαίσθητο σε συσκευές που ανεβάζουν ή παγιδεύουν την θερμότητα.


 * Αισθητική:** Τα χρώματα θα πρέπει να ταιριάζουν στον χρήστη και στο περιβάλλον το οποίο δουλεύει η διάταξη.

Attention (Εστίαση Προσοχής)
= = Το πλήθος των δραστηριοτήτων που μπορεί να εκτελέσει ο άνθρωπος ταυτόχρονα είναι περιορισμένος. Επίσης η απόδοση του ανθρώπου ελαττώνεται όταν προσπαθεί να διεκπεραιώσει πολλές δραστηριότητες ταυτόχρονα (Heb Simon). Καθώς προσπαθούμε να πραγματοποιήσουμε δύο δραστηριότητες ταυτόχρονα η διάσπαση της προσοχής απαιτεί ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα μέχρι να συγκεντρωθεί ο εγκέφαλος σε μία άλλη δραστηριότητα κτλ. Ο βραχυπρόθεσμη μνήμη του ανθρώπου μπορεί να συγκρατήσει 5-9 κομμάτια πληροφορίας (π.χ. έναν 15ψηφιο αριθμό: //478423901//203912 από τον οποίο μπορούμε να συγκρατήσουμε μόνο τα 9 πρώτα ψηφία στην βραχυπρόθεσμη μνήμη μάς). Αυτός ο περιορισμός ωθεί τις συσκευές να έχουν στη διάθεση του χρήστη όλο και περισσότερες πληροφορίες ώστε να μην χρειάζεται ο ίδιος να τις συγκρατεί στη μνήμη του. Θα πρέπει η διεπαφές να διατηρούν την ανθρώπινη προσοχή και να μην κατακλύζουν το χρήστη από πληροφορίες. Οι διεπαφές που φοριούνται είναι αναγκάστηκα φορητές συσκευές Σε μία φορητή διεπαφή η προσήλωση διαχωρίζεται ανάμεσα στη διεργασία της διεπαφής και στο φυσικό περιβάλλον. Πολλές παραγωγικές διεργασίες του γραφείου όπως ο έλεγχος των email είναι μία δραστηριότητα ξένη προς το φυσικό περιβάλλον. Σε κάθε περίπτωση ο χρήστης θα πρέπει να είναι σε θέση να γυρίσει στην αρχική του δραστηριότητα χωρίς να τον δεσμεύει η διεπαφή. Έτσι η διεπαφή που φοριέται θα πρέπει να είναι κατάλληλα σχεδιασμένη προκειμένου να μην διασπά την προσοχή του χρήστη πάνω από ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την ¨ Multiple Resource Theory of attention ¨ του Wickens (1984) για να συσχετίσουν τις απαιτήσεις των φορητών συσκευών με τους γνωστικούς πόρους των χρηστών. Αναπτύχθηκε ένα πλαίσιο με 4 στρατηγικές προσήλωσης όταν ο κινούμενος χρήστης ασχολείται με την διεπαφή. Αναφέρεται στην διαδικασία κατά την οποία ο κινούμενος χρήστης πρώτα προσέχει το περιβάλλον και καθορίζει το μέγεθος της προσήλωσης που πρέπει να προσδώσει ανάμεσα στην διεπαφή και στο περιβάλλον. Αναφέρεται στην τακτική όπου ο χρήστης συγκεντρώνεται στο περιβάλλον μόνο περιστασιακά για να διορθώσει τυχόν αποκλίσεις από το σχέδιό του. Περιπτώσεις στις οποίες σταματάμε μία δραστηριότητα προκειμένου να ασχοληθούμε με μία άλλη. Επανερχόμαστε στην αρχική δραστηριότητα μόνο όταν ολοκληρωθεί η εμβόλιμη. Περιπτώσεις όπως αυτή στην οποία ελέγχουμε συχνά το κινητό μας όταν περιμένουμε ένα μήνυμα.
 * **Βαθμονόμηση της προσήλωσης**
 * **Σύντομες δειγματοληψίες ανά ¨μεγάλα¨ χρονικά διαστήματα.**
 * **Ολοκλήρωση της δραστηριότητας**
 * **Συχνή δειγματοληψία**

