ERIN TREACY SOLOVEY, Drexel University
DANIEL AFERGAN, Tufts University
EVAN M. PECK, Bucknell University
SAMUEL W. HINCKS and ROBERT J. K. JACOB, Tufts University
Abstract
A growing body of recent work has shown the feasibility of brain and body sensors as input to interactive systems. However, the interaction techniques and design decisions for their effective use are not well defined. We present a conceptual framework for considering implicit input from the brain, along with design principles and patterns we have developed from our work. We also describe a series of controlled, offline studies that lay the foundation for our work with functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) neuroimaging, as well as our real-time platform that serves as a testbed for exploring brain-based adaptive interaction techniques. Finally, we present case studies illustrating the principles and patterns for effective use of brain data in human–computer interaction. We focus on signals coming from the brain, but these principles apply broadly to other sensor data and in domains such as aviation, education, medicine, driving, and anything involving multitasking or varying cognitive workload.
Categories and Subject Descriptors: H.5.2 [Information Interfaces and Presentation (e.g., HCI)]: User
Interfaces
General Terms: Human Factors
Additional Key Words and Phrases: Brain–computer interfaces, physiological computing, implicit interfaces
ACM Reference Format:
Erin T. Solovey, Daniel Afergan, Evan M. Peck, Samuel W. Hincks, and Robert J. K. Jacob, 2015. Designing implicit interfaces for physiological computing: Guidelines and lessons learned using fNIRS. ACM Trans.
Comput.-Hum. Interact. 21, 6, Article 35 (January 2015), 27 pages.
DOI: http://dx.doi.org/10.1145/2687926
Dikaji Oleh : Irwan Harianto Lumbanraja - G64144027
Berkembangnya sistem komputer menyebabkan peran dan harapan manusia pada sistem
komputer berubah juga, dan dengan teknologi terbaru sekarang ini, diharapkan sistem human-computer menjadi efektif
dan efisien. Perkembangan komputer juga menyebabkan tuntutan untuk menghasilkan data semakin meningkat, tetapi sistem komputer memiliki kemampuan terbatas untuk mendeteksi informasi yang alami dan mudah yang dihasilkan oleh manusia.
Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) adalah jenis teknologi neuroimaging fungsional yang menawarkan metode yang relatif non-invasif, aman, portabel, murah dan pemantauan langsung dan tidak langsung dari aktivitas otak . Dengan mengukur perubahan dalam cahaya inframerah-dekat, memungkinkan para peneliti untuk memantau aliran darah di bagian depan otak .Teknik ini masih baru, sehingga belum banyak digunakan dalam penelitian, tetapi menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam studi yang dilakukan.
Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) adalah jenis teknologi neuroimaging fungsional yang menawarkan metode yang relatif non-invasif, aman, portabel, murah dan pemantauan langsung dan tidak langsung dari aktivitas otak . Dengan mengukur perubahan dalam cahaya inframerah-dekat, memungkinkan para peneliti untuk memantau aliran darah di bagian depan otak .Teknik ini masih baru, sehingga belum banyak digunakan dalam penelitian, tetapi menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam studi yang dilakukan.
Untuk menyimpulkan perubahan nalar/persepsi user secara otomatis dan real-time, peneliti telah mengeksplorasi data, dan lingkungan untuk menilai user. Teknik brain imaging and brain sensing bertujuan
untuk melihat perubahan aktivitas otak selama bekerja dan
menjadi alat yang realistis untuk penelitian Human Computer Interaction (HCI). Dengan otak, tubuh, perilaku, serta sensor memungkinkan untuk menangkap perubahan user secara real-time.
Jurnal ini, menyajikan kerangka konseptual untuk
mempertimbangkan input implisit dari otak, bersama dengan prinsip dan pola desain yang telah dikembangkan yang berasal dari functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) brain sensing sistem interaktif. Untuk memulainya yaitu dengan mendeskripsikan rangkaian yang dikendalikan, mendeskripsikan status nalar/persepsi yang dapat diukur dengan analisis data fNIRS. Peniliti kemudian menjelaskan platform real-time yang telah dibangun yang dapat mengklasifikasikan status nalar/persepsi user berdasarkan data otak secara real-time dan yang berfungsi sebagai testbed yang berbasis otak.
Pada jurnal ini, dideskripsikan bahwa dalam merancang sistem
interaktif, peneliti menggunakan functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) untuk mengatasi
serta melengkapi beberapa kelemahan dari sistem neuroimaging untuk
pengaturan HCI. Jurnal ini menjelaskan kelayakan dan potensi fNIRS untuk HCI, serta platform real-time yang telah dibangun untuk mempelajari sistem tersebut. Dengan sistem ini, data aktivitas
otak dapat digunakan sebagai input secara terus menerus untuk sistem
interaktif, sehingga membuat sistem ini lebih sinkron dengan user dan menyediakan
bantuan dan dukungan yang sesuai bila diperlukan. Untuk itu user perlu beradaptasi, dan untuk memfasilitasi itu, maka disajikan kerangka konseptual dengan prinsip-prinsip dan pola untuk
merancang interface yang efektif, desain masukan
implisit, seperti informasi kognitif yang berasal dari alat
neuroimaging yang peneliti kembangkan dan dievaluasi menggunakan input fNIRS untuk lebih mendukung user.
Implisit dari otak pasif dan interface komputer akan meningkatkan bandwidth antara user dan sistem komputer tanpa pekerjaan
tambahan pada bagian pengguna. Ini merupakan langkah awal
menuju komputer yang bisa menafsirkan status nalar/persepsi pengguna dan dapat beradaptasi.
