Establishing Design Principles for Augmented Reality for Older Adults

Augmented Reality (AR) is growing rapidly and becoming a more mature and robust technology, which combines virtual information with the real environment in real-time. This becomes significant in ensuring the acceptance and success of Augmented Reality systems. With the growing number of older mobile phone users, evidence shows the possible trends associated with using AR systems to support older adults in terms of transportation, home activities, rehabilitation training and entertainment. However, there is a lack of research on a theoretical framework or AR design principles that could support designers when developing suitable AR applications for specific groups (e.g. older adults). This PhD research mainly focuses on the possibility of developing and applying AR design principles to provide various possible design alternatives in order to address the relevant AR-related issues focusing on older adults. This research firstly identified the architecture of Augmented Reality to understand the definition of AR using a range of previous AR examples. Secondly, AR design principles (version 1) were identified after describing the AR features and analysing the AR design recommendations. Thirdly, this research refined the AR design principles (version 2) by conducting two half-day focus groups with AR prototypes and related scenarios for older adults. The final version of the AR design principles (version 3) for older adults was established. These are: Instantaneous Augmentation, Layer-focus Augmentation, Modality-focus Augmentation, Accurate Augmentation and Hidden Reality. Ultimately, all of these design principles were applied to AR applications and examined in practice using two focus groups. Additionally, as part of the process of AR principle development, a number of AR issues were identified and categorised in terms of User, Device, Augmentation, Real Content, Interaction and Physical World, based on the pre-established AR architecture. These AR issues and design principles may help AR designers to explore quality design alternatives, which could potentially benefit older adults

Interacción Natural Basada en un Conjunto Mínimo de Sensores Inerciales para Realidad Virtual sin Cables

La Realidad Virtual tiene un enorme potencial aún por explotar. Esta tesis doctoral pretende ir un paso más allá en el desarrollo de sistemas de Realidad Virtual inmersivos. En concreto, su objetivo fundamental es diseñar, desarrollar y evaluar una plataforma experimental sin cables para investigación en Realidad Virtual inmersiva con navegación natural e interacción manual basada en un conjunto mínimo de sensores inerciales. Para ello se emplea metodología científica desde la perspectiva de la interacción persona computador (Human Computer Interaction, HCI). A partir del objetivo fundamental, se elaboran las recomendaciones de diseño y especificaciones del sistema a desarrollar. Tras revisar en detalle el estado del arte y establecer el planteamiento metodológico, comienza el desarrollo de herramientas en las que se basará la creación de prototipos. Durante la tesis doctoral se desarrollan 3 herramientas de investigación y 5 prototipos que se evalúan a través de diversas pruebas con usuarios y 2 experimentos. En total, participan generosamente más de 85 personas. El desarrollo de prototipos da lugar a técnicas específicas que resultan de interés por sí mismas para la comunidad científica. Por otra parte, los experimentos también aportan resultados susceptibles de ser divulgados. Uno de los experimentos realizados permite evaluar las técnicas desarrolladas para implementar un sistema de Realidad Virtual con navegación natural. El otro experimento, estudia el comportamiento del sistema de tracking para interacción manual desarrollado durante el proyecto de investigación. Además, utiliza una televisión 3D y el casco de Realidad Virtual Oculus Rift para realizar un estudio comparativo de diversos aspectos como el rendimiento, usabilidad, nivel de presencia, dificultad y preferencia. El proyecto de investigación asociado a esta tesis doctoral da lugar a varias aportaciones de distinta naturaleza como publicaciones científicas, herramientas de investigación, algoritmos y trazas de datos, además de la propia plataforma experimental que permitirá abordar nuevos estudios de Realidad Virtual inmersiva con navegación natural e interacción manual