觸覺回饋

Banter(2010) 研究中指出觸覺可以比視覺或聽覺和使用者產生豐富互動性，而鍵 盤打字行為中，同時具有視覺回饋、聽覺回饋與觸覺回饋等機制，若缺少其中一項機 制勢必會降低打字效益。根據毛仲懷(2010)研究，使用者操作平板電腦時視覺負擔與

心理負荷比傳統鍵盤大。因此透過觸覺回饋相關研究了解操作單一視覺回饋觸碰鍵盤 存在的問題，以下就觸覺理論發展、回饋機制優點以及觸碰科技觸覺回饋相關研究分 述之。

一、觸覺理論發展

Haptic 一詞源自於希臘文 Haptikos，原意指的是透過接觸以及觸摸而產生感覺的 過程。 Haptic 技術是在傳遞實體的觸感或模擬伴隨虛擬實境而來的觸感 (例如：傾 斜、震動、壓力、軟、硬、粗糙、細緻、平滑等等)。林寶蓮 (2002) 認為，人體經由 皮膚所得到的感覺經驗非常豐富，而觸覺是皮膚感覺中最主要的一種機能，卻也是最 少被了解的部分（Prytherch, 2002）。Hinckley 於 1999 年提到，我們的知覺會回應正在 觸摸的事物，而我們的雙手猶如溝通的工具般，能夠結合某些動作或手勢去衍生更多 的想法（Bolt & Herranz, 1992; Sturman & Zeltzer 1993;Hinckley et al., 1999）。Pentland (2008)指出「手」是人與人在互動時的自然動作，也是一種自然表達方式肢體訊息。

過去十年手指也是觸碰介面的重要媒介，因此各種觸碰式看板(圖 2-6)與互動科技越來 越重視人類觸覺回饋的感受(Haptic feeback)的感受。

圖 2- 6 觸碰看板運用

二、回饋機制重要性

回饋的類型可區分為結果回饋（outcome feedback）與過程回饋（process feedback）

兩大類。Ilgen（1979）提出一個模型來描述回饋對個人的影響過程，他們將這個過程

O’Reilly(1980)提出「回饋」之所以能夠影響行為，主要是因為它具有指引功能。 使用者是否適應目前的回饋機制，主要包含軟體按鍵形狀（Breinholt & Krueger, 1996），軟體按鍵大小與配置設計（Kwon, Lee, & Chung, 2009; Park & Han, 2010），觸 碰圖像設計（Huang & Lai, 2008），觸碰手勢（Bach, Jæger, Mauney, Howarth, Wirtanen,;et al., 2008; Villamor, Willis, & Wroblewski, 2010），行動裝置之觸碰模式（Karlson &

Bederson, 2008; Perry & Hourcade, 2008; Ashbrook, Lyons, & Starner,2008; Karlson, Bederson, & Contreras-Vidal, 2008; Parhi, Karlson, & Bederson,2006），不同視覺區的點選 操作績效（Po, Fisher, & Booth, 2004），及不同年齡層的操作績效（Rogers, Fisk,

McLaughlin & Collins, 2005）等研究。視覺回饋機制導致使用者必須更專心注視螢幕，

因此很快被聽覺回饋系統取代，聲音回饋乍看之下解決了前述的問題，但是卻又製造

(1) 可量化的訊號：藉由軟硬體的配合偵測而提供量化的觸覺回饋程度。

(2) 類比機械按鍵的操作手感：機械按鍵允許使用者可以藉由指尖的觸感來確認 操作是否正確，然而普通觸碰面板無法提供同樣觸感。

(3) 更多樣式的使用者回饋機制：除了影像回饋及聲音回饋之外，觸感回饋亦能 補足使用者的使用體驗。

(4) 降低視覺負荷：讓使用者在視野受限的情況之下依然可以操作。

因此在觸碰時代的來臨，觸覺回饋確實十分重要，Hachet( 2009）指出若妥善建置 好控制與回饋系統，能讓使用者更方便的操作觸碰式介面，並且降低視覺負擔

(Jerome,2011)。詹力韋 (2011)針對於平面式觸碰介面研究中，發現缺乏觸覺回饋會造 成使用者無法有效地在顯示幕上執行操作，而平板電腦的觸碰式介面(如圖 2-8)相關產 品越來越廣泛使用，因此使用者觸覺回饋的感受相對性變得十分重要。

圖 2- 8 平板電腦的觸碰式介面

資料來源: APPLE 官方網站 (2011 年 7 月)

Banter(2010) 研究中指出觸覺回饋產生的互動性較視覺與聽覺回饋好，而增加觸

覺回饋具有許多優點（Martin, Parikh, Weapons & Syst,2011）因此許多研究者在現有觸 碰介面中加入觸覺回饋機制的研究。如增加觸覺回饋的車用導航系統（Banter,

B,2010），增加使用者感受的觸覺回饋電腦螢幕系統（Levin, M. & Woo, A., 2009），手 機回饋系統（Brewster, S., Chohan, F. and Brown, L.,2007），虛擬按鈕增加回饋系統

（Tashiro, Shiokawa, Aono, & Maeno, 2009.），增加觸覺回饋手寫輸入系統（Forlines, C.

and Balakrishnan, R. 2008），觸覺回饋行動電話（Koskinen, Kaaresoja, &Laitinen, 2008），觸覺回饋汽車轉向系統（Jensen,;et al.,2011）等。

近年來有更多的研究人員，利用其觸覺回饋特性並結合多媒體數位內容，成功地 提升了作曲家運用虛擬電子樂器創作的案例（Lauren, 2011） 及協助醫生進行腹腔鏡 訓練增加觸覺回饋，提升其成功率（Zhou ,; et al.,2007），而在 Microsoft 在 2010 最新 技術『光誘導形狀記憶聚合顯示螢幕』（Light-induced Shape-memory Polymer Display Screen）主要是利用紅外線來偵測觸碰，同時改變表面凹凸狀態的裝置，也就是說系 統可以在預設為按鍵處，投射某波長的光，那該處就會顯示突起，一旦人手跟表面接 觸後，系統偵測到該投射光被干擾或遮蔽，就會自動讓表面進行平坦、凹下等變化(如 圖 2-9 )。

圖 2- 9 光誘導形狀記憶聚合顯示螢幕

資料來源: Microsoft Patent (US 2010/0295820 A1)

Zhou(2007)指出觸覺回饋能有效的提高執行任務的準確性和速度，因此未來的觸 覺回饋相關技術開發確實十分重要(Brewster ,2007)。綜合觸覺回饋相關文獻探討發現 觸覺回饋可以增加使用者在操作平板電腦時的準確性與降低使用者心理負荷，而在產 品創新階段時必須考量使用者操作介面與人因工程，讓產品更具有人性化考量，因此 接續探討使用者為中心的設計原則。