Physical Selection in Ubiquitous Computing

Jokapaikan tietotekniikassa (ubiquitous computing) tietotekniset laitteet sulautuvat fyysiseen ympäristöön siten että niiden käyttäjät voivat olla yhtä aikaa vuorovaikutuksessa näiden laitteiden kanssa ja toimia fyysisessä ympäristössään. Laitteet ovat yhteydessä toisiinsa, ne ovat eri kokoisia ja niillä on erilaisia syöttö- ja tulostusmahdollisuuksia tarkoituksestaan riippuen. Nämä jokapaikan tietotekniikan ominaisuudet luovat tarpeen vuorovaikutustavoille, jotka eroavat huomattavasti tavanomaisten työpöytätietokoneiden vuorovaikutustavoista. Fyysinen valinta (physical selection) on jokapaikan tietotekniikan vuorovaikutustehtävä, jota käytetään kertomaan käyttäjän kannettavalle päätelaitteelle minkä fyysisen esineen kanssa käyttäjä haluaa olla vuorovaikutuksessa. Fyysinen valinta perustuu tunnisteisiin (tag), jotka yksilöivät fyysiset esineet tai sisältävät fyysisen hyperlinkin digitaalisessa muodossa olevaan tietoon, joka liittyy esineeseen, johon kyseinen tunniste on liitetty. Käyttäjä valitsee fyysisen hyperlinkin koskettamalla, osoittamalla tai skannaamalla tunnistetta sopivalla lukulaitteella varustetulla päätelaitteellaan. Fyysinen valinta voidaan toteuttaa erilaisilla teknologioilla, kuten sähköisesti luettavilla tunnisteilla ja niiden lukijoilla, infrapunalähettimillä sekä optisesti luettavilla tunnisteilla ja matkapuhelinten kameroilla. Tässä väitöskirjassa analysoidaan fyysistä valintaa vuorovaikutustehtävänä ja toteutusteknisestä näkökulmasta sekä esitellään eri valintatavat ­ kosketus, osoitus ja skannaus. Koskeusta ja osoitusta on tutkittu toteuttamalla prototyyppi ja tutkimalla sen avulla valintatapoja kokeellisesti. Tämän väitöskirjan tuloksiin kuuluu fyysisen valinnan analysointi jokapaikan tietotekniikan kontekstissa, ehdotuksia fyysisten hyperlinkkien visualisoinnista sekä fyysisessä ympäristössä että päätelaitteessa, ja käyttäjävaatimuksia fyysiselle valinnalle osana jokapaikan tietotekniikan arkkitehtuuria.In ubiquitous computing, the computing devices are embedded into the physical environment so that the users can interact with the devices at the same time as they interact with the physical environment. The various devices are connected to each other, and have various sizes and input and output capabilities depending on their purpose. These features of ubiquitous computing create a need for interaction methods that are radically different from the desktop computer interactions. Physical selection is an interaction task for ubiquitous computing and it is used to tell the user s mobile terminal which physical object the user wants to interact with. It is based on tags that identify physical objects or store a physical hyperlink to digital information related to the object the tag is attached to. The user selects the physical hyperlink by touching, pointing or scanning the tag with the mobile terminal that is equipped with an appropriate reader. Physical selection has been implemented with various technologies, such as radio-frequency tags and readers, infrared transceivers, and optically readable tags and mobile phone cameras. In this dissertation, physical selection is analysed as a user interaction task, and from the implementation viewpoint. Different selection methods ­ touching, pointing and scanning ­ are presented. Touching and pointing have been studied by implementing a prototype and conducting user experiments with it. The contributions of this dissertation include an analysis of physical selection in the ubiquitous computing context, suggestions for visualising the physical hyperlinks in both the physical environment and in the mobile terminal, and user requirements for physical selection as a part of an ambient intelligence architecture

