為上肢殘障人士服務的ATM界面與交互的概念設計研究

余夢婷 余佳琳

摘要：本文依據現今不斷增長的上肢殘障人士數目，分析上肢殘障人士想要自助進行ATM交互的需求，并基于交互設計研究為上肢殘障人士服務的ATM界面功能，提出眼球追蹤技術方案來輔助上肢殘障人士完成與ATM界面的人機交互，為上肢殘障人士生活便利以及帶來額外的社會效益有重要意義。

關鍵詞：上肢殘障；眼球追蹤技術；界面；交互；設計

在生活中，上肢殘障人士會在日常操作中遇到困難。因此，目前的社會環境尚未很好的協調上肢殘障人士的生活問題，但國內政府正采取積極的措施來改善殘疾人的生活狀況。李克強總理也曾強調“我國殘疾人事業是崇高的人道主義事業，是中國特色社會主義事業的重要組成部分。”因此，研發為上肢殘障人士服務的ATM交互界面有重要意義。

一、國內外肢體殘障服務發展現狀

國內開始逐漸關注肢體殘障人士的服務質量，每年頒發相應的社會保障與服務政策，落實肢體殘障人士的社會與經濟效益。從社會需求來看，與肢體功能障礙人口增長的速度相比，其相應的產品供給已經滿足不了他們的需求2010年的世博會中展示了肢體殘障人士可以通過高科技的手段來體驗生活的美好，因此國內對肢體殘障人士設計服務方面仍處起步階段。設計的發展有賴于經濟與科學技術的發展，才能為人民謀幸福。據研究表明中國肢體殘障人士出門幾率較少，而在國外肢體殘障人士卻能隨處可見。20世紀60年代后期開始，歐美設計師以設計的手段使社會的這部分特殊人群獲得全新的產品和環境。在功能以及形態方面產生了專為肢體殘障人士服務的優秀產品，創造了一個平等的交流環境。

二、眼球追蹤技術

眼球追蹤技術作為一種新型技術，有學者開始關注如何將眼球追蹤技術應用到上肢殘障人士中，這會提高上肢殘障人士的生活便利。瑞典眼球追蹤技術公司Tobii正是計劃將此項技術應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來計算人眼注視的方向，其人眼識別裝置包括照明系統、相機、圖像檢測、3D人眼模型以及核心算法。Tobii用人眼識別裝置的紅外線來生成瞳孔所見圖像，相機來捕捉生成圖像，通過算法來算出眼睛運動位置以及凝視點，最后將眼球運動軌跡反饋到電腦中。

早期的眼球追蹤技術首先應用于心理學研究，后被用于人機交互，眼動在人的視覺信息加工過程中有三種主要形式：跳動、注視和平滑尾隨跟蹤。依靠追蹤用戶的眼球動態，來達到無需觸屏即可操作頁面的作用。當人的眼睛隨著方向變化時，眼球轉動也會有細微的變化，而計算機可以通過圖像捕捉或掃描提取眼部變化產生的特征，從而實時預判用戶的需求，產生相應的交互。

眼球追蹤技術的載體為：紅外線設備和圖像采集設備。在精度方面，紅外線采集比圖像采集有一定的優勢，能夠在屏幕上精確捕捉微小的眼動軌跡。然后輔以眨眼識別、注視識別等技術，可以替代鼠標、觸摸來進行操作。此外，如電腦或手機上的圖像采集設備（攝像頭），在軟件的支持下也能追蹤眼球運動軌跡，但其準確性、穩定性以及速度仍有進步空間。

三、目前ATM界面與交互存在的問題

通過調查失去雙手的上肢殘障人士的取錢需求發現，大多數上肢殘障人士需要在銀行營業期間尋求人工幫助，并且認為ATM自助交易可以保護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現ATM界面與交互存在一些問題。首先，在進入ATM自助機所在的封閉空間時，存在著開門與關門的問題，如何讓失去雙手的上肢殘障人士在出入封閉空間時產生良好的交互體驗，并且如何在此封閉空間中保證其財產安全。其次在取款存錢的時候，失去雙手的上肢殘障人士如何將銀行卡放入感應銀行卡的位置，又如何將錢放入ATM自助機中或將錢從ATM自助機中取走。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ATM自助機提出服務要求，如果用額頭進行觸碰，觸碰面積太大，容易造成錯誤的操作；還有倒計時的設計，無形中形成催促感，更容易讓上肢殘障人士產生焦躁。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計方案

基于眼球追蹤技術研究為失去雙手的上肢殘障人士服務的ATM界面交互設計，是為了方便其在家門口就可以完成ATM取款功能的使用，節約了失去雙手的上肢殘障人士去銀行排隊的時間。利用眼球追蹤技術能保證失去雙手的上肢殘障人士的財產隱私，這比聲控技術更為保險。

在進入ATM自助機所在的封閉環境時，設置感應儀器來為失去雙手的上肢殘障人士完成自動開門與關門的操作。進入后，失去雙手的上肢殘障人士可以通過眼球掃過ATM界面，此時ATM界面會出現鼠標點，鼠標點會隨著視線的移動而移動。當門關上時，ATM界面上會出現鎖門的功能圖標，注視此功能圖標時間長達5s后，便能完成鎖門的操作。在交互設計上，眼球的移動表示選擇，長時間的注視表示點擊。而這種過程需要紅外線捕捉肢體殘障人士的眼球運動軌跡，以及識別長時間的注視，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產安全，界面會設置人臉識別功能，依據了圖像采集的原理，通過人臉識別進入界面是為了辨別是否為本人，并且ATM界面會提出相應的交互指令來判斷是否為照片，例如眨眼、低頭、抬頭等，確保本人的財產安全。由于圖像采集，會識別人臉是否跟銀行卡所登記的身份證照片有高相似度，識別通過后會自動展示其名下銀行卡，不再需要將銀行卡放入ATM自助機進行識別。在界面上，取款圖標的設計相對于一般ATM自助取款機的界面圖標要大，一目了然，方便眼球運動軌跡的采集，并取消了倒計時的設計。這種特殊的ATM自助機為了更好的幫助失去雙手的上肢殘障人士，來輔助失去雙手的上肢殘障人士與ATM之間的交易，會有智能機器手根據需要輔助肢體殘障人士完成拿錢的操作。

五、結語

眼球追蹤技術雖然仍處于起步階段，但有著廣闊的前景，利用此項技術捕捉上肢殘障人士眼球運動的軌跡，可以幫助失去雙手的上肢殘障人士完成ATM界面的交互，實現金融交易，保障財產安全。通過其界面與交互的概念設計研究提供人性化的設計思考，給予上肢殘障人士以社會關愛與幫助。眼球追蹤技術的創新與突破會使人機交互更加自然，更方便上肢殘障人士融入到社會環境中。

參考文獻：

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作者簡介：余夢婷，武漢工程大學，碩士研究生，研究方向：視覺傳達設計；余佳琳，武漢工程大學，碩士研究生，研究方向：數字媒體設計。