行動裝置上無室內定位之兒童尋書定位系統

行動裝置上無室內定位之兒童尋書定位

系統

郭俊桔 國立中興大學圖書資訊學研究所副教授 E-mail: jjkuo@dragon.nchu.edu.tw 關鍵詞：擴增實境；尋書定位；兒童；室內定位；智慧型手錶

【摘要】

目前的圖書館書籍檢索方法雖能提供讀者運用索書號在逐一書櫃中尋找到書籍，但在查詢和 檢索流程上卻是相當費時，特別是在進行跨領域學習或兒童尋書時，將無法快速尋找到讀者想要 閱讀的書籍。由於提供導覽服務須具備室內定位技術以取得讀者位置資訊，再依據讀者位置提供 路線導引。然而，在圖書館中因為建築物的遮蔽，將導致無法取得衛星訊號，故全球定位系統無 法適用於圖書館室內定位。本論文提出使用 Aurasma 擴增實境技術、智慧型手機、不需要室內 定位之兒童尋書定位系統，以吸引兒童使用公共圖書館。控制組為了瞭解無尋書定位系統的尋書 效率，製作尋書手冊供受測者使用。另一方面，為了和使用室內定位之尋書定位裝置比較，導入 公共圖書館使用的Smart Watch。再者，使用實驗法比對控制組與實驗組的平均尋書定位時間與 平均尋書定位正確率。實驗結果顯示，本系統在平均尋書定位正確率皆優於控制組與Smart Watch

組，Smart Watch 組也優於控制組。在平均尋書定位時間，本系統和 Smart Watch 組皆優於控制

組，和Smart Watch 組比較則無顯著的差異。最後，討論本系統的可行性並提出建議與未來研究 方向。

緒論

面對海量資訊的狀況，成人也許能修正其檢索辭彙或策略，來解決資訊量過多的資訊檢 索問題，但兒童受限於知識與經驗不足，因而產生資訊檢索上的障礙。Bilal（1998）在兒童 搜尋引擎執行成效上，發現兒童在布林邏輯、修正查詢句、檢索相關文件和過濾多餘資料時， 其技能並不足夠。Solomon（1993）則針對美國維吉尼亞州 Bonnie Brae Elementary School 近

七百位一至六年級的小學生使用OPAC 情形的研究，發現兒童使用 OPAC 來查找資訊的動機

可分為下列3 大類：

(一) 尋找目標資料：大部分的兒童在尋求資訊時，多半是為了特定主題目標，包括與課業資 料相關及個人感興趣的主題等。 (二) 查找事實資料：部分兒童會試圖利用 OPAC 來查找事實性問題，然而 OPAC 只是幫助兒 童找到所需資料的圖書位置，並非提供事實性問題的查詢，所以兒童常有找不到資料的 情況，轉而尋求其他資源管道。 (三) 瀏覽探索：有些兒童只是對 OPAC 感到好奇，並無特定的查詢目標，所以僅採瀏覽探索 的方式。有些兒童則是想知道OPAC 所提供的資訊為何，以反覆操作方式瞭解其檢索功 能並從中學習查詢方式。 礙於大多數檢索系統使用關鍵字進行查詢，同時也缺乏完整且易懂之知識結構來輔助進 行檢索，造成兒童在檢索的表現上不甚良好而無法善加利用各種圖書館資源。隨著科技低齡 化，現代社會的兒童在成長過程中，自幼兒期智慧型手機、平板電腦幾乎都不離身，根據2013 年公布的「0 至 8 歲－幼童及其互聯網使用報告」顯示，9 歲以下兒童使用互聯網的比率大 幅增加，而在荷蘭和比利時，超過70%的幼兒和學齡前兒童已經會上網，而在瑞典有 70%