Physical Selection in Ubiquitous Computing

Jokapaikan tietotekniikassa (ubiquitous computing) tietotekniset laitteet sulautuvat fyysiseen ympäristöön siten että niiden käyttäjät voivat olla yhtä aikaa vuorovaikutuksessa näiden laitteiden kanssa ja toimia fyysisessä ympäristössään. Laitteet ovat yhteydessä toisiinsa, ne ovat eri kokoisia ja niillä on erilaisia syöttö- ja tulostusmahdollisuuksia tarkoituksestaan riippuen. Nämä jokapaikan tietotekniikan ominaisuudet luovat tarpeen vuorovaikutustavoille, jotka eroavat huomattavasti tavanomaisten työpöytätietokoneiden vuorovaikutustavoista. Fyysinen valinta (physical selection) on jokapaikan tietotekniikan vuorovaikutustehtävä, jota käytetään kertomaan käyttäjän kannettavalle päätelaitteelle minkä fyysisen esineen kanssa käyttäjä haluaa olla vuorovaikutuksessa. Fyysinen valinta perustuu tunnisteisiin (tag), jotka yksilöivät fyysiset esineet tai sisältävät fyysisen hyperlinkin digitaalisessa muodossa olevaan tietoon, joka liittyy esineeseen, johon kyseinen tunniste on liitetty. Käyttäjä valitsee fyysisen hyperlinkin koskettamalla, osoittamalla tai skannaamalla tunnistetta sopivalla lukulaitteella varustetulla päätelaitteellaan. Fyysinen valinta voidaan toteuttaa erilaisilla teknologioilla, kuten sähköisesti luettavilla tunnisteilla ja niiden lukijoilla, infrapunalähettimillä sekä optisesti luettavilla tunnisteilla ja matkapuhelinten kameroilla. Tässä väitöskirjassa analysoidaan fyysistä valintaa vuorovaikutustehtävänä ja toteutusteknisestä näkökulmasta sekä esitellään eri valintatavat ­ kosketus, osoitus ja skannaus. Koskeusta ja osoitusta on tutkittu toteuttamalla prototyyppi ja tutkimalla sen avulla valintatapoja kokeellisesti. Tämän väitöskirjan tuloksiin kuuluu fyysisen valinnan analysointi jokapaikan tietotekniikan kontekstissa, ehdotuksia fyysisten hyperlinkkien visualisoinnista sekä fyysisessä ympäristössä että päätelaitteessa, ja käyttäjävaatimuksia fyysiselle valinnalle osana jokapaikan tietotekniikan arkkitehtuuria.In ubiquitous computing, the computing devices are embedded into the physical environment so that the users can interact with the devices at the same time as they interact with the physical environment. The various devices are connected to each other, and have various sizes and input and output capabilities depending on their purpose. These features of ubiquitous computing create a need for interaction methods that are radically different from the desktop computer interactions. Physical selection is an interaction task for ubiquitous computing and it is used to tell the user s mobile terminal which physical object the user wants to interact with. It is based on tags that identify physical objects or store a physical hyperlink to digital information related to the object the tag is attached to. The user selects the physical hyperlink by touching, pointing or scanning the tag with the mobile terminal that is equipped with an appropriate reader. Physical selection has been implemented with various technologies, such as radio-frequency tags and readers, infrared transceivers, and optically readable tags and mobile phone cameras. In this dissertation, physical selection is analysed as a user interaction task, and from the implementation viewpoint. Different selection methods ­ touching, pointing and scanning ­ are presented. Touching and pointing have been studied by implementing a prototype and conducting user experiments with it. The contributions of this dissertation include an analysis of physical selection in the ubiquitous computing context, suggestions for visualising the physical hyperlinks in both the physical environment and in the mobile terminal, and user requirements for physical selection as a part of an ambient intelligence architecture

Mobile Pointing Task in the Physical World: Balancing Focus and Performance while Disambiguating

International audienceWe address the problem of mobile distal selection of physical objects when pointing at them in augmented environments. We focus on the disambiguation step needed when several objects are selected with a rough pointing gesture. A usual disambiguation technique forces the users to switch their focus from the physical world to a list displayed on a handheld device's screen. In this paper, we explore the balance between change of users' focus and performance. We present two novel interaction techniques allowing the users to maintain their focus in the physical world. Both use a cycling mechanism, respectively performed with a wrist rolling gesture for P2Roll or with a finger sliding gesture for P2Slide. A user experiment showed that keeping users' focus in the physical world outperforms techniques that require the users to switch their focus to a digital representation distant from the physical objects, when disambiguating up to 8 objects

Using Augmented Reality and Internet of Things to improve accessibility of people with motor disabilities in the context of Smart Cities

