Usability Evaluation of Augmented Reality: een neuro-informatie-systemen studie
30 november 2022
Deze studie presenteert een experimenteel paradigma voor een bruikbaarheidstest die subjectieve en objectieve evaluaties combineert. De objectieve evaluatie nam Neuro-Information-Systems (NeuroIS) -methoden aan en de subjectieve evaluatie nam een bruikbaarheidsvragenlijst en een NASA-Task Load Index (NASA-TLX) -schaal aan.
Deze studie introduceert een experimenteel paradigma voor een bruikbaarheidstest van opkomende technologieën in managementinformatiesystemen. De bruikbaarheidstest omvatte zowel subjectieve als objectieve evaluaties. Mobiele fNIRS en eye tracking-brillen werden gebruikt voor multimodale metingen die het ecologische validiteitsprobleem van cognitieve neurowetenschappelijke hulpmiddelen die worden gebruikt in gedragsexperimenten in de echte wereld oplossen.
De procedure wordt gedemonstreerd door Di Zhang, een masterstudent uit mijn laboratorium. Yi Wang, een masterstudent, zal optreden als deelnemer. Begin met het uitleggen van de geïnformeerde toestemming aan de deelnemers en vraag hen om het toestemmingsformulier te ondertekenen.
Voer vervolgens een kleurenzichttest uit op de deelnemers om te bevestigen dat ze normale kleurdiscriminatie hebben. Presenteer vervolgens 30 mineraalwatermerken aan de deelnemers en instrueer hen om hun vertrouwde merken te kiezen om ervoor te zorgen dat ze niet bekend waren met de merken mineraalwater die in het experiment werden gebruikt. Introduceer vervolgens de experimentele procedure aan de deelnemers.
Voer een pre-experiment uit op de deelnemers met mineraalwatermerken die niet zijn gebruikt in het onderzoek om hen vertrouwd te maken met augmented reality of AR en website-operaties. Om de fNIRS-sondes te dragen, reinigt u de voorhoofdshuid van de deelnemers met huidvoorbereidingsgel. Wikkel de sondes in plasticfolie om zweterige omstandigheden te voorkomen en bevestig ze op de FP één- en FP-twee-positie volgens het internationale 10 tot 20-systeem met een zwarte hoofdband.
Bedek vervolgens de sondes met een zwarte bandana. Gebruik een eyetrackingbril om oogbewegingen in echte omgevingen vast te leggen. Plaats indien nodig magnetisch brillenglazen op de hoofdunit van de eyetrackingbril en zorg ervoor dat de deelnemers vrij kunnen rondlopen met een gecorrigeerd zicht.
Zodra alle deelnemers bekend zijn met het experiment, geeft u elke deelnemer uit groep A de opdracht om eerst het AR-experiment uit te voeren en vervolgens het website-experiment. Vraag de deelnemers uit groep B ook om eerst het website-experiment uit te voeren en vervolgens het AR-experiment. Zorg ervoor dat de deelnemers comfortabel op een stoel zitten en twee minuten rusten om basisgegevens te verzamelen voor het experiment.
Om de fNIRS-gegevens te meten, opent u de opnamesoftware en verbindt u de sondes via een Bluetooth-adapter met een laptop. Registreer vervolgens de concentratieveranderingen van zuurstofrijk hemoglobine in de prefrontale cortex van de deelnemer met een bemonsteringsfrequentie van 10 hertz. Controleer de ontvangen lichtintensiteit en de kwaliteit van de weefselverzadigingsindex om de gegevenskwaliteit te controleren.
Zorg ervoor dat het ontvangen signaal zich tussen één en 95% bevindt Om de eye tracking te meten, stelt u de hardware voor de eye tracking-bril in. Sluit de stekker van de eyetrackingbril aan op een USB-poort op de laptop. Open vervolgens de opnamesoftware en stel de bemonsteringsfrequentie in op 120 hertz.
