Eye-Wearable Technology for Machine Maintenance: Effects of Display Position and Hands-free Operation

Eye-Wearable Technology for Machine Maintenance: Effects of Display Position and Hands-free Operation +CHI ’15-Xianjun Sam Zheng et al./ 한상규x 2016 falling

UX Lab, Graduate School of Convergence Science and Technology, Seoul National Univ.

랩미팅2016.10.26. 수

한상규

Eye-Wearable Technology for Machine Maintenance: Effects of Display Position and Hands-free Operation


Why this paper?

“ 미래 군 전투고글을 상상하면서 HCI-K 를 준비하던 중 관련 연구로 ”- 특정 Task 를 두고 스마트 글라스 2 종과 기존의 방법들을 두고 비교 분석하는 방법론이 괜찮았음- 데이터 분석을 위해 다방면으로 할 수 있는 것은 모두 다한 것 같은 논문 , 고군분투 !


저자


저자

Uxer, 멘탈 워크로드에 관심이 많고 이를 동공으로 풀거나인덱스를 만들어 적용코자 함 현장에서 쓸만한 ?!


Own Conclusion

- 예상했던 실험결과가 나오지 않을 때 대처법 ! -> Result 1p vs Discussion 3p - 아직 대중화되지 않은 최신 기술이지만 속단은 이름 , user may not perform better- 양손을 좀 더 자유롭게 활용하기 위해서 Eye-Wearable 기술은 필요


Related works

- See-through Display 를 통해 반투명한 디스플레이를 제공하는 것은 공통적- 반면 , 시선의 LoS(Line of Sight) 중심으로 넣느냐 , 밖의 주변부 (peripheral) 에 넣느냐가 쟁점

๏ center : 쉽게 지각하지만 (low vergence) real-world 에 대한 관심도가 떨어짐๏ peipheral : 중심보다 지각하기 어렵지만 (high extortion) real-world 에 대한 집중도를 유지

- 장비정비 분야 , 필드 서비스 , 제조 현장에서 수행시간과 수행인원 최적화를 위한 연구가 활발

Eye-Wearable 기술의 Display 위치와 적용

☞ 기존 연구는 프로토 타입과 실험실 환경에서 한 것을 보강하기 위해 주차장에서 자동차 정비라는 실제 환경속에서 실제 모바일 장비를 활용하고자 함

선행된 실증 조사 결과- Ockerman(1998), 항공기 정비 및 검사간 페이퍼 기반 기존 방법 vs 웨어러블 디바이스 통한 비교 ,

수행시간에 큰 차이는 없었고 , 오히려 기기에 의존해서 기억에 있는 절차를 누락하는 현상 발견- Weaver(2010), 창고에서 물건을 찾는 실험을 할 때 paper-graphic, paper-text, audio-text 보다

HMD 를 통한 것이 떠 빠르고 정확하다는 결론 도출


Method4 가지 방법 활용 - 아이웨어 2 종 / 비 아이웨어 2 종

- 아이웨어 착용 - 구글글래스 (peripheral, 단안 ), Epson Moverio(Center, 양안 )- 미 착용 - 테블릿 (LG Gpad), 종이 매뉴얼 ( 산업계의 Baseline)


Study design- Technology, Task, and Action type 에 따른 수행시간과 에러 측정 (n=12 20 세 ~27 세 )๏ Task 8 가지

(1) 엔진오일 체크하기(2) 차량 외부 퓨즈 갈기(3) 에어 필터 체크하기(4) 헤드라이트 전구 갈아 끼우기(5) 브레이크 오일 점검(6) 냉각수 점검 및 보충(7) 배터리 체크(8) 차량 내부 퓨즈 갈기

* 파일럿 실험을 통해 쉽고 / 어려운 것 쌍으로 4 개로 그룹화๏ Action type - Locate, Manipulate, Compare, Read

- 통제요소๏ 2 가지 아이웨어 장비의 보여지는 디스플레이 크기 통일๏ 기기사용은 음성제어를 가정하여 오즈의 마법사 방식 적용

* 중간에 Wizard, 피험자가 ‘ Next / Previous’ 말하면 화면제어로 넘김๏ 4 년 이상의 운전경험자 선별 , 확인결과 직접 정비 경험 없음๏ 비슷한 부분의 정비가 연속되지 않도록 순서 조합


Results측정 및 평가 결과

- 3-way anova( 수행시간에 대해 )

- Post-hoc 및 Descriptive 분석๏ 아이웨어 ( 중앙 ) 이 아이웨어 ( 주변부 ) 보다 수행시간이 짧음 (p=.014)๏ 아이웨어와 비아이웨어의 수행시간은 큰 차이가 없음๏ Action type 은 Locate, Manipulate 가 오래 걸리는 편

3way Tech x Task x Action type F(63, 582) = 2.469, p<.001, h2= .211

2wayTech x Task F(21, 582) = 2.327, p=.001, h2= .077

Tech x Action type F(9, 582) = 2.808, p=.003, h2= .042

1way

Tech F(3, 582) = 3.404, p=.017, h2= .017

Task F(7, 582) = 8.862, p<.001, h2= .096

Action type F(3, 582) = 38.140, p<.001, h2= .164


Results측정 및 평가 결과

- 3-way anova( 수행시간에 대해 )


