Ren's Lab

我们首次提出需要设计适合笔操作特点的交互技术，而不仅仅是让笔模仿传统的鼠标操作，进而设计出更为自然的笔式交互界面和技术。为此，我们针对于分析笔的输入能力的工作相对较少及分析用笔过程中人的因素的相关研究等多项研究空白开展研究工作，以增加笔的输入操作能力为目的，以符合人的自然操作习惯为出发点，以衡量人对笔的“压力、倾斜角、方位角”的控制能力为主要研究内容，系统地以实证研究方法对笔进行了多项基础性研究，在此基础上研究出多种新型的笔式交互技术，取得了技术上的重大突破，相关论文发表在ACM TOCHI, ACM CHI 2011, BIT, IJHCI以及日本著名的信息处理学会等刊物以及相关的著名国际会议上。相关研究得到了日本文部科学省，微软亚洲研究院，日本国家信息处理推进机构“未来软件创造事业”，中国国家自然科学基金的资助。这些成果对于推进笔式技术的基础研究，笔式交互技术的设计，笔式计算机的发展具有重要的科学指导意义。 更多<<

我们提出引入接触面积、人手指向等人手自然属性作为新的设备输入量，突破当前多点触摸设备只能处理接触点坐标信息的限制，从而可以更为有效的实现自然人机界面的设计。在前期工作中，我们通过一台基于FTIR的多点触摸设备，对人手五个指头在垂直与倾斜点击状态的坐标变化、手指可用方向和接触面积变化等一系列属性进行了系统的实测研究，给出了相应的数学拟合方法，并系统研究了人手指在初始接触，稳定接触以及抬起这三个过程变化过程中手指信息输入量的变化，已获得一批有意义的实验结果，相关成果已经发表在人机交互领域国际顶级会议ACM CHI 2009, ACM UIST 2009上，引起国内外同行关注。相关研究得到了日本文部科学省，中国国家自然科学基金的资助。从整体看，本方向的研究成果对于指导多点触摸技术的发展与设备开发，构建新一代自然人机交互界面技术具有明显的参考价值和指导意义。

针对传统的人机交互模型只有表现系统的客观任务参数，我们首次提出将人的主观因素引入到人机交互模型中，进而可以更有效的实现以人为本的输入设备和界面的设计。为此，我们针对现有的模型很少考虑操作者的主观操作倾向因素以及分析不同操作倾向所产生的任务的不同时间和精度等研究空白开展相关研究工作，最终目的是为了更有效和方便地为不同的用户群体设计适合他们自身生理和心理特点的人机界面和操作工具。主要研究内容涉及到操作者主观操作倾向的系统考察、从系统的自信息和人为的自信息角度建立新的行为模型以及目标颜色对行为模型的影响等。在此基础上对人为的主观生理和心理因素进行了各种详细的研究，取得了丰硕的研究成果，相关论文发表在IJHCS，BIT以及日本著名的信息处理学会等刊物上以及相关的著名国际会议上。相关研究得到了日本文部省科学研究费，日本“高技术研究中心整备事业费”和日本“Academic Frontiers Promotion Program”的资助。这些成果对于促进人机交互中人的行为模型的研究，新型输入设备和人机界面的设计与评估具有重要的指导意义。

我们系统地研究了眼动交互界面中的认知心理问题。由于眼动跟踪技术在精准度、校准误差和偏移等方面的原因（即外在的技术因素），加上眼睛天生不是一个像手一样的控制器官，其运动形态和特征也截然不同（即内在的生理因素），使得眼动交互仍然存在着不同的问题。为克服这些问题，科研工作者设计和采用合适的算法以克服眼睛生理振颤(Eye Jitter)和偶发性细微扫视(Micro-saccades)等噪音的影响。然而，大部分噪音过滤的算法（如Kalman Filter），不可避免地会造成输出信号的延迟。我们从另一个角度，采取抑制噪音的方式以降低眼动交互关键属性所受的影响，取得了良好的成效。本研究的部分工作已发表在人机交互领域国际顶级会议ACM CHI 2008、CHI 2010上。相关研究获得了日本高技术研究中心整备事业经费以及日本卡西欧科学振兴财团的资助。这些成果对于高度重视眼动交互界面中的认知心理因素，对于眼动交互界面的创新设计，改善可用性有重要的指导意义。

目前人们主要通过视觉和听觉作为媒介与计算机进行交互，然而随着交互信息量的剧增，传统的人机交互方式已经满足不了现代交互的需要。与此同时，随着用户对真实感体验的需求逐步增强，人机交互技术对于人本身的自然属性不断关注，触觉作为人从出生最先拥有并最后失去的感觉成为业界研究的热点之一。在前期工作中，我们搭建了一套可以提供多种触觉属性反馈的人机交互系统，通过改变振动强弱和材质变换等一系列触觉属性，进行了大量的实测研究和基础理论探索，并系统地研究了振动反馈在人机交互的两种基本任务下与其他反馈形式的区别，得到了一系列有意义的结论，为交互系统反馈机制的设计提供了理论指导。相关成果发表在BIT以及日本著名的信息处理学会等刊物上以及相关的日本国内外著名会议上并获得最佳论文奖。这些成果对于推进运用更多的触觉信息拓展人机交互的带宽提供了重要的指导，具有重要的研究意义。