Smart Cities need to be designed to allow the inclusion of all kinds of citizens. For instance, motor disabled people like wheelchair users may have problems to interact with the city. Internet of Things (IoT) technologies provide the tools to include all citizens in the Smart City context. For example, wheelchair users may not be able to reach items placed beyond their arm’s length, limiting their independence in everyday activities like shopping, or visiting libraries. We have developed a system that enables wheelchair users to interact with items placed beyond their arm’s length, with the help of Augmented Reality (AR) and Radio Frequency Identification (RFID) technologies. Our proposed system is an interactive AR application that runs on different interfaces, allowing the user to digitally interact with the physical items on the shelf, thanks to an updated inventory provided by an RFID system. The resulting experience is close to being able to browse a shelf, clicking on it and obtaining information about the items it contains, allowing wheelchair users to shop independently, and providing autonomy in their everyday activities. Fourteen wheelchair users with different degrees of impairment have participated in the study and development of the system. The evaluation results show promising results towards more independence of wheelchair users, providing an opportunity for equality improvement.This work was partly funded by the Spanish Government through projects TIN2012-34965 PIGALL, TIN2011-27076-C03-02 CO-PRIVACY, TIN2014-57364-C2-2-R SMARTGLACIS, TEC2015-71303-R SINERGIA, and TSI-020602-2012-147 IRIS. The authors also acknowledge support from Obra Social “la Caixa” -ACUP through project 2011ACUP00261

Techniques de Pointage à Distance : Cibles Numériques et Cibles Physique

National audienceAu sein d'un environnement ubiquitaire, l'ordinateur devient évanescent : nos objets quotidiens sont augmentés d'électronique, les environnements deviennent perceptifs déconfinant l'interaction homme-machine de l'ancien ordinateur "boîte grise" à des espaces pervasifs. Désormais, l'utilisateur évolue dans un monde physico-numérique ou espace interactif mixte. Au sein de cet espace interactif, un besoin est alors d'interagir à distance que ce soit pour manipuler des objets numériques sur un écran distant ou des objets physiques. Cet article est dédié aux techniques de pointage à distance pour désigner un objet numérique ou physique. Nous décrivons six techniques de pointage pour interagir dans un environnement ubiquitaire, la première pour pointer à distance sur des cibles numériques, les cinq autres pour pointer sur des objets physiques avec et sans un dispositif mobile

Towards usable and acceptable above-device interactions

Gestures above a mobile phone would let users interact with their devices quickly and easily from a distance. While both researchers and smartphone manufacturers develop new gesture sensing technologies, little is known about how best to design these gestures and interaction techniques. Our research looks at creating usable and socially acceptable above-device interaction techniques. We present an initial gesture collection, a preliminary evaluation of these gestures and some design recommendations. Our findings identify interesting areas for future research and will help designers create better gesture interfaces

Towards In-Air Gesture Control of Household Appliances with Limited Displays

Recent technologies allow us to interact with our homes in novel ways, such as using in-air gestures for control. However, gestures require good feedback and small appliances, like lighting controls and thermostats, have limited, or no, display capabilities. Our research explores how other output types can be used to give users feedback about their gestures, instead, allowing small devices to give useful feedback. We describe the Gesture Thermostat, a gesture-controlled thermostat dial which gives multimodal gesture feedback

Sélection et Contrôle à Distance d'Objets Physiques Augmentés

International audienceNotre recherche doctorale concerne l'interaction dans les environnements intelligents. Plus particulièrement, nous considérons la sélection et le contrôle à distance d'objets physiques augmentés. Nos objectifs sont à la fois conceptuels, par la mise en place d'un espace de conception mais aussi pratiques par la conception, le développement et l'évaluation de techniques d'interaction. Nos résultats ont permis de souligner où l'attention de l'utilisateur doit être pour la sélection efficace et plaisante des objets augmentés à travers la comparaison expérimentale de deux nouvelles techniques de sélection d'objets physiques : P2Roll et P2Slide. Les perspectives en vue de la complétude des travaux concernent principalement le contrôle d'objets et incluent (1) l'évaluation des techniques de guidage pour le contrôle gestuel des objets augmentés par un utilisateur novice, et (2) l'évaluation in situ des techniques conçues