Αλληλεπίδραση ανθρώπου – υπολογιστή σε άτομα με ειδικές ανάγκες

Abstract

This doctoral thesis investigates the contribution of haptic technology to the field of Human-Computer Interaction (HCI) for individuals with disabilities, with particular emphasis on users with visual impairments. Although assistive technology is frequently referenced in HCI literature, there remains limited empirical research and experimental evidence regarding the potential of haptic devices to support people with disabilities. The research objectives of this dissertation are: a) to investigate which vibration patterns are most recognizable to users, b) to comparatively evaluate the usability of two Braille keyboard layouts by blind users and sighted users with blindfolds, c) to investigate the effect of haptic feedback on the usability and user experience of an object recognition application via smartphone camera, d) to compare usability and user experience evaluations between blind users and sighted users with blindfolds, and e) to examine how universal design principles can be effectively applied in the development of accessible haptic interfaces. Innovative applications utilizing haptic feedback were developed and evaluated, including: (1) a customizable haptic Braille keyboard that allows users to configure key placement according to their preferences, and (2) an object recognition application combining haptic feedback with audio notifications to support environmental perception. Through extensive testing with blind users and sighted users with blindfolds, the usability and user experience of the applications were evaluated. The results demonstrate that the integration of haptic feedback significantly enhances usability and user experience, particularly for blind users. The contribution of this thesis lies in the empirical documentation of the effectiveness of multimodal feedback systems (haptic and auditory) in assistive technologies, as well as in demonstrating the potential of mobile applications to provide accessible solutions for blind users. The findings highlight the importance of adaptability and personalization in the design of assistive technologies, with the ultimate goal of enhancing the autonomy and quality of life of individuals with visual impairments.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή διερευνά τη συμβολή της απτικής τεχνολογίας (haptics) στον τομέα της Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου-Υπολογιστή (HCI) για άτομα με ειδικές ανάγκες, με ιδιαίτερη έμφαση στους χρήστες με προβλήματα όρασης. Παρότι το πεδίο της υποστηρικτικής τεχνολογίας αναφέρεται συχνά στη βιβλιογραφία του HCI, διαπιστώνεται ότι υπάρχει περιορισμένη εμπειρική έρευνα σχετικά με τις δυνατότητες των απτικών συσκευών για την υποστήριξη ατόμων με αναπηρίες. Οι ερευνητικοί στόχοι της διατριβής είναι: α) η διερεύνηση των μοτίβων δόνησης που είναι πιο αναγνωρίσιμα από τους χρήστες, β) η συγκριτική αξιολόγηση της χρηστικότητας δύο διατάξεων Braille keyboard από τυφλούς χρήστες και βλέποντες με καλυμμένα μάτια, γ) η διερεύνηση της επίδρασης της απτικής ανατροφοδότησης στη χρηστικότητα και την εμπειρία χρήσης εφαρμογής αναγνώρισης αντικειμένων μέσω κάμερας smartphone, δ) η σύγκριση της αξιολόγησης χρηστικότητας και εμπειρίας χρήσης μεταξύ τυφλών χρηστών και βλεπόντων με καλυμμένα μάτια και ε) η εφαρμογή των αρχών καθολικού σχεδιασμού στην ανάπτυξη προσβάσιμων απτικών διεπαφών. Αναπτύχθηκαν και αξιολογήθηκαν καινοτόμες εφαρμογές που αξιοποιούν την απτική ανάδραση, συμπεριλαμβανομένων: (1) ενός προσαρμόσιμου απτικού πληκτρολογίου Braille που επιτρέπει στους χρήστες να διαμορφώσουν τη διάταξη των πλήκτρων σύμφωνα με τις προτιμήσεις τους, και (2) μιας εφαρμογής αναγνώρισης αντικειμένων που συνδυάζει την απτική ανάδραση με ηχητικές ειδοποιήσεις για την υποστήριξη της αντίληψης του περιβάλλοντος. Μέσω εκτεταμένων δοκιμών με τυφλούς και βλέποντες με καλυμμένα μάτια χρήστες, αξιολογήθηκε η χρηστικότητα και η εμπειρία χρήσης των εφαρμογών. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι η ενσωμάτωση απτικής ανατροφοδότησης ενισχύει σημαντικά τη χρηστικότητα και την εμπειρία χρήσης, ιδιαίτερα για τους τυφλούς χρήστες. Η συμβολή της διατριβής έγκειται στην πειραματική τεκμηρίωση της αποτελεσματικότητας πολυτροπικών συστημάτων ανάδρασης (απτικής και ηχητικής) στις υποστηρικτικές τεχνολογίες, καθώς και στην ανάδειξη του δυναμικού των εφαρμογών κινητών συσκευών να παρέχουν προσβάσιμες λύσεις για τυφλούς χρήστες. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημασία της προσαρμοστικότητας και της εξατομίκευσης στο σχεδιασμό υποστηρικτικών τεχνολογιών, με απώτερο στόχο την ενίσχυση της αυτονομίας και της ποιότητας ζωής των ατόμων με προβλήματα όρασης.