必读论文 | 人机交互必读论文8篇

2020 年 5 月 23 日 学术头条

人机交互技术（Human-Computer Interaction Techniques）是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。

今天我们习以为常的触摸屏或图形用户界面，在 40 年前尚是石破惊天的革命。

1960 年，Liklider JCK 首次提出“人机共生”的思想，被视为人机界面学的启蒙观点。

1969 年在英国剑桥大学召开了第一次人机系统国际大会，同年第一份专业杂志国际人机研究（IJMMS）创刊。可以说，1969 年是人机界面学发展史的里程碑。

随着信息技术的飞速发展，计算机从没有用户界面，到有了图形用户界面，开创了个人电脑以及互联网络等惠及整个社会的新产业。在现代和未来的社会里，只要有人利用通信、计算机等信息处理技术进行社会活动，人机交互都是永恒的主题。正是因为它对科技发展的重要性，人机交互将是现代信息技术、人工智能技术研究的热门方向。在 AMiner 推出的“人机交互”必读论文专题中，通过“一键综述”、“智能论文精读”等工具可以有效帮助科研人员高效阅读这些论文。

以下推荐该领域的引用量较高的八篇论文，帮助你快速了解人机交互最新的研究概况。

1.iSkin: Flexible, Stretchable and Visually Customizable On-Body Touch Sensors for Mobile Computing

作者：Martin Weigel，Tong Lu，Gilles Bailly，Antti Oulasvirta，Carmel Majidi，Jürgen Steimle

作者单位：Max Planck 信息研究所，萨尔兰大学，卡耐基梅隆大学，阿尔托大学等

该文荣获了 CHI 2015 年最佳论文奖。作者在文中提出了一种可穿戴在皮肤上的传感器 iSkin，它使用与人体相兼容的硅胶制作而成，可设计成各种不同的样式和大小。它能够穿戴在人体的不同位置，包括手指、前臂，甚至是耳垂的后方。iSkin 的最大特点是薄，柔软并且能折叠弯曲，即使发生了严重的形变也不会影响到它的功能。它内嵌电容式和电阻式传感器，支持多点触控功能，可以识别划动等动作。这项研究使得新型的体内装置成为可能，包括手指穿戴设备、对传统可穿戴设备的扩展以及触摸式智能贴纸。作者希望他们研究可以为未来的人机交互场景提供新的方向。

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2.Project Jacquard: Interactive Digital Textiles at Scale

作者：Ivan Poupyrev，Nan-Wei Gong，Shiho Fukuhara，Mustafa Emre Karagozler，Carsten Schwesig，Karen E. Robinson

作者单位：Google

这篇文章获得了 CHI 2016 年最佳论文奖。这款由谷歌发明的神奇布料 Project Jacquard（提花织物），核心技术是由传导线编织而成的布料能够作为触控屏使用。文中提出的这种新颖的交互式纺织布料，利用大家熟知的纺织原料，包括棉、麻、蚕丝、羊毛纤维与导电纤维编成纱线，之后这些具有优越拉伸性能的纱线被织进布料中，整个过程只要稍微改一改普通织布机的程序，就能轻松做到，并不需要额外的工序。面料的结构、颜色、图案也可以根据设计师的要求，随意改变。为了与智能手机等设备互联，Project Jacquard 包含了可传导信号、导电并且可以和各种材质的纱线纺织在一起的特殊纱线。此外嵌入到衣服当中的还有像纽扣一样大小的电路线圈，以及带芯片的独立主板；Project Jacquard 可以用来捕捉人体的触摸输入以及手势操作。文中还描述了纱线、纺织品、服装和用户交互性的发展，并提出了可穿戴的交互式布料目前存在的机遇和挑战。

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3.Motivation as a Lens to Understand Online Learners: Toward Data-Driven Design with the OLEI Scale

作者：René F. Kizilcec，Emily Schneider

作者单位：斯坦福大学

为了解决哪些动机可以预测大规模开放式在线课程中学习者的行为，以及它们的预测能力如何，该文预估了每个入学意向预测的 10 个行为结果指标的变化。开放的在线学习环境吸引了不同动机的学习者，为了系统地描述这些学习者的学习动机，作者开发了在线学习入学意向量表（OLEI），这是一个从开放式回答中获得的 13 项问卷，以获取学习者的真实观点。尽管学习者参加不同课程的动机不同，但作者发现每个动机都预测了学习者的主要行为结果。根据学习者的动机和行为模式，作者推断出他们通过参与课程来满足的各种需求，比如认识新朋友、学习英语。为了满足这些需求，作者提出了多种设计方向，包括任何特定课程外部的虚拟社交空间、改进对本地学习群体的支持以及模块化以促进课程内容的可访问性和组织。因此，动机为理解在线学习者和设计在线课程更好地支持学习者的需求提供了新的视角。

4.Unequal Representation and Gender Stereotypes in Image Search Results for Occupations