3 至 4 歲的兒童一天中最少會上網一次（Holloway, Green, & Livingstone, 2013）。因應時代趨 勢，兒童在使用科技產品的情況不輸成人。再者，隨著網際網路的普及，兒童獲取資訊之途 徑變得更為廣泛且容易，網際網路也成為兒童獲取資訊之來源之一，兒童甚至幼兒也幾乎都 人手一機，根據行政院研考會（2013）數位學習與數位機會調查 6 至 11 歲兒童，顯示有 82.4% 的兒童曾經使用過智慧型行動裝置，而當中每四個學童中，有一人以上擁有屬於自己的平板 電腦、每五個學童中，有一人以上擁有屬於自己的智慧型手機。因此，如何利用手機以提升 兒童的圖書館的利用效率已成為熱門的研究課題（Bamkin, 2011）。

另一方面，擴增實境（Augmented Reality, AR）是將真實世界的影像、素材和資料，與 虛擬物件互相結合，產生複合式之影像，並透過追蹤與室內定位技術，可與人們產生良好的 互動效果。而這項技術應用的領域很廣，可以用在教育、博物館導覽、遊戲、線上購物、家

具配置、觀光旅遊、廣告媒介上等各種主題（林麗娟、李正吉，2017；潘美璟、張睿昇，2016；

Cheng & Tsai, 2016）。早在 1997 年 Ronald Azuma 在 A Survey of Augmented Reality 文章中定

義擴增實境系統需具備三個要素：結合真實與虛擬、即時互動與 3D 定位。擴增實境是一種 將虛擬資訊擴增到現實空間中的技術且具有即時互動特質，它是在現實空間中添加一個虛擬 物件，而不是要取代現實空間，因此，可應用擴增實境的技術於數位圖書館的讀者服務。同 時，Zak（2014）以內容分析法歸納圖書資訊學界近年來關於 AR 的討論，發現 AR 的普遍定 位，乃是一種能強化現實與資訊之間互動的新科技與新媒體。對於圖書館與學界而言，AR 除了有其技術的應用性，更需要關心的議題是，AR 的導入將改變使用者與資訊互動的方式， 甚至更進一步改變人們如何看待資訊本身。

因此，圖書館該如何透過擴增實境的技術，結合真實世界與數位資訊的動態指標來引導 兒童，使他們不再受到知識結構的限制，且幫助兒童使用圖書館無須家長的協助便能即時互 動，而更加便利使用圖書館。再者，為配合兒童使用習慣，如何開發符合數位原生代使用數 位科技方式的數位系統（例如，自動尋書定位），以吸引兒童使用圖書館已成為相當重要的 課題。根據研究目的將本研究之研究問題分述如下： (一) 兒童尋書定位問題為何？解決的方法為何？ (二) 擴增實境是否能夠幫助兒童尋書定位？ (三) 公共圖書館應用擴增實境於兒童圖書館尋書對兒童尋書定位上是否有改善？成效為何？ 是否有顯著差異？

文獻探討

每當有新興科技出現時，圖書館總是會從不同層面檢視各項新科技是否值得被應用在圖 書館裡，例如，無線射頻識別系統（Radio Frequency Identification，簡稱 RFID）與傳統條碼、

磁條比較，具優越之處包括 RFID 具有條碼無法提供整批讀取、可讀寫大量資料、重複性使 用、可程式化的特性；RFID 讀取時有密碼保護，不易被偽造或變造，應用於借還書服務可 免除消磁、上磁的工作，且具射頻防盜偵測，使用條碼則必須加貼磁條，才能做到安全控管 外；另外，將AR 應用在閱讀學習上，可以突破傳統圖書僅能以平面呈現的限制，讓書中所 描繪的場景，以立體、生動的方式展現，提供讀者「躍然紙上」的感受（梁鴻栩、蔡尚勳、 蘇士雅、潘云薇，2016）。因此，國內各圖書館利用包含無線射頻識別系統與自動倉儲技術、

