余夢(mèng)婷 余佳琳

摘要：本文依據(jù)現(xiàn)今不斷增長(zhǎng)的上肢殘障人士數(shù)目，分析上肢殘障人士想要自助進(jìn)行ATM交互的需求，并基于交互設(shè)計(jì)研究為上肢殘障人士服務(wù)的ATM界面功能，提出眼球追蹤技術(shù)方案來(lái)輔助上肢殘障人士完成與ATM界面的人機(jī)交互，為上肢殘障人士生活便利以及帶來(lái)額外的社會(huì)效益有重要意義。

關(guān)鍵詞：上肢殘障；眼球追蹤技術(shù)；界面；交互；設(shè)計(jì)

在生活中，上肢殘障人士會(huì)在日常操作中遇到困難。因此，目前的社會(huì)環(huán)境尚未很好的協(xié)調(diào)上肢殘障人士的生活問題，但國(guó)內(nèi)政府正采取積極的措施來(lái)改善殘疾人的生活狀況。李克強(qiáng)總理也曾強(qiáng)調(diào)“我國(guó)殘疾人事業(yè)是崇高的人道主義事業(yè)，是中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)的重要組成部分。”因此，研發(fā)為上肢殘障人士服務(wù)的ATM交互界面有重要意義。

一、國(guó)內(nèi)外肢體殘障服務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)開始逐漸關(guān)注肢體殘障人士的服務(wù)質(zhì)量，每年頒發(fā)相應(yīng)的社會(huì)保障與服務(wù)政策，落實(shí)肢體殘障人士的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。從社會(huì)需求來(lái)看，與肢體功能障礙人口增長(zhǎng)的速度相比，其相應(yīng)的產(chǎn)品供給已經(jīng)滿足不了他們的需求2010年的世博會(huì)中展示了肢體殘障人士可以通過(guò)高科技的手段來(lái)體驗(yàn)生活的美好，因此國(guó)內(nèi)對(duì)肢體殘障人士設(shè)計(jì)服務(wù)方面仍處起步階段。設(shè)計(jì)的發(fā)展有賴于經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，才能為人民謀幸福。據(jù)研究表明中國(guó)肢體殘障人士出門幾率較少，而在國(guó)外肢體殘障人士卻能隨處可見。20世紀(jì)60年代后期開始，歐美設(shè)計(jì)師以設(shè)計(jì)的手段使社會(huì)的這部分特殊人群獲得全新的產(chǎn)品和環(huán)境。在功能以及形態(tài)方面產(chǎn)生了專為肢體殘障人士服務(wù)的優(yōu)秀產(chǎn)品，創(chuàng)造了一個(gè)平等的交流環(huán)境。

二、眼球追蹤技術(shù)

眼球追蹤技術(shù)作為一種新型技術(shù)，有學(xué)者開始關(guān)注如何將眼球追蹤技術(shù)應(yīng)用到上肢殘障人士中，這會(huì)提高上肢殘障人士的生活便利。瑞典眼球追蹤技術(shù)公司Tobii正是計(jì)劃將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到失去雙手的殘障人士生活中。Tobii使用瞳孔中心角膜反射技術(shù)來(lái)計(jì)算人眼注視的方向，其人眼識(shí)別裝置包括照明系統(tǒng)、相機(jī)、圖像檢測(cè)、3D人眼模型以及核心算法。Tobii用人眼識(shí)別裝置的紅外線來(lái)生成瞳孔所見圖像，相機(jī)來(lái)捕捉生成圖像，通過(guò)算法來(lái)算出眼睛運(yùn)動(dòng)位置以及凝視點(diǎn)，最后將眼球運(yùn)動(dòng)軌跡反饋到電腦中。

早期的眼球追蹤技術(shù)首先應(yīng)用于心理學(xué)研究，后被用于人機(jī)交互，眼動(dòng)在人的視覺信息加工過(guò)程中有三種主要形式：跳動(dòng)、注視和平滑尾隨跟蹤。依靠追蹤用戶的眼球動(dòng)態(tài)，來(lái)達(dá)到無(wú)需觸屏即可操作頁(yè)面的作用。當(dāng)人的眼睛隨著方向變化時(shí)，眼球轉(zhuǎn)動(dòng)也會(huì)有細(xì)微的變化，而計(jì)算機(jī)可以通過(guò)圖像捕捉或掃描提取眼部變化產(chǎn)生的特征，從而實(shí)時(shí)預(yù)判用戶的需求，產(chǎn)生相應(yīng)的交互。

眼球追蹤技術(shù)的載體為：紅外線設(shè)備和圖像采集設(shè)備。在精度方面，紅外線采集比圖像采集有一定的優(yōu)勢(shì)，能夠在屏幕上精確捕捉微小的眼動(dòng)軌跡。然后輔以眨眼識(shí)別、注視識(shí)別等技術(shù)，可以替代鼠標(biāo)、觸摸來(lái)進(jìn)行操作。此外，如電腦或手機(jī)上的圖像采集設(shè)備（攝像頭），在軟件的支持下也能追蹤眼球運(yùn)動(dòng)軌跡，但其準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性以及速度仍有進(jìn)步空間。