作者：Matthew Kay，Cynthia Matuszek，Sean A. Munson

作者单位：华盛顿大学，马里兰大学巴尔的摩分校

本文荣获了 CHI 2015 年最佳论文奖。该文发现，对职业的图像搜索结果一定程度上夸大了性别的刻板印象。信息环境可以影响人们的感知和行为。在这篇文章中，作者提出了研究结果，描述了性别偏见存在于各种职业的图像搜索结果中。作者实验性地评估了图像搜索结果中的偏见对人们选择代表那些职业的图像以及人们对每个职业中男性和女性的普遍性看法的影响。他们发现在搜索结果中既有刻板印象的夸张，也有系统的女性代表性不足的证据。他们还发现，当搜索结果符合职业定型观念时，人们对搜索结果的评价更高，而改变图像搜索结果中的性别代表性可以改变人们对现实世界的看法。

5.Voice Interfaces in Everyday Life

作者：Martin Porcheron,Joel E. Fischer,Stuart Reeves,Sarah Sharples

作者单位：诺丁汉大学

该文荣获了 CHI 2018 年最佳论文奖。语音用户界面（VUI）变得无处不在，它既可以通过智能手机嵌入日常移动应用中，也可以通过“辅助”设备嵌入到家庭生活中。然而，用户如何将这些设备运用在日常的社交互动中，仍然有待探索。通过收集和研究参与者在家中为期一个月使用 Amazon Echo 的音频数据，作者的研究记录了 VUI 用户的使用实践，以及如何在用户复杂的社交生活中实现这种使用。作者提供的数据显示了如何将设备嵌入到诸如家庭晚餐之类的对话环境中，同时实现各种活动。他们还讨论了 VUI 如何很好地协调与对话的顺序组织。最后，作者给出了 VUI 交互、请求和响应设计的问责制的含义，并对设计“会话”界面提出了概念上的挑战。

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6.Sharing is Caring: Assistive Technology Designs on Thingiverse

作者：Erin Buehler，Stacy M. Branham，Abdullah Ali，Jeremy J. Chang，Megan Kelly Hofmann，Amy Hurst，Shaun K. Kane

作者单位：马里兰大学，科罗拉多州立大学，科罗拉多大学

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该文荣获了 CHI 2015 年最佳论文奖。越来越多的在线社区支持开放源代码共享设计，可以使用快速原型技术构建物理对象。在这篇文章中，作者考察了在 Thingiverse.com 上发现的辅助技术的设计和动机，Thingiverse.com 是撰写本文时这些社区中最大的一个。他们提供了 2008 年以来发布到 Thingiverse 的所有辅助技术的调查结果，并向设计师分发了一份调查问卷，探讨他们与辅助技术的关系以及创作这些设计的动机。这些设计中的大多数是计划在 3D 打印机上制造的，包括为残疾人、老年人和药物管理人员提供的辅助设备和修改。这些设计中的许多都是由用户自己或代表朋友和爱人创作的。这些设计师在辅助技术的创造方面往往没有正规的培训或专业知识。本文讨论了该社区的趋势以及未来的机遇和挑战。

7.Acoustruments: Passive, Acoustically-Driven, Interactive Controls for Handheld Devices

作者：Gierad Laput，Eric Brockmeyer，Moshe Mahler，Scott E. Hudson，Chris Harrison

作者单位：卡内基梅隆大学，匹兹堡迪斯尼研究所

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“声学仪器”（Acoustrument），研究人员利用低成本的 3D 打印塑料组件取代复杂的模拟电子电路，为智能手机打造出以声学驱动的多款创新外挂配件，如扩充埠以及其他有趣的扩充设备。在这篇文章中，研究人员描述如何设计出一些可沿着“扬声器—麦克风”路径放置的结构元素，从而改变声学输出特性。这一过程塑造出各种不同的实体机制，包括小型管径、可变形共振腔、提供多种选择音频路径的旋钮，以及更实际的将这些机制全部转换成各种不同的功能，例如旋钮、滑杆、近接与压力传感器、旋转编码器或甚至是倾斜传感器。透过改变声学输出特性方式可实现旋钮、滑杆、近接与压力传感器、旋转编码器或倾斜传感器等功能。这可为低廉的塑料无电子 App 玩具扩展许多新应用范围，使其得以提供更丰富、有形且互动的功能。根据实验显示，这种声学仪器能够达到99%的准确度，不但只需要一点点的练习或训练即可，而且它又十分抗噪声。

8.Interactivity Improves Usability of Geographic Maps for Visually Impaired People

作者：Anke Brock,Philippe Truillet,Bernard Oriola,Delphine Picard,Christophe Jouffrais

作者单位：艾克斯－马赛大学等

在这篇文章中，作者展示了交互式地图优于带有盲文图例的触觉纸质地图，它涉及三个可用性维度中的两个，并与第三个维度等效：效率，根据学习不同类型空间信息所需的时间来衡量。视觉障碍者使用触觉地图来获取空间的心理表征，但它们存在严重的局限性（信息量有限、盲文文本等）。这项研究提出了一个可用性的经典凸起线地图与互动地图组成的多点触摸屏、凸起线覆盖和音频输出。这两张地图都由 24 名盲人参与者进行了测试。他们将可用性衡量为效率、有效性和满意度。研究结果显示，交互式地图是改善视力受损人群地图探索和认知地图绘制的一个很好的解决方案。以简单的听觉触觉互动取代盲文，可显著提高效率及使用者的满意度。

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