擴增實境（Augmented Reality，簡稱 AR）技術、360 度環景導覽技術及無線通訊與行動載具 的應用技術，積極提出許多創新的應用與服務，包括：（一）以自動倉儲設備完成自動化預 約取書；（二）利用擴增實境技術的輔助，讓讀者的資訊搜尋體驗更加生動有趣；（三）應用 360 度環景導覽服務，增加網路曝光度，提升圖書館服務及形象；（四）透過手持行動裝置取 用圖書館的電子資訊與借書服務，使圖書館進入更快更準確的時代；（五）運用行動科技技 術使圖書館提供的服務無所不在（ubiquitous）等（黃明居，2016）。 國內已有不少圖書館運用 AR 於資訊服務（林麗娟、周德嬚，2013; 林麗娟、李正吉， 2017）。臺灣師範大學的張珈、張國恩與宋曜廷於民國 99 年提出 AR Library，以行動載具搭 配AR 虛擬互動圖像，辨識新書封面，即時提供讀者新書內容介紹。淡江大學的 Chang、Chang 與 Fong （2014）分析圖書館原有館藏配置方法及室內地理資訊系統之特點，開發一個以索 書號（Call Number）為基礎的尋書定位系統，以圖形化的方式呈現書籍在書架上的位置，提 供讀者尋書定位的服務。系統利用實驗法測試受測者使用傳統方式與尋書定位系統在尋書效 率上的差異；其研究結果發現，尋書定位系統顯著減少讀者尋書時間，同時受測者對此系統

的定位服務表現正面。另外，臺灣大學圖書館亦有應用案例，藉由 Aurasma（謝旻儕、黃凱 揚，2016），館員可先在電腦操作端設定好實體物件的 「觸發圖像」 （Trigger），並上傳欲

展示的內容至Aurasma 雲端資料庫，讀者只須在手機下載 Aurasma 的 App，當讀者靠近該實

體物件後，使用手機內建的鏡頭對準此觸發圖像，即可在手機螢幕顯示由館員設定的內容。 因資料的更新與處理皆即時反應於雲端資料庫，讀者端顯示的內容亦會同步保持在最新的狀 態，如圖1 AR 操作流程圖所示。該館初步規劃將 AR 技術應用在三個層面，包括特藏展品 介紹、推廣活動設計，以及空間輔助說明。 有鑑於目前的圖書館書籍檢索方法雖能提供讀者運用索書號在逐一書櫃中尋找到書籍， 但在查詢和檢索流程上卻是相當費時，特別是在進行跨領域學習時將無法快速尋找到讀者想 要閱讀的書籍。由於提供導覽服務須具備室內定位技術以取得讀者位置資訊，再依據讀者位 置提供路線導引。然而，在圖書館中因為建築物的遮蔽，導致無法取得衛星訊號，故全球定 位系統（Global Positioning System, GPS）無法適用於圖書館室內定位。因此，如何解決室內 定位（Indoor Positioning）成為開發尋書導覽或定位系統的重要課題（Xu, Ding, Li, Wang, & Li, 2017）。 圖1 AR 操作流程圖 資料來源： 黃明居（2016）。圖書館資訊科技與應用。載於國家圖書館秘書室（主編），中華民國一○五年 圖書館年鑑（pp. 187-206）。台北市：國家圖書館。 新竹教育大學圖書館於民國99 年推出 AR 尋書導覽系統，張富雄（2010）透過智慧型手 機作為導引方向的工具，並且利用了二維條碼（QR code）作為室內定位的方法，將目前所 在位置資訊編碼於二維條碼之中，也利用了二維條碼將圖書的所在位置編碼，建立欲借清 單，透過了該系統將欲借清單中的書籍位置與目前所在地的位置資訊進行比對，並且利用擴 增實境的技術，提供使用者指引書架的所在方向，輔助使用者可以更快速的尋找所要借閱的

書籍，如圖 2 所示。實驗結果顯示，95.6%的受測者皆有提升找書的效率，平均每位受測者 借閱一本書的時間為 222.3 秒，而非使用該系統借閱一本書的時間平均為 259.2 秒，所以使 用該系統來找書，平均借閱一本書可以減少36.8 秒，由此可以看出，使用該系統尋書的效率 有所提升。 圖2 手機指引方向 資料來源： 張富雄（2010）。行動裝置上之圖書館導覽及網路社群系統（未出版之碩士論文）。國立新竹教 育大學，新竹市。 由於圖書館中充斥著各式各樣的無線網路訊號，包含有：蜂巢網路、WiFi、藍牙、無線 射頻辨識系統等，故將可參考這些無線網路訊號進行室內定位。其中，在無線網路訊號室內 定位領域又以指紋定位技術（Fingerprint Positioning）最為廣泛應用，該技術主要將先在圖書 館每個樓層中設置不同的位置點，並收集每一個位置點的無線網路訊號強度集合（如：接收