Voer een eenpuntskalibratie uit door de deelnemer te vragen zich te concentreren op een identificeerbaar object in zijn gezichtsveld op 0,6 meter. Verplaats de kruishaarcursor naar het gefocuste object in de scènevideo en klik op het object. Klik vervolgens op de opnameknop op de software-interface om de opname te starten.
Presenteer de bruikbaarheidsvragenlijst en NASA TLX-schaal aan de deelnemers nadat ze de taken van de AR en website hebben voltooid. Na het voltooien van het experiment reinigt u de zender en ontvanger van de sondes met behulp van een 70% isopropylalcoholpad. De mediane verschilscores van de usability vragenlijst toonden aan dat de deelnemers een betere gebruikerservaring hadden in de AR-conditie dan in de websiteconditie.
Uit de eye tracking-gegevens bleek dat de deelnemers een hogere zoekefficiëntie hadden bij het gebruik van AR dan de website. De mediane verschilscores van de NASA TLX-schaal gaven aan dat de AR-techniek leidde tot een lagere cognitieve belasting dan de websitetechniek. De fNIRS-gegevens die werden geanalyseerd voor de verschillen in de gemiddelde zuurstofrijke, hemoglobine- en websitecondities toonden dynamische cognitieve belastingsveranderingen.
Deelnemers die bekend waren met de merken mineraalwater die in het experiment werden gebruikt, werden uitgesloten omdat ze de taak zouden hebben uitgevoerd op basis van hun kennis van het merk. Deze studie stelt een experimenteel paradigma voor dat subjectieve en objectieve evaluaties in de mix combineert die de bruikbaarheid van opkomende technologieën effectief kunnen evalueren.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie introduceert een experimenteel paradigma voor een gebruiksvriendelijkheidstest van opkomende technologieën in beheerinformatiesystemen. De gebruiksvriendelijkheidstest omvatte zowel subjectieve als objectieve evaluaties met behulp van mobiele fNIRS en eyetracking-bril.
Belangrijke studieonderdelen
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Mens-computerinteractie
- Gebruiksvriendelijkheidstesten
Achtergrond
- Gebruiksvriendelijkheidstests zijn essentieel voor het evalueren van opkomende technologieën.
- Het combineren van subjectieve en objectieve evaluaties verbetert de validiteit van bevindingen.
- Mobiele fNIRS en eyetracking-bril richten zich op ecologische validiteit in cognitieve neurowetenschap.
- Experimenten met reëel gedrag vereisen betrouwbare meetinstrumenten.
Doel van de studie
- Om een gebruiksvriendelijkheidstestparadigma voor beheerinformatiesystemen te ontwikkelen.
- Om multimodale metingen te integreren voor een uitgebreide evaluatie.
- Om de gebruiksvriendelijkheidstestprocedure met deelnemers te demonstreren.
Gebruikte methoden
- Neuro-Informatiesystemen (NeuroIS) methoden voor objectieve evaluatie.
- Gebruiksvriendelijkheidsvragenlijst voor subjectieve evaluatie.
- NASA-Task Load Index (NASA-TLX) schaal voor werklastbeoordeling.
- Mobiele fNIRS en eyetracking-bril voor multimodale gegevensverzameling.
Belangrijkste resultaten
- De studie combineert met succes subjectieve en objectieve gebruiksvriendelijkheidsevaluaties.
- Mobiele fNIRS en eyetracking-bril bieden waardevolle inzichten in de gebruikerservaring.
- Demonstratie van de procedure benadrukt de praktische toepassing van het paradigma.
- Bevindingen dragen bij aan het begrip van gebruiksvriendelijkheid in cognitieve neurowetenschappelijke tools.
Conclusies
- Het experimentele paradigma beoordeelt effectief gebruiksvriendelijkheid in reële contexten.
- Het combineren van verschillende evaluatiemethoden verbetert de robuustheid van resultaten.
- Deze aanpak kan worden toegepast op toekomstige studies in beheerinformatiesystemen.
Veelgestelde vragen
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.