3way Tech x Task x Action type F(63, 582) = 2.469, p<.001, h2= .211

2wayTech x Task F(21, 582) = 2.327, p=.001, h2= .077

Tech x Action type F(9, 582) = 2.808, p=.003, h2= .042

1way

Tech F(3, 582) = 3.404, p=.017, h2= .017

Task F(7, 582) = 8.862, p<.001, h2= .096

Action type F(3, 582) = 38.140, p<.001, h2= .164


아이웨어 착용이 물론 더 효과적으로 수행할 것이며 , 센터와 주변부 중어느 것이 더 나을 것인가를 알아보고자 한 것인데…


DiscussionFinding1. 아이웨어 ( 센터 ) 는 아이웨어 ( 주변부 )보다 빠르다- 눈의 중심체 (fovea) 가 보는 영역이 LoS 로 중심부로 보는 것이 당연히 빠름- 주변부는 자동차에서 사이드 미러를 보는 것 같이 의도적인 Quick Glances 가 필요함

Finding2. 아이웨어와 비아이웨어의 수행시간은 큰 차이가 없다- 저자는 핸즈프리의 상황인 아이웨어에서 좀 더 빨리 정보에 접근할 수 있게 되어 더 빠른 수행

시간을 기대하였지만 , - Mackay(1990) 가 밝혀낸 ‘ co-adaption’ 현상과 같이 테블릿이나 종이를 가지고도 가장 빨리 볼 수 있는 곳에 내려놓거나 움직임을 최소화하는 등 사용자가 스스로 재해석하고 최적화하는 경향 작용

Finding3. 아이웨어 ( 주변부 ) 는 다른 어떤 것보다 Locate 액션에서 느리다- Wickens(1991), 다중자원이론 (Multiple Resource Theory) 에 따라 아이웨어의

시각적 자극과 현실세계의 시각적 매칭의 task 가 중첩되면서 같은 모달리티를 동시에 쓰기 어렵다는 이론을 적용

- 중심부보다 주변부가 더 느린 것은 단안과 양안의 차이로 , 기본적으로 인간은 양안 자극을 통합분석 , 상호 반응 , 대결 구도의 작용이 발생하는데 단안으로 자극이 발생하여 지연이 발생한다고 설명

* 구글 글래스 착용시 피험자들이 종종 왼쪽 눈을 감는 것을 관찰한 것과 연관지어 설명


DiscussionFinding4. 모호한 지시를 받을 때 아이웨어 조건에서 더 오랜 시간이 걸린다- 5, 7번의 과제에서 오일 체크 기준 및 배터리 체크 방법에 대해 설명이 없어 사람들이 혼란을 겪었는데 상대적으로 아이웨어 착용자의 지연시간이 더 길었음

- 사회심리학의 해석수준이론 (Construal level theory) 를 들어 물리적 , 심리적거리가 가까울 수록 있는 그대로를 받아들이고 멀어질수록 추상화 , 창의적인 사고가 일어난다고 보는 것으로 아이웨어를 통한 디스플레이의 위치가 눈과 가까이 있어 , 그 정보를 그대로 받아들이고 생각하지 않는 경향으로 설명

-> 과잉 의존 효과 (Over-reliance effect) 가 발생한다고 정의내림Finding5. 그래도 사람들은 구글 글래스를 선호했다 (6 명 )

구분 아이웨어 ( 중심부 ) 아이웨어 ( 주변부 )

장점 “ 핸즈프리하네요”“ 가볍고 편하네요”“ 시야에 걸리적 거리지 않네요”“ 핸즈프리하네요”

단점“ 원치 않을 때도 항상 중앙에 정보가 나타나 있는게 불편해요”

“ 무거워요”“ 너무 구석에 있어서 보기

힘들어요”


Future Work

- 다양한 디스플레이 사이즈와 위치를 변경하여 적용해 볼 필요가 있음- task 의 종류나 숙련레벨 , 워크플로우 등을 보강해서 해보면 좋을 것 같음- 연구의 맥을 위해 장비 정비분야에서 시행되면 좋을 것 같음


Takeaway and conclusion

- 원하는 결과가 나오지 않아도 , 실험의 모든 과정에서 인사이트가 나올 수 있음 (ex 한쪽 눈을 감는 행위 )-> 실패한 결과에서 나온 패턴도 대가들의 이론으로 설명 가능하다면 ‘ Be insightful’

- 기술이 퍼포먼스를 무조건 Better 하게 하진 않음 , ‘Be neutral!’- Hands-free 하지 않은 상황에도 Co-adaption 하여 최적화를 한다지만 군인은 예외 , 내려놓을 수 없다 ! -> 단 , 이런 식의 발사형 무기가 나온다면 !! 손은 의사소통을 위해 활용 가능할지도…

- For HCI-K๏ Urgent message like “ 적 포탄 낙하 !!” 등을 화면상의 위치와 떠있는 시간에 따른 읽히는 시간๏ 센터가 무조건 빠르지만 real-world 를 집중에 어려움을 줄 수 있으니 센터를 제외한 peripheral 한

안구활동이 비교적 적은 동 - 서 -남 -북 위치와 메시지의 duration 을 가지고 비교 예정

감사합니다