訊號強度）（Chen, Lin, Lin, Liu, & Lo, 2012）來定位。東華大學的陳志華、吳怡菱與陳秋琴

（2016）利用上述指紋定位技術設計一套「擴增實境圖書館導覽服務」，可提供語音問答互 動查詢、擴增實境書籍推薦、自動讀者評論參考、擴增實境書籍導覽與互動等功能。讀者可 用語音辨識認知介面（Speech Interpretation and Recognition Interface, SIRI）的技術以語音互 動的方式查詢書籍或詢問相關問題，並用擴增實境展示書籍放置的位置，且可以展示讀者與 該書籍的距離。此外，可推薦讀者其他閱讀過該目標書籍者同時讀過之書籍，讓讀者可找到 更多相關的書籍。而且，系統同時結合多文件自動摘要技術，自動到網路上搜尋該書籍的相 關書評和讀後感，並自動摘要出重點給讀者參考，藉以評估是否是讀者要書籍，擴增實境書

圖3 擴增實境書籍查詢與推薦 資料來源： 黃明居（2018）。新科技在圖書館服務之應用－以人臉辨識與虛擬實境為例，取自：http://www. ilca.org.tw/sites/all/doc/1070323-1.pdf 另外，為配合兒童使用習慣，開發符合數位原生代使用數位科技方式的數位系統（例如， 自動尋書定位），以吸引兒童使用圖書館。國立公共資訊圖書館（https://www.nlpi.edu.tw/）與 國立臺北科技大學、臺北醫學大學合作共同開發兒童數位圖書館，協助國小學童利用數位科 技來搜尋、瀏覽、接受推薦圖書及學習圖書分類號以利用圖書館（劉仲成、吳可久、邱子恒、 陳圳卿、蔣以仁、曹筱玥、賴麗香等人，2017）。此研究除探勘圖書館典藏書籍之主題結構， 並結合讀者利用圖書館借閱紀錄與館內空間逗留紀錄，分析兒童讀者群組偏好，從而設定書 籍推薦機制，並且分別設置兒童智慧手錶介面導航搜尋書籍、熱門書籍 RFID 智慧書架及側 封板視覺化瀏覽介面、電子推播書牆推薦書籍、圖書館入口之沉浸情境分類號嚴肅遊戲 （Serious Game）。希冀以創新型態之視覺化介面與人機互動設計，促使兒童體驗創新服務的 智慧化圖書館，將促進數位世代兒童讀者的閱讀素養及習慣。因此，分成「人」、「書」、「空 間」三個向度建構混合實境兒童智慧圖書館，共有七個子研究計畫，彼此間兩兩關聯，各子 研究計畫名稱如下： (一) 兒童讀者身分辨識與智慧手錶輸入介面。 (二) 兒童主題知識架構與關鍵詞分析。 (三) 典藏書籍主題詮釋資料結構探勘及書籍推薦機制。 (四) 智慧手錶引導尋書功能與介面。 (五) 熱門書籍智慧書架與側封板尋書視覺化介面。 (六) 電子推播書牆。 (七) 圖書館主題分類號嚴肅遊戲。

