CandyFly：通过适应性和可适应性交互为残疾无人机飞行员带来乐趣

文献标题

CandyFly: Bringing fun to drone pilots with disabilities through adapted and adaptable interactions

文献信息

• 主题领域: 人机交互（Human-Computer Interaction, HCI），重点是残疾人士辅助技术和娱乐活动
• 关键词: 无人机、人机无人机互动、无人航空载具、飞行操控、自动化、辅助技术

研究背景与问题

• 发现的问题或挑战:
  1. 操作无人机需要较高的感知和运动技能，如调整飞行姿态、监控速度与位置，这对于有认知、运动或感官障碍的人群而言非常具有挑战性。
  2. 因此，现有的无人机操作可能不适合身体障碍人士，而通常为残疾人设计的活动侧重于康复或教育，娱乐活动较少。
• 重要性:
  • 提供适合残疾人士的无人机飞行体验，不仅满足他们参与娱乐活动的需求，还能提高生活质量和社会参与感。
• 研究动机与相关工作:
  • 当前有关辅助互动设计的文献强调为残疾人士设计的交互技术，例如脑机接口（BCI）、手势操控等，但缺乏针对多样性残疾人群的适应能力强的无人机操控解决方案。

解决方案

• 提出的解决方案:
  • CandyFly应用程序：适应性强的无人机软件，为残疾人士设计，结合硬件、软件和自动化调整，以满足不同需求。
  • 应用基于能力的设计原则（Ability-Based Design），通过研究实践和设计迭代来满足用户能力而非强调其障碍。
• 创新之处:
  • 提供对无人机控制的硬件、软件和自动化调整，支持多种身体、认知和感官能力；搭建支持个性化和可调整的软件框架。
• 实施步骤与技术:
  1. 硬件方面：适配各种控制设备，如压力敏感按键、游戏手柄、扩展摇杆等。
  2. 软件方面：允许用户个性化控制映射和调整输入设备灵敏度。提供逐步难度调节。
  3. 自动化飞行：通过预设模式、动态调整无人机飞行自由度（如限定高度或水平移动），降低操作难度。
  4. 研究方法：使用设计技术性探针和“研究-设计”的方法，通过真实场景下的用户试验收集反馈，进行迭代设计。

研究成果

• 具体成果:
  • 在为残疾人士提供娱乐活动方面，缩短了学习曲线，大幅提高无人机操作的稳定性与安全性。
  • 显著减少无人机飞行事故，与现有设备相比易于操作。
  • CandyFly已被多次试验，获得用户及其陪护者的一致好评。参与者认为无人机飞行更加有趣且适合其需求。
• 优势与对比:
  • 与传统交互设计相比，CandyFly适配更多类型的残疾，交互行为更加灵活；与商用无人机的遥控器相比，用户负担显著减轻。
• 实验与评估结果:
  • 在3.5年的8次工作坊中，共计11位具有不同类型障碍的飞行员参与试验，覆盖范围包括认知、感官和运动障碍。
  • 部分飞行者展示出进步，如飞行时间增加、动作复杂性提升，且减少了因飞行失误导致的无人机损坏。
  • 应用获得用户和陪护者的积极评价，部分飞行者主动要求多次参与。
• 局限性与未来方向:
  • 未覆盖所有残疾类型，例如视觉障碍者的适配性仍有待进一步探索。
  • 未来可加入基于问卷或自动化方式的个性化参数推荐系统，以简化初始化配置。
  • 可进一步探讨增强的感官反馈（例如声音或触觉）对不同用户群体的适应性。