증강 현실의 사용성 평가 : 신경 정보 시스템 연구
November 30th, 2022
본 연구는 주관적 평가와 객관적 평가를 결합한 사용성 테스트의 실험적 패러다임을 제시한다. 객관적 평가는 NeuroIS(Neuro-Information-Systems) 방법을 채택했으며 주관적 평가는 사용성 설문지와 NASA-Task Load Index(NASA-TLX) 척도를 채택했습니다.
본 연구에서는 경영정보시스템에서 신기술의 사용성 테스트를 위한 실험적 패러다임을 소개한다. 사용성 테스트에는 주관적 평가와 객관적 평가가 모두 포함되었습니다. 모바일 fNIRS와 시선추적 안경은 실제 행동 실험에 사용되는 인지 신경과학 도구의 생태학적 타당성 문제를 해결하는 다중 모드 측정에 사용되었습니다.
절차를 시연하는 것은 내 실험실의 마스터 학생 인 Di Zhang이 될 것입니다. 마스터 학생 인 Yi Wang이 참가자로 활동합니다. 참가자에게 정보에 입각한 동의를 설명하는 것으로 시작하고 동의서에 서명하도록 요청합니다.
다음으로 참가자에게 색각 테스트를 수행하여 정상적인 색별 능력이 있는지 확인합니다. 그런 다음 참가자들에게 30개의 미네랄 워터 브랜드를 제시하고 실험에 사용된 미네랄 워터 브랜드에 익숙하지 않은지 확인하기 위해 친숙한 브랜드를 선택하도록 지시합니다. 다음으로 참가자들에게 실험 절차를 소개합니다.
연구에 사용되지 않은 미네랄 워터 브랜드를 사용하여 참가자를 대상으로 사전 실험을 수행하여 증강 현실 또는 AR 및 웹 사이트 운영에 익숙해 지도록합니다. fNIRS 프로브를 착용하려면 피부 준비 젤로 참가자의 이마 피부를 청소하십시오. 땀이 나는 상황을 피하기 위해 프로브를 플라스틱 랩으로 감싸고 검은색 머리띠로 국제 10-20 시스템에 따라 FP 1 및 FP 2 위치에 고정합니다.
그런 다음 프로브를 검은색 두건으로 덮습니다. 시선 추적 안경을 사용하여 실제 환경에서 눈의 움직임을 포착합니다. 필요한 경우 시선 추적 안경의 헤드 유닛에 도수 렌즈를 자석으로 끼우고 참가자가 교정된 시력으로 자유롭게 돌아다닐 수 있도록 합니다.
모든 참가자가 실험에 익숙해지면 그룹 A의 각 참가자에게 먼저 AR 실험을 수행한 다음 웹사이트 실험을 수행하도록 지시합니다. 마찬가지로 그룹 B의 참가자에게 먼저 웹 사이트 실험을 수행 한 다음 AR 실험을 수행하도록 요청합니다. 참가자가 의자에 편안하게 앉고 2분 동안 휴식을 취하여 실험 전에 기준 데이터를 수집하도록 합니다.
fNIRS 데이터를 측정하려면 기록 소프트웨어를 열고 Bluetooth 어댑터를 통해 프로브를 노트북에 연결합니다. 그런 다음 10Hz의 샘플링 빈도로 참가자의 전전두엽 피질에 있는 산소화된 헤모글로빈의 농도 변화를 기록합니다. 수신된 광도와 조직 포화도 지수 품질을 확인하여 데이터 품질을 제어합니다.
수신된 신호가 1에서 95% 사이에 있는지 확인하십시오.시선 추적을 측정하려면 시선 추적 안경의 하드웨어를 설정하십시오. 시선 추적 안경의 플러그를 노트북의 USB 포트에 연결합니다. 그런 다음 녹음 소프트웨어를 열고 샘플링 주파수를 120Hz로 설정합니다.
참가자에게 0.6미터에서 자신의 시야에서 식별 가능한 물체에 초점을 맞추도록 요청하여 1점 보정을 수행합니다. 십자선 커서를 장면 비디오의 초점이 맞춰진 개체로 이동하고 개체를 클릭합니다. 그런 다음 소프트웨어 인터페이스에서 녹음 버튼을 클릭하여 녹음을 시작합니다.
AR 및 웹 사이트의 작업을 완료한 후 참가자에게 사용성 설문지와 NASA TLX 척도를 제시합니다. 실험을 완료한 후 70% 이소프로필 알코올 패드를 사용하여 프로브의 송신기와 수신기를 청소합니다. 사용성 설문지의 차이 점수 중앙값은 참가자들이 웹사이트 조건보다 AR 조건에서 더 나은 사용자 경험을 한 것으로 나타났습니다.
아이트래킹 데이터에 따르면 참가자들은 웹사이트보다 AR을 사용할 때 정보 검색 효율성이 더 높은 것으로 나타났습니다. NASA TLX 척도의 중간 차이 점수는 AR 기술이 웹 사이트 기술보다 인지 부하가 낮다는 것을 나타냅니다. 평균 산소화, 헤모글로빈 및 웹사이트 조건의 차이에 대해 분석된 fNIRS 데이터는 동적 인지 부하 변화를 보여주었습니다.