其中子研究計畫4 是由於兒童識字能力有限，圖符認知以及電腦操作能力均與成人有所 差異，造成其不便利獲得資訊，字太小以及文字過多不易閱讀對兒童而言卻形成障礙，介面 圖像過小、虛擬鍵盤間距過窄、觸控不易，對兒童也會感覺操作吃力，應當發展適合兒童之 智慧手錶介面與操控機制的設計。本系統主要功能為匯集整合兒童於圖書館行動時，針對當 時尋路之需要，提供必要訊息，其要件之“時＂及“地＂是計畫最關鍵的兩環。故，子計畫4 是利用室內定位技術結合 iBeacon 網路在穿戴式智慧手錶介面顯示前往書架之箭頭來導引兒 童，找到書籍所在書架位置時，手錶會震動提示兒童，兒童可在書架直接尋找翻閱，如圖4 所 示（吳可久等人，2017）。藉由 5 分量表的智慧手錶導航評估，可得到平均 3.23 分的滿意度。 圖4 智慧手錶介面設計 資料來源： 劉仲成、吳可久、邱子恒、陳圳卿、蔣以仁、曹筱玥、賴麗香（2017）。混合實境兒童智慧圖書 館之建置。公共圖書館研究，6，1-1-1-24。 綜合上述，利用AR 開發尋書導覽系統時，存在如下所示之課題，不利於公共圖書館導入。 (一) 為了支援尋書導覽系統的即時資料處理與顯示，必須導入功能強大但價格昂貴的硬體與 軟體。 (二) 解決室內定位課題，訓練資料以建立定位模型時，需要即時海量資料運算技術，例如江 河運算(Stream Computing）等，有效率的仍在研發中。 (三) 開發室內定位系統，例如 Beacon、QR code、RFID 或指紋定位等，必須花費大量人力、 物力與金錢。 (四) 必須投資額外金錢於 AR 顯示裝置的開發，例如 AR 智慧型手錶等。

因此，本論文之目的是為解決上述課題，研究使用擴增實境、智慧型手機且不需要室內 定位之兒童尋書定位系統，以吸引兒童使用公共圖書館的各種資源。

研究方法

「Aurasma」（http://www.Aurasma.com/）是由 HP Autonomy 公司研發的 AR 平台，目前

在 iOS、Android 系統皆有免費 App 可供下載是一個可實現擴增實境的工具。Aurasma 利用

攝影機捕捉影像，即時運用電腦運算，將文字、圖片，甚至影片重疊呈現在畫面上，達到輔 助、提示的效果。如圖5 所示，桌面上並沒有茶壺，但是透過相機鏡頭捕捉影像，便可以將 茶壺圖片精準的疊加在畫面中，讓人產生茶壺出現在桌面的錯覺。其AR 作品是由 2 個部分 組成的，觸發物（Aura）與目標物（Overlay）。觸發物就是要掃描的圖樣，而目標物就是掃 描之後出現的圖樣。因此，由於Aurasma 採用的是觸發物而不是定址模式來觸發目標物，故 不需要任何定位模型或裝置。另外，Aurasma 使用智慧型手機作為其顯示工具，也不需要特 殊的顯示工具或裝置。 圖5 Aurasma 顯示示意圖 由於利用Aurasma 這個應用程式將觸發物與目標物連結起來，不需要任何定位系統（例 如，QR code 或 ibeacon 或指紋定位等）即可讓觀賞者可以藉由這個程式掃描觸發物，看見 目標物。因此，本研究使用圖書館兒童區相關書架與書籍作為觸發物。另一方面，為了吸引 兒童使用尋書定位系統，本研究使用可愛造型動畫（例如，寶可夢之神奇寶貝）作為目標 物。因此，本研究設計了兩種觸發物，一種是如圖6 之左邊的書封面。另一方面，目標物則 為如圖6 之右邊地圖。另外，圖 7 為當系統導引測試者到目標書架位置時，告知書籍的位置 示意圖。

為了分別了解擴增實境以及智慧手錶的效能，本研究共分為控制組和二個實驗組： (一) 控制組（實驗組 A）：自行查找為主，手冊導覽為輔 (二) 實驗組 B：使用封面觸發物及地圖式目標物之擴增實境導覽定位 (三) 實驗組 C：使用智慧手錶之擴增實境導覽定位 另外，由於國立公共資訊圖書館設有有兒童圖書區和建置使用智慧手錶的擴增實境設施 （劉仲成等人，2017）。本研究以國立公共資訊圖書館的兒童讀者為實驗對象，以立意抽樣 的方式，選擇 6 歲至 10 歲且就讀國小一至四年級，各自執行圖書館尋書定位。再者，由兒 童圖書館中隨機抽取5 本童書，作為尋書定位的對象。 圖6 書籍所在位置圖呈現示意圖（實驗組 B） 圖7 告知受試者找尋書籍的位置

