一种评估智能手机键盘设计的方法与工具包

这一开源协议和工具包可激发初学者开展键盘设计研究，优化用户体验，并提升企业输入法的收入。本协议提供了一种系统化的方法，用于更精确地评估智能手机上的键盘设计。该协议涵盖了多种广泛认可的指标以及新提出的专用指标。

初学者在选择合适的评估指标和实验编程时可能会感到困惑。我们提供了主观指标、客观指标以及可供参考的 Python 脚本。演示该实验流程的是来自我实验室的学生 YinCheng Wang 和 Ke Wang。

首先向参与者宣读有关实验程序的知情同意书，说明其参与的自愿性质，包括实验任务的具体流程，以及是否可能遭遇任何心理或身体上的伤害。若参与者同意参加，请其签署知情同意书。测量每位参与者的双手尺寸，以消除手部大小差异带来的影响，并为后续研究提供可重复的数据。

收集参与者的人口统计学数据，例如年龄、性别、精确的输入经验以及职业。对所有设备进行消毒，并清洁参与者将接触设备的身体部位。要求参与者洗手并清洁其智能手机屏幕。

要求参与者佩戴便携式无线生理检测仪或动作捕捉系统。然后请他们将便携式无线生理检测腕带佩戴在非优势手上，以无噪声干扰的方式记录皮肤电反应和心率。为精确采集身体和手指运动数据，需将动作捕捉系统的被动标记点放置于指甲、手指近节指骨、颈椎第3至第5节（C3–C5）以及手臂上。

将无线电极贴在手臂和前臂的皮肤上，以检测肌电活动。然后校准所有设备。让受试者完成训练任务，以提高其对输入任务和键盘的熟悉程度。

仅允许在150秒内准确率达到80%或以上的参与者进入正式实验。让参与者在文本稿件中描述的所有实验条件下完成正式实验，以随机或平衡顺序完成输入任务。每一对、词或句子代表一次试验，不同的实验设计产生不同的实验条件。

每种条件结束后，要求参与者随机完成所有问卷，以获取主观反馈。并允许其休息一分钟。以金钱或实物奖励的形式向参与者表达感谢。

本研究用于评估两种键盘布局，即曲面QWERTY和传统QWERTY，其按键尺寸各不相同。此处展示了输入性能、主观反馈以及每个按键拟合椭圆的统计分析结果。在曲面QWERTY布局中，小尺寸按键之间的转换时间显著长于大尺寸按键之间的转换时间。

传统QWERTY键盘的词错误率显著低于弧形QWERTY键盘。键盘布局在使用意愿和主观工作负荷方面存在显著的主效应，表明与传统QWERTY键盘相比，参与者认为弧形QWERTY键盘的主观工作负荷更低，更愿意使用。此处展示了主观工作负荷的六个维度。

在拟合椭圆的面积方面，键盘布局与按钮尺寸之间的交互作用具有显著性，表明无论是小尺寸还是大尺寸按钮，传统 QWERTY 键盘的拟合椭圆面积均大于弧形 QWERTY 键盘。对于两种键盘布局，小按钮的拟合椭圆面积均小于大按钮。在拟合椭圆的偏移量方面，键盘布局与按钮尺寸之间的交互作用仅在 Y 方向的偏移中具有显著性。

在弧形QWERTY键盘上，小按键在Y方向上的偏移量明显短于大按键。实验前请务必保持屏幕和参与者手部清洁。通过训练任务和平衡的实验条件，有助于避免练习效应及其他混杂因素的影响。

该方案可应用于其他智能设备（如可穿戴智能手表、平板电脑和虚拟现实设备）触摸屏键盘设计的评估。