Manipulation (Χειρισμός)
Ο χειρισμός των διεπαφών που φοριούνται λόγω φορητότητας πρέπει να είναι ευέλικτος και άνετος. Ο χρήστης δεν θα πρέπει να επιβαρύνεται από την διεπαφή ούτε να περιορίζεται. Εξάλλου οι διεπαφές έχουν σα κύριο μέλημα βοηθούν και να συνεισφέρουν. Για το λόγο αυτό θα πρέπει ο σχεδιασμός των διεπαφών να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να διευκολύνεται ο χειρισμός τους. Στα πλαίσια του χειρισμού των διεπαφών θα πρέπει να μελετήσουμε ορισμένες τεχνολογίες οι οποίες επιτρέπουν την επικοινωνία του υπολογιστή με τον χρήστη.
 * Σχεδιαστικά χαρακτηριστικά συσκευών**
 * Οι συσκευές εισόδου και εξόδου θα πρέπει να ε εργονομικές και ευκρινείς.
 * Δεν θα πρέπει να υπάρχουν καλώδια ανάμεσα στα συνδεόμενα κομμάτια.
 * Ασύρματες υπηρεσίες διευκολύνουν τον χειρισμό και προσδίδουν περισσότερους βαθμούς ελευθερίας στο χρήστη.
 * Τα χειριστήρια γίνονται όλο και μικρότερα αλλά η ανατομία του ανθρώπινου σώματος δεν συρρικνώνεται για το λόγο αυτό οι μικροσκοπικές συσκευές δεν βοηθούν πάντα.
 * Άσχετα με το που είναι τοποθετημένη η διεπαφή στο ανθρώπινο σώμα θα πρέπει να λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο.
 * 1) Τα φορητά πληκτρολόγια
 * 2) Διεπαφές Ομιλίας
 * Vocollect (Video 1)
 * Navigator wearable computer with speech input
 * Speech translation

Υπάρχει μία έξαρση του ερευνητικού ενδιαφέροντος από την πλευρά του HCI για την βελτίωση των υπαρχόντων πληκτρολογίων. Για το λόγο ότι χρήστης ο οποίος μετακινείται μπορεί να θέλει να διαμοιράσει την προσοχή του και να μην την αποδώσει όλη στην πληκτρολόγηση. Οι Lyons, Starner το 2004 και Clawson, Lyons, Starner, και Clarkson το 2005 έκαναν μελέτες πάνω σε δύο πληκτρολόγια.



Πέρα όμως από τα φορητά πληκτρολόγια σαν συσκευές εισόδου υπάρχουν πολλές περιπτώσεις στις οποίες δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει τα χέρια του για να εισάγει δεδομένα. Για το λόγο αυτό αναπτύχθηκαν οι συσκευές εισόδου με την αναγνώριση φωνητικών εντολών. Ο χρήστης μπορεί να εισάγει δεδομένα στην διεπαφή, μπορεί ακόμη και να κάνει διάλογ ώστε να πάρει κατευθυντήριες γραμμές για την δουλειά του. Παράδειγμα τέτοιων διεπαφών αποτελούν το «**Vocollect****’****s** **audio****-****based** **wearable** **computer****»** και το **Navigator** **2** της εταιρίας κατασκευής αεροπλάνων.

Perception (Αντιληψη)
Καθώς ο χρήστης κινείται η επιδεξιότητά του να χειρίζεται συσκευές με μεγάλη λεπτομέρεια χάνεται. Η ικανότητα του χρήστη να αντιληφθεί τη διεπαφή μιας συσκευής που φοριέται μειώνεται. Οι δονήσεις και οι οπτικές παρεμβολές από το φόντο το οποίο μετακινείται επηρεάζουν της οπτικές διεπαφές (όταν τρέχουμε δεν μπορούμε να δούμε ξεκάθαρα το ρολόι μας). Επίσης η ίδια η κίνηση του σώματος δημιουργεί θόρυβο που καθιστά δύσκολη τη χρήση της διεπαφής. Επίσης οι απτικές διεπαφές μπορεί να επηρεαστούν λόγω της κίνησης του σώματος (Ορισμένες φορές μας πέφτει το hands free όταν τρέχουμε).