各組的實驗步驟分別為如下表1、2、3 所述。 一、實驗組A（控制組，人工圖書定位）之實驗步驟 相關實驗步驟如表1 所示。 表1 控制組之實驗步驟 簡要說明 補充說明 步驟一 找尋受試對象（一次以一人為主） 因研究者須觀察受試者的舉動而使實驗只能一次 以一人為主 步驟二 經口頭答應並由家長／監護人填寫同意書才開 始進行實驗 因怕受試者之家長／監護人不了解實驗情況，所 以須經他們同意 步驟三 給予受試者導覽手冊，並指導他如何使用手冊 無須手冊者便跳過這個步驟 步驟四 受試者獨自尋書之路的開始，研究者會測受試 者尋書花費之時間 研究者會在旁邊觀察並測受試者尋書花費之時間 步驟五 受試者將找尋所有書籍後，一一繳回給我，研 究者確認無誤後，再一併放回書架 研究者檢視受試者找尋之書籍有無正確後，並要 求受試者放回原書架 步驟六 填寫任務完成表與問卷 受試者填寫任務完成表，內容有書籍之題名、索 書號及有無找到書籍之記號及問卷 步驟七 結束實驗，並給予獎勵 研究者給予受試者獎勵以資鼓勵 二、實驗組B（使用 Aurasma APP 圖書定位）的實驗步驟 相關實驗步驟如表2 所示。 表2 實驗組 B 之實驗步驟 簡要說明 補充說明 步驟一 找尋受試對象（一次以一人為主） 因研究者須觀察受試者的舉動而使實驗只能一次 以一人為主 步驟二 經口頭答應並由家長／監護人填寫同意書才開 始進行實驗 因怕受試者之家長／監護人不了解實驗情況，所 以須經他們同意 步驟三 受試者先下載 Aurasma APP 並追蹤研究者預設 之帳戶 受試者需下載Aurasma APP 才能進行實驗 步驟四 指導受試者如何使用 Aurasma（實驗三此時會 交給受測者每本書的索書號紙牌，用來啟動目 標物） 因怕受試者不了解軟體如何使用，所以指導他們 如何操作軟體 步驟五 確認受試者無疑慮後，受試者獨自尋書之路的 開始，研究者則會測尋書花費之時間 研究者會在旁邊觀察並測受試者尋書花費之時間 步驟六 受試者找尋所有書籍後，一一繳回給研究者， 研究者確認無誤後，再一併放回書架 研究者檢視受試者找尋之書籍有無正確後，並要 求受試者放回原書架 步驟七 填寫任務完成表與問卷 受試者填寫任務完成表，內容有書籍之題名、索 書號及有無找到書籍之記號及問卷 步驟八 結束實驗，並給予獎勵 研究者給予受試者獎勵以資鼓勵

