Soma-noti：通过内衣可穿戴设备传递通知

文献标题

Soma-noti: Delivering Notifications Through Under-clothing Wearables

文献信息

• 主题领域: 可穿戴技术、触觉交互
• 关键词: 通知机制、可穿戴设备、触觉输出、身体感知、反馈机制、错误率、舒适度、响应时间、穿戴式交互、位置感知
• 会议: CHI 2021
• 链接: DOI

研究背景与问题

• 发现的问题或挑战:

  • 可穿戴设备目前多集中于手腕或指环形式，但衣服内侧这种靠近皮肤的区域作为输出渠道尚未得到深入探索。
  • 振动作为一种普遍的通知机制占主导地位，其他触觉信号（如捏、吹气）则还未被充分研究。
  • 缺乏研究对比多种触觉信号在不同身体部位的性能表现。

• 研究的重要性:

  • 在衣服内侧布置设备无需直接附着在皮肤上，这种形式可能为设计非侵入式、隐私友好的通知机制提供更多可能性。
  • 触觉通知形式多样化有助于减轻单一振动信号的局限性（例如易被忽视或扰乱用户精力）。

• 研究动机与相关工作:

  • 类似设备（如 LumoLift）的商业化应用启发了作者，但这些设备缺乏对感知效果和通知种类的深入研究。
  • 过去的研究多集中于单一触觉信号（如热或振动）或特定位置（如手腕），忽略了在不同位置和信号类型之间的对比。

解决方案

• 提出的方案:

  • 设计支持 10 种不同触觉信号的原型设备（称为“徽章”），这些信号包括按压、戳刺、捏、热、冷、吹气、吸气、振动、水分和刷过感。
  • 在 6 个上半身常见衣物覆盖的部位进行实验测试，包括锁骨、肩膀、胃部、身体侧面、上臂和下背。

• 创新点:

  • 首次研究了 10 种触觉信号的比较及其在多个身体部位的性能差异。
  • 提出了“徽章”这种新型设备形式，并探索其在衣服内侧近皮肤佩戴的设计潜力。

• 实施步骤与关键技术:

  • 硬件设计：
    • 每种信号类型的设计包含不同性能的执行器，例如通过压力、电机或温差驱动模块实现不同的触觉效果。
    • 使用磁铁将设备固定在衣服内侧，确保其接触皮肤，方便穿戴和拆卸。
  • 实验设计：
    • 使用 WiFi 控制的 ESP32 微控制器，为不同信号设备控制供电和操作。
    • 测量用户在不同信号和位置上的反应时间、错误率、舒适度和紧迫感。
  • 软件：
    • 开发两款安卓应用：一个供实验员控制信号，另一个供用户在感知信号后按键记录反应时间。

研究成果

• 具体成果:

  • 反应时间:
    • “戳刺”、“捏”和“振动”信号的反应时间最短，平均约为 2 秒。
    • 温度相关的信号（如热/冷）反应时间最长，分别为 3.1 秒和 3.57 秒。
  • 错误率:
    • 锁骨、肩部和上臂位置的错误率最低（< 8%），显示这些位置由于衣服贴合更紧，对信号感知性更佳。
    • 下背部的错误率最高（15%），可能由于衣服松弛影响信号传递。
  • 舒适度:
    • 冷信号（4 分）和振动信号（3.85 分）被用户认为更舒适。
    • 上臂位置评分最高，显示用户对这一位置的信号接收体验更好。
  • 紧迫感:
    • 戳刺信号（4.0 分）紧迫感最强，吹气信号（2.08 分）被认为最轻。

• 与现有解决方案比较的优势:

  • 提供对多种信号的系统对比，为未来通知设计提供参考。
  • 突出了“衣物内侧”这种新型可穿戴设备位置的潜力和适用性。

• 局限性与未来方向:

  • 局限性:
    • 参与者衣服松紧度等个人因素尚不能完全标准化，可能影响结果。
    • 原型设备有进一步小型化的空间，目前设计对舒适度仍有轻微影响。
  • 未来方向:
    • 针对单一信号的深入研究，例如在纹理或刺激模式上的优化。
    • 对比不同设备形式（如指环、吊坠、臂带等）的输出效果。
    • 研究触觉信号的组合使用和时间模式优化。

总结

本研究通过设计和测试 10 种触觉信号的徽章设备，系统探讨了“衣服内侧”可穿戴通知设备的设计和表现。结果显示身体位置和设备类型对用户体验的显著影响，为未来触觉通知及可穿戴技术的研究提供了丰富的指导和框架。