Παροχή Πληροφοριών
Σε περιβάλλοντα διεπαφών εικονικής πραγματικότητας υπάρχουν διαφορετικοί τρόποι με τους οποίους μπορεί να γίνει η παροχή των πληροφοριών. Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τρόποι με τους οποίους μπορεί να γίνει η παροχή των πληροφοριών. 1. **Head** **Stabilized** (με σημείο αναφοράς το κεφάλι) Η θέα είναι μπροστά στο κεφάλι του χρήστη και δεν αλλάζει ανάλογα με τι μετακινήσεις 2. **Body stabilized** (με σημείο αναφοράς το σώμα) Αλλαγές στην περιστροφή του σώματος αλλάζουν την θέα. 3. **World Stabilized** (με σημείο αναφοράς τον κόσμο) Η θέα είναι σταθερά ενσωματωμένη στον πραγματικό κόσμο και αλλαγές στην περιστροφή και στην θέση αλλάζουν την θέα (μπορεί να είναι ενσωματωμένη σε ένα τοίχο κτλ)

Σύνοψη και προτάσεις για μελλοντική δουλειά
Οι συσκευές που φοριούνται είναι ένας ελκυστικός τρόπος να προσεγγίσουμε τους πανταχού παρόντες υπολογιστές ειδικά σε μέρη εκτός κτηρίων και εκτός γραφείων. Ωστόσο υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις οι οποίες θα πρέπει να ξεπεραστούν. Μία φορετή συσκευή ούτως ή άλλως είναι ένα ξένο σώμα σε σχέση με την όντότητα του ανθρώπινου σωματος Το ταίριασμα του υπολογιστή στο ανθρώπινο σώμα ώστε εξασφαλίζεται αρμονική ολοκλήρωση είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο το οποίο θα πρέπει να βελτιωθεί. Ταυτόχρονα ιι συσκευές εισόδου και εξόδου που δεν θα πρέπει να περιορίζουν και να επιβαρύνουν το χρήστη (ακρίβεια, αυξημένες ικανότητες). Αντίθετα θα πρέπει να τον «ενθαρρύνουν» και να αυξάνουν τις δεξιότητές του ώστε αυτός να τις χρησιμοποιεί απροβλημάτιστα ανεβάζοντας την παραγωγικότητά του. Ένας πολύ σημαντικός παράγοντας για την ανάπτυξη και την διάδοση των φορετών διεπαφών είναι η εύρεση τρόπων για γρήγορη αξιολόγηση των διεπαφών που δημιουργούνται (ειδικά τεστ, καθορισμένες μέθοδοι αξιολόγησης). Τέλος κάτι πολύ σημαντικό που μπορεί να επηρεάσει θετικά την πρόθεση του χρήστη να χρησιμοποιήσει μία καινούρια διεπαφή είναι η δυνατότητα ολοκλήρωσης της διεπαφής με ήδη υπάρχουσες τεχνολογίες.

=Παρουσίαση=



**Σχετικά Βίντεο**
Vocollect Case Study Video (english subtitles) media type="youtube" key="l1ZeRJZIXxw" height="385" width="640"

Digital Jewelry: Wearable Technology for Every Day Life media type="youtube" key="NCRBHyjtrt4" height="385" width="480"

Wearable Technology at ITP media type="youtube" key="-doJVlbXpv4" height="385" width="640" LX HX2 Rugged Wearable Computer media type="youtube" key="2ZQnZi3iZlo" height="385" width="480" Berkely Bionics Exoskeleton

media type="youtube" key="sbJP8HBR9YE" height="385" width="480"

media type="custom" key="5649587"

media type="custom" key="5825145"

media type="custom" key="5825147"

media type="custom" key="5825149"

media type="custom" key="5825153"

media type="custom" key="5825155"

media type="custom" key="5825157"

media type="custom" key="5825159"

= = =Σχετικές Εικόνες=

Wearable Glasses Ο Thud Starner από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Georgia βλέπει την οθόνη του φορετού υπολογιστή του μέσα από τα γυαλιά του.