Eye-Wearable Technology for Machine Maintenance: Effects of Display Position and Hands-free Operation

Eye-Wearable Technology
for Machine Maintenance:
Effects of Display Position
and Hands-free Operation
+CHI ’15
-Xianjun Sam Zheng et al.
/한상규
x 2016 falling

UX Lab, Graduate School of Convergence Science and Technology, Seoul National Univ.
랩미팅
2016.10.26.수
한상규
Eye-Wearable Technology for Machine
Maintenance: Effects of Display Position and
Hands-free Operation

Why this paper?
3
“미래 군 전투고글을 상상하면서 HCI-K를 준비하던 중 관련 연구로 ”
- 특정 Task를 두고 스마트 글라스 2종과 기존의 방법들을 두고 비교 분석하는 방법론이 괜찮
- 데이터 분석을 위해 다방면으로 할 수 있는 것은 모두 다한 것 같은 논문, 고군분투!

저자
4

저자
5
Uxer, 멘탈 워크로드에 관심이 많고 이를 동공으로 풀거나
인덱스를 만들어 적용코자 함
현장에서 쓸만한?!

Own Conclusion
- 예상했던 실험결과가 나오지 않을 때 대처법! -> Result 1p vs Discussion 3p
- 아직 대중화되지 않은 최신 기술이지만 속단은 이름, user may not perform better
- 양손을 좀 더 자유롭게 활용하기 위해서 Eye-Wearable 기술은 필요
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Related works
- See-through Display를 통해 반투명한 디스플레이를 제공하는 것은 공통적
- 반면, 시선의 LoS(Line of Sight) 중심으로 넣느냐, 밖의 주변부(peripheral)에 넣느냐가 쟁점
๏ center : 쉽게 지각하지만(low vergence) real-world에 대한 관심도가 떨어짐
๏ peipheral : 중심보다 지각하기 어렵지만(high extortion) real-world에 대한 집중도를 유
- 장비정비 분야, 필드 서비스, 제조 현장에서 수행시간과 수행인원 최적화를 위한 연구가 활
Eye-Wearable 기술의 Display 위치와
적용
☞ 기존 연구는 프로토 타입과 실험실 환경에서 한 것을 보강하기 위해 주차장에서 자동차
실제 환경속에서 실제 모바일 장비를 활용하고자 함
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선행된 실증 조사
결과
- Ockerman(1998), 항공기 정비 및 검사간 페이퍼 기반 기존 방법 vs 웨어러블 디바이스 통한
수행시간에 큰 차이는 없었고, 오히려 기기에 의존해서 기억에 있는 절차를 누락하는 현상
- Weaver(2010), 창고에서 물건을 찾는 실험을 할 때 paper-graphic, paper-text, audio-text보
HMD를 통한 것이 떠 빠르고 정확하다는 결론 도출

Method
4가지 방법 활용 - 아이웨어 2종 / 비 아이웨어
2종
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- 아이웨어 착용 - 구글글래스(peripheral, 단안), Epson Moverio(Center, 양안)
- 미 착용 - 테블릿(LG Gpad), 종이 매뉴얼(산업계의 Baseline)

Study designechnology, Task, and Action type에 따른 수행시간과 에러 측정(n=12 20세~27세)
๏ Task 8가지
(1) 엔진오일 체크하기
(2) 차량 외부 퓨즈 갈기
(3) 에어 필터 체크하기
(4) 헤드라이트 전구 갈아 끼우기
(5) 브레이크 오일 점검
(6) 냉각수 점검 및 보충
(7) 배터리 체크
(8) 차량 내부 퓨즈 갈기
* 파일럿 실험을 통해 쉽고/어려운 것 쌍으로 4개로 그룹화
๏ Action type - Locate, Manipulate, Compare, Read
통제요소
๏ 2가지 아이웨어 장비의 보여지는 디스플레이 크기 통일
๏ 기기사용은 음성제어를 가정하여 오즈의 마법사 방식 적용
* 중간에 Wizard, 피험자가 ‘Next / Previous’ 말하면 화면제어로 넘김
๏ 4년 이상의 운전경험자 선별, 확인결과 직접 정비 경험 없음
๏ 비슷한 부분의 정비가 연속되지 않도록 순서 조합
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UX Lab, Graduate School of Convergence Science and Technology, Seoul National Univ. 10
Results
측정 및 평가 결과
- 3-way anova(수행시간에 대해)
- Post-hoc 및 Descriptive 분석
๏ 아이웨어(중앙)이 아이웨어(주변부)보다 수행시간이 짧음(p=.014)
๏ 아이웨어와 비아이웨어의 수행시간은 큰 차이가 없음
๏ Action type은 Locate, Manipulate가 오래 걸리는 편
3way
Tech x Task x Action
type F(63, 582) = 2.469, p<.001, h2= .211
2way
Tech x Task F(21, 582) = 2.327, p=.001, h2= .077
Tech x Action type F(9, 582) = 2.808, p=.003, h2= .042
1way
Tech F(3, 582) = 3.404, p=.017, h2= .017
Task F(7, 582) = 8.862, p<.001, h2= .096
Action type F(3, 582) = 38.140, p<.001, h2= .164