실험에 사용된 미네랄 워터 브랜드에 익숙한 참가자는 브랜드에 대한 지식을 바탕으로 작업을 수행했을 것이기 때문에 제외되었습니다. 본 연구는 신기술의 사용성을 효과적으로 평가할 수 있는 주관적 평가와 객관적 평가를 혼합한 실험적 패러다임을 제안한다.
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개요
이 연구는 관리 정보 시스템의 신흥 기술에 대한 사용성 테스트를 위한 실험 패러다임을 소개합니다. 사용성 테스트에는 모바일 fNIRS와 안구 추적 안경을 사용한 주관적 및 객관적 평가가 포함되었습니다.
주요 연구 요소
과학 분야
- 신경과학
- 인간-컴퓨터 상호작용
- 사용성 테스트
배경
- 사용성 테스트는 신흥 기술을 평가하는 데 필수적입니다.
- 주관적 및 객관적 평가를 결합하면 연구 결과의 타당성이 향상됩니다.
- 모바일 fNIRS와 안구 추적 안경은 인지 신경과학의 생태학적 타당성을 해결합니다.
- 실제 행동 실험에는 신뢰할 수 있는 측정 도구가 필요합니다.
연구 목적
- 관리 정보 시스템에 대한 사용성 테스트 패러다임을 개발합니다.
- 종합적인 평가를 위한 다중 모드 측정을 통합합니다.
- 참가자들과 함께 사용성 테스트 절차를 시연합니다.
사용된 방법
- 객관적 평가를 위한 신경 정보 시스템(NeuroIS) 방법.
- 주관적 평가를 위한 사용성 설문지.
- 업무 부담 평가를 위한 NASA-Task Load Index(NASA-TLX) 척도.
- 다중 모드 데이터 수집을 위한 모바일 fNIRS 및 안구 추적 안경.
주요 결과
- 이 연구는 주관적 및 객관적 사용성 평가를 성공적으로 결합했습니다.
- 모바일 fNIRS 및 안구 추적 안경은 사용자 경험에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.
- 절차의 시연은 패러다임의 실제 응용을 강조합니다.
- 연구 결과는 인지 신경과학 도구의 사용성에 대한 이해에 기여합니다.
결론
- 실험 패러다임은 실제 상황에서 사용성을 효과적으로 평가합니다.
- 다른 평가 방법을 결합하면 결과의 견고성이 향상됩니다.
- 이 접근 방식은 관리 정보 시스템의 미래 연구에 적용할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Executive Industry Relevance
Integrating neuroimaging and behavioral analytics into usability testing enables biopharma R&D teams to objectively assess cognitive load and user experience for digital health and informatics platforms. This paradigm enhances predictive confidence in technology adoption decisions and supports risk-adjusted advancement of emerging digital tools within enterprise portfolios. The approach is directly relevant for evaluating AR, AI, and wearable interfaces in translational and operational settings.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Supports hypothesis-driven evaluation of user interaction with digital health technologies.
- Enables functional validation of cognitive and behavioral endpoints in informatics tools.
- Provides objective data for de-risking technology integration into R&D workflows.
Screening & Assay Development
- Facilitates standardized usability assessment for digital platforms used in screening or data capture.
- Delivers reproducible, quantitative outputs on cognitive workload and user efficiency.
- Enables scalable evaluation of multiple interface prototypes or digital modalities.
Translational & Preclinical Research
- Aligns digital tool usability with real-world operational demands in translational research.
- Supports continuity from discovery-stage informatics to preclinical and clinical deployment.
- Provides mechanistic insight into user interaction, informing biomarker or endpoint selection.
Pipeline & Workflow Integration
This usability paradigm fits from early digital tool discovery through preclinical informatics validation, supporting technology triage and enterprise adoption decisions.
- Discovery Biology: Objectively quantifies cognitive and behavioral responses to digital interventions.
- Screening: Standardizes usability metrics for digital assay platforms or data collection tools.
- Analytics: Integrates neuroimaging and eye-tracking data for robust comparative analysis.
- Translational Research: Ensures digital tool readiness for operational deployment in preclinical and clinical settings.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable framework for evaluating diverse emerging technologies across R&D programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in digital tool selection and reduces mechanistic ambiguity.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable usability assessments.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for technology adoption and optimizes capital allocation.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of digital health and informatics investments.
Implementation Considerations
- Requires expertise in neuroimaging, behavioral analytics, and usability testing.
- Needs access to mobile fNIRS, eye tracking hardware, and analytical software infrastructure.
- Demands cross-team standardization of protocols and data interpretation.
- Adaptable to various digital modalities, including AR, VR, and wearable technologies.
- Ecological validity is enhanced but may be limited by participant familiarity and real-world constraints.