三、目前ATM界面與交互存在的問題

通過(guò)調(diào)查失去雙手的上肢殘障人士的取錢需求發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)上肢殘障人士需要在銀行營(yíng)業(yè)期間尋求人工幫助，并且認(rèn)為ATM自助交易可以保護(hù)失去雙手的上肢殘障人士的隱私，以及更希望能就近完成ATM自助交易。站在失去雙手的上肢殘障人士的角度發(fā)現(xiàn)ATM界面與交互存在一些問題。首先，在進(jìn)入ATM自助機(jī)所在的封閉空間時(shí)，存在著開門與關(guān)門的問題，如何讓失去雙手的上肢殘障人士在出入封閉空間時(shí)產(chǎn)生良好的交互體驗(yàn)，并且如何在此封閉空間中保證其財(cái)產(chǎn)安全。其次在取款存錢的時(shí)候，失去雙手的上肢殘障人士如何將銀行卡放入感應(yīng)銀行卡的位置，又如何將錢放入ATM自助機(jī)中或?qū)㈠X從ATM自助機(jī)中取走。最后，失去雙手的上肢殘障人士又如何使用ATM界面中的功能以及對(duì)ATM自助機(jī)提出服務(wù)要求，如果用額頭進(jìn)行觸碰，觸碰面積太大，容易造成錯(cuò)誤的操作；還有倒計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)，無(wú)形中形成催促感，更容易讓上肢殘障人士產(chǎn)生焦躁。因此，失去雙手的上肢殘障人士要想完成自助交易是一件很困難的事情。

四、提出ATM界面與交互的概念設(shè)計(jì)方案

基于眼球追蹤技術(shù)研究為失去雙手的上肢殘障人士服務(wù)的ATM界面交互設(shè)計(jì)，是為了方便其在家門口就可以完成ATM取款功能的使用，節(jié)約了失去雙手的上肢殘障人士去銀行排隊(duì)的時(shí)間。利用眼球追蹤技術(shù)能保證失去雙手的上肢殘障人士的財(cái)產(chǎn)隱私，這比聲控技術(shù)更為保險(xiǎn)。

在進(jìn)入ATM自助機(jī)所在的封閉環(huán)境時(shí)，設(shè)置感應(yīng)儀器來(lái)為失去雙手的上肢殘障人士完成自動(dòng)開門與關(guān)門的操作。進(jìn)入后，失去雙手的上肢殘障人士可以通過(guò)眼球掃過(guò)ATM界面，此時(shí)ATM界面會(huì)出現(xiàn)鼠標(biāo)點(diǎn)，鼠標(biāo)點(diǎn)會(huì)隨著視線的移動(dòng)而移動(dòng)。當(dāng)門關(guān)上時(shí)，ATM界面上會(huì)出現(xiàn)鎖門的功能圖標(biāo)，注視此功能圖標(biāo)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5s后，便能完成鎖門的操作。在交互設(shè)計(jì)上，眼球的移動(dòng)表示選擇，長(zhǎng)時(shí)間的注視表示點(diǎn)擊。而這種過(guò)程需要紅外線捕捉肢體殘障人士的眼球運(yùn)動(dòng)軌跡，以及識(shí)別長(zhǎng)時(shí)間的注視，便可以用這種方式完成取款存錢的功能指令。

為了保障失去雙手的上肢殘障人士的財(cái)產(chǎn)安全，界面會(huì)設(shè)置人臉識(shí)別功能，依據(jù)了圖像采集的原理，通過(guò)人臉識(shí)別進(jìn)入界面是為了辨別是否為本人，并且ATM界面會(huì)提出相應(yīng)的交互指令來(lái)判斷是否為照片，例如眨眼、低頭、抬頭等，確保本人的財(cái)產(chǎn)安全。由于圖像采集，會(huì)識(shí)別人臉是否跟銀行卡所登記的身份證照片有高相似度，識(shí)別通過(guò)后會(huì)自動(dòng)展示其名下銀行卡，不再需要將銀行卡放入ATM自助機(jī)進(jìn)行識(shí)別。在界面上，取款圖標(biāo)的設(shè)計(jì)相對(duì)于一般ATM自助取款機(jī)的界面圖標(biāo)要大，一目了然，方便眼球運(yùn)動(dòng)軌跡的采集，并取消了倒計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)。這種特殊的ATM自助機(jī)為了更好的幫助失去雙手的上肢殘障人士，來(lái)輔助失去雙手的上肢殘障人士與ATM之間的交易，會(huì)有智能機(jī)器手根據(jù)需要輔助肢體殘障人士完成拿錢的操作。

五、結(jié)語(yǔ)

眼球追蹤技術(shù)雖然仍處于起步階段，但有著廣闊的前景，利用此項(xiàng)技術(shù)捕捉上肢殘障人士眼球運(yùn)動(dòng)的軌跡，可以幫助失去雙手的上肢殘障人士完成ATM界面的交互，實(shí)現(xiàn)金融交易，保障財(cái)產(chǎn)安全。通過(guò)其界面與交互的概念設(shè)計(jì)研究提供人性化的設(shè)計(jì)思考，給予上肢殘障人士以社會(huì)關(guān)愛與幫助。眼球追蹤技術(shù)的創(chuàng)新與突破會(huì)使人機(jī)交互更加自然，更方便上肢殘障人士融入到社會(huì)環(huán)境中。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳海英.基于肢體殘障者的食品包裝設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)民族博覽，2017（09）.

[2] 廖衛(wèi)華，嚴(yán)由偉，徐子清.視線跟蹤技術(shù)在人機(jī)交互中的研究[J].長(zhǎng)春師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（02）.

[3] 賈文偉，張成陽(yáng)，殷玉恩.車載眼動(dòng)追蹤技術(shù)應(yīng)用集成系統(tǒng)開發(fā)[J].汽車科技，2019（01）.

作者簡(jiǎn)介：余夢(mèng)婷，武漢工程大學(xué)，碩士研究生，研究方向：視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)；余佳琳，武漢工程大學(xué)，碩士研究生，研究方向：數(shù)字媒體設(shè)計(jì)。