Results
측정 및 평가 결과
- 3-way anova(수행시간에 대해)
3way
Tech x Task x Action
type F(63, 582) = 2.469, p<.001, h2= .211
2way
Tech x Task F(21, 582) = 2.327, p=.001, h2= .077
Tech x Action type F(9, 582) = 2.808, p=.003, h2= .042
1way
Tech F(3, 582) = 3.404, p=.017, h2= .017
Task F(7, 582) = 8.862, p<.001, h2= .096
Action type F(3, 582) = 38.140, p<.001, h2= .164
이웨어 착용이 물론 더 효과적으로 수행할 것이며, 센터와 주변부
어느 것이 더 나을 것인가를 알아보고자 한 것인데…

Discussion
Finding1. 아이웨어(센터)는 아이웨어(주변부)보다 빠르다
- 눈의 중심체(fovea)가 보는 영역이 LoS로 중심부로 보는 것이 당연히 빠름
- 주변부는 자동차에서 사이드 미러를 보는 것 같이 의도적인 Quick Glances가 필요함
Finding2. 아이웨어와 비아이웨어의 수행시간은 큰 차이가 없다
- 저자는 핸즈프리의 상황인 아이웨어에서 좀 더 빨리 정보에 접근할 수 있게 되어 더 빠
른 수행 시간을 기대하였지만,
- Mackay(1990)가 밝혀낸 ‘co-adaption’ 현상과 같이 테블릿이나 종이를 가지고도 가장
빨리 볼 수 있는 곳에 내려놓거나 움직임을 최소화하는 등 사용자가 스스로 재해석하고
최적화하는 경향 작용
Finding3. 아이웨어(주변부)는 다른 어떤 것보다 Locate액션에서 느리다
- Wickens(1991), 다중자원이론(Multiple Resource Theory)에 따라 아이웨어의 시각적
자극과 현실세계의 시각적 매칭의 task가 중첩되면서 같은 모달리티를 동시에 쓰기 어
렵다는 이론을 적용
- 중심부보다 주변부가 더 느린 것은 단안과 양안의 차이로, 기본적으로 인간은 양안 자극
을 통합분석, 상호 반응, 대결 구도의 작용이 발생하는데 단안으로 자극이 발생하여 지
연이 발생한다고 설명

Discussion
Finding4. 모호한 지시를 받을 때 아이웨어 조건에서 더 오랜 시간이 걸린다
- 5, 7번의 과제에서 오일 체크 기준 및 배터리 체크 방법에 대해 설명이 없어 사람들이 혼란
을 겪었는데 상대적으로 아이웨어 착용자의 지연시간이 더 길었음
- 사회심리학의 해석수준이론(Construal level theory)를 들어 물리적, 심리적거리가 가까울
수록 있는 그대로를 받아들이고 멀어질수록 추상화, 창의적인 사고가 일어난다고 보는 것
으로 아이웨어를 통한 디스플레이의 위치가 눈과 가까이 있어, 그 정보를 그대로 받아들이
고 생각하지 않는 경향으로 설명
-> 과잉 의존 효과(Over-reliance effect)가 발생한다고 정의내림
Finding5. 그래도 사람들은 구글 글래스를 선호했다(6명)
구분 아이웨어 (중심부) 아이웨어 (주변부)
장점 “핸즈프리하네요”
“가볍고 편하네요”
“시야에 걸리적 거리지 않
네요”
“핸즈프리하네요”
단점
“원치 않을 때도 항상 중앙에
정보가 나타나 있는게 불편
해요”
“너무 구석에 있어서 보기
힘들어요”

Future Work
- 다양한 디스플레이 사이즈와 위치를 변경하여 적용해 볼 필요가 있음
- task의 종류나 숙련레벨, 워크플로우 등을 보강해서 해보면 좋을 것 같음
- 연구의 맥을 위해 장비 정비분야에서 시행되면 좋을 것 같음

Takeaway and conclusion
- 원하는 결과가 나오지 않아도, 실험의 모든 과정에서 인사이트가 나올 수 있음 (ex한쪽 눈을 감
-> 실패한 결과에서 나온 패턴도 대가들의 이론으로 설명 가능하다면 ‘Be insightful’
- 기술이 퍼포먼스를 무조건 Better하게 하진 않음, ‘Be neutral!’
- Hands-free 하지 않은 상황에도 Co-adaption하여 최적화를 한다지만 군인은 예외, 내려놓을
-> 단, 이런 식의 발사형 무기가 나온다면!! 손은 의사소통을 위해 활용 가능할지도…
- For HCI-K
๏ Urgent message like “적 포탄 낙하!!” 등을 화면상의 위치와 떠있는 시간에 따른 읽히는 시간
๏ 센터가 무조건 빠르지만 real-world를 집중에 어려움을 줄 수 있으니 센터를 제외한 peripheral한
안구활동이 비교적 적은 동-서-남-북 위치와 메시지의 duration을 가지고 비교 예정
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