University of Oulu

Designing projected user interfaces as assistive technology for the elderly

Saved in:
Author: Hyry, Jaakko
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Information Technology and Electrical Engineering, Department of Information Processing Science
Nara Institute of Science and Technology; Graduate School of Information Science
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 10.5 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526210704
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2015
Publish Date: 2015-12-08
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Technology and Natural Sciences of the University of Oulu for public defence in the Wetteri auditorium (IT115), Linnanmaa, on 18 December 2015, at 13 p.m.
Tutor: Professor Petri Pulli
Professor Hirokazu Kato
Reviewer: Professor Petri Vuorimaa
Professor Haruo Noma
Opponent: Professor Tsuyoshi Yamamoto
Description:

Abstract

Old age brings several physical and cognitive challenges for elderly people, which complicates the utilization of modern information and communication technology (ICT) for daily task assistance and for caretakers and family support. One factor hindering the adoption of ICT is that most existing user interfaces (UIs) require prior knowledge of use metaphors that many elderly people cannot learn to master. Research on developing assistive technology exists, such as phones for the elderly, but these often have UIs that require prior knowledge and use experience. Recent research has introduced Ambient Assisted Living (AAL) concepts for users’ homes, for example projecting guidance into the environment. However, only a few empirical studies have attempted to define the type of projection-based UIs that would be intuitive for the elderly, and the system design processes that would help in developing such AAL have not been researched thoroughly.

This work presents three design iterations and their empirical evaluations. From these, a body of knowledge was produced for designing and developing AALs with projected Augmented Reality (AR) UIs. The first iteration had a sentence-building UI implemented for a wearable Projector-Camera (ProCam) system, which had limits in technical suitability for the elderly. The second iteration changed the use metaphor to a simple icon-based menu, and produced a requirement guideline for UIs in AAL. In the final iteration, the wearable was replaced with a fixed ProCam, allowing the elderly to make menu selections effectively. This iteration supported sequential tasks, such as taking medicine, with visual guides. The suitability of the new UI was tested with computer literate young adults and elderly users, many of the latter having memory and motor skill limitations. The comparison showed that the two groups performed similarly; however, the elderly needed a slower and more direct interaction technique adapted to their preferences in the UI. Assistance for the sequential tasks was found feasible.

This work produced a set of UI-related and technical factors that AAL designers should take into account when developing projector-based AR systems for the elderly with memory problems. In addition, this work offers suggestions on how to conduct UI testing sessions with this user group to reduce the amount of work and improve the success of the iterative development process.


Tiivistelmä

Ikääntyminen tuo useita fyysisiä ja kognitiivisia haasteita teknologian käytölle mikä puolestaan mutkistaa modernin informaatioteknologian käyttöä hoivatyöntekijöiden ja omaisten tukemana päivittäisten askareiden tukemisessa. Yksi este käytölle on käyttöliittyminen hallitsemiseen tarvittava osaaminen mitä vanhuksilla on haastavaa oppia. Avustavan teknologian tutkimusta on olemassa laitteille kuten vanhusten käyttöön suunnitellut matkapuhelimet jotka tarvitsevat tietämystä ja aiempia käyttökokemuksia. Uusimmat tutkimukset esittävät tietotekniikka-avusteisen asuminen mahdollisuuksia käyttäjien koteihin esimerkiksi projisoitujen opastuksien muodossa, mutta vain muutamia empiirisiä tutkimuksia on tehty määrittelemään kuinka projektiopohjaiset käyttöliittymät voisivat olla intuitiivisia vanhuksille, ja tutkimuksia kuinka näiden systeemien suunnitteluprosessit voisivat avustaa tietotekniikka-avusteisen asumisen suunnittelijoille ei ole tuotettu tarpeeksi. Tämä työ esittelee kolmen iteroinnin ja empiirisen arvioinnin luoman tietämysperustan kautta ratkaisuja systeemien suunnittelun ja luonnin tarpeisiin projektiopohjaisen lisätyn todellisuuden käyttöliittymien luomiseksi. Ensimmäisen iteroinnin tulos on lauserakenteeseen pohjautuva käyttöliittymä päälle puettavalle projektiojärjestelmälle, jonka todettiin omaavan teknisiä puutteita vanhuskäyttöön. Toinen iterointi esittelee ikonipohjaisen käyttöliittymän ja tuottaa vaatimusmäärittelyohjeistuksia käyttöliittymille. Viimeisessä iteroinnissa korvataan päälle puettava kiinteästi asennetulla järjestelmällä, joka mahdollistaa vanhuksille tehokkaamman valintamenetelmän valikoille, sekä tukee sarjamuotoisten tehtävien suorittamista visuaalisia ohjeistuksia käyttäen esimerkiksi lääkkeen annostelun tukemisessa. Käytön soveltuvuutta vertailtiin tehokäyttäjien ja vanhusten, joilla on usein motoriikan ja kognition ongelmia, kesken, ja vaikka nämä kaksi ryhmää ovat hyvin samankaltaisia on vanhuksille sopivampi menetelmä hitaampi ja perustuu suoraan interaktioon. Myös sarjamuotoisen tehtävän suorituksen tukeminen osoittautui saavutettavaksi. Tämä työ tuotti käyttöliittymien ja teknisten toteutusten suunnitteluun tarkoitettuja ohjeistuksia joita tietotekniikka-avusteisen asumisen suunnittelijoiden tulisi ottaa huomioon projektiopohjaisten lisätyn todellisuuden järjestelmien kehittämisessä muistihäiriöisten vanhusten tarpeisiin. Lisäksi suosituksia käyttäjätestien luomiseen tämän käyttäjäryhmän kesken ehdotetaan jolla voidaan vähentää työmäärää sekä parantaa oikein iteratiivista prosessia.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. A, Scientiae rerum naturalium
ISSN: 0355-3191
ISSN-E: 1796-220X
ISSN-L: 0355-3191
ISBN: 978-952-62-1070-4
ISBN Print: 978-952-62-1069-8
Issue: 664
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.