三、實驗組C（使用智慧型手錶圖書定位）的實驗步驟 相關實驗步驟如表3 所示。 表3 實驗組 C 之實驗步驟 簡要說明 補充說明 步驟一 找尋受試對象（一次以一人為主） 因研究者須觀察受試者的舉動而實驗只能一次以 一人為主 步驟二 經口頭答應並由家長／監護人填寫同意書才開 始進行實驗 因怕受試者之家長／監護人不了解實驗情況，所 以須經他們同意 步驟三 受試者先申請智慧手錶並佩戴之 受試者需戴上智慧手錶才能進行實驗 步驟四 確認受試者知道如何使用智慧手錶 怕受試者不了解智慧手錶如何使用 步驟五 確認受試者無疑慮後，受試者獨自尋書之路的 開始，研究者則會測尋書花費之時間 研究者會在旁邊觀察並測受試者尋書花費之時間 步驟六 受試者找尋所有書籍後，一一繳回給研究者， 研究者確認無誤後，再一併放回書架 研究者檢視受試者找尋之書籍有無正確後，並要 求受試者放回原書架 步驟七 填寫任務完成表與問卷 受試者填寫任務完成表，內容有書籍之題名、索 書號及有無找到書籍之記號及問卷 步驟八 結束實驗，並給予獎勵 研究者給予受試者獎勵以資鼓勵 因此由每位受測者的平均圖書定位搜尋時間，可以了解有無使用室內定位的差異和效果。同 時，由每位受測者的平均圖書定位正確率，可以了解有無使用虛擬實境的差異和效果。綜合 上述實驗結果可以實證使用無定位之兒童尋書定位系統的可行性並提出未來的研究方向。再 者，對於使用智慧手錶和App Aurasma 的受測兒童，當他們執行完上述任務後，接著針對兒 童喜愛之AR 顯示樣式和兒童觀點之 AR 顯示圖是否需增加物件進行訪談，以了解兒童對於 本研究之兒童尋書定位系統人機界面的喜好。

實驗結果與討論

參與本研究的受試者總計有76 位，且均為 6 至 10 歲就讀國小一至四年級的兒童。本章 共分為三節：第一節為受試者背景資料分析；第二節為兒童尋書定位之正確率分析；第三節 為兒童尋書定位之花費時間分析。 受試者之背景資料分析 如表4 所示，本研究受試者共有 76 位，控制組為 A 組，HP Reveal 組為 B 組，智慧手 錶組為C 組，A 組與 B 組各 30 位，受限於智慧型手錶的數量與受測兒童對科技產品的接受 度C 組只有 16 位受試者。其中 A 組男生為 9 位，女生為 21 位，而 B 組男生為 14 位，女生 為16 位，且兩組依年級分布均為一年級與四年級 7 位、二年級與三年級 8 位。C 組男生為 2 位，女生為14 位，而依年級分布為一年級至四年級均為 4 位。

表4 受試者基本資料表 A 組 基本資料 類別 人數 百分比 性別 男 9 30.00 % 女 21 70.00 % 年級 一 7 23.30 % 二 8 26.60 % 三 8 26.60 % 四 7 23.30 % B 組 基本資料 類別 人數 百分比 性別 男 14 46.60 % 女 16 53.30 % 年級 一 7 23.30 % 二 8 26.60 % 三 8 26.60 % 四 7 23.30 % C 組 基本資料 類別 人數 百分比 性別 男 2 12.50 % 女 14 87.50 % 年級 一 4 25.00 % 二 4 25.00 % 三 4 25.00 % 四 4 25.00 % 兒童尋書之正確率分析 本實驗分為A 組、B 組與 C 組，A 組即控制組，受試者是以自行尋書為主，如附錄一所 示之手冊導覽為輔的方式尋書，B 組則是以擴增實境的方式尋書，而 C 組則是以智慧手錶的 方式尋書，A、B 與 C 組皆找尋五本書籍作為尋書要件。首先，針對正確率使用單因子 ANOVA 檢定，檢定三組中是否至少有兩組有顯著差異，結果如表5 所示。 表5 A, B, C 三組正確率之 ANOVA 檢定結果 平方和 自由度 平均平方和 F 顯著性 組間 2.865 2 1.433 49.271 0.00 組內 2.123 73 0.029 總和 4.998 75 α = 0.05 由於檢定結果為p＜ 0.05，顯示三組中至少有兩組有顯著差異。接著，使用三次 T 檢定 執行事後分析，下表6 至 8 為三組尋書之正確率分析。

表6 A 與 B 組兒童尋書之正確率分析 組別 平均數 標準差 個數 A 組 0.94 0.14 30 B 組 1 0 30 自由度 t 值 P 值 58 -2.11 0.03 α = 0.05 本研究之α = 0.05 是參考林澤民（2016）所訂立，若*p < .05，就可以拒絕虛無假設，且 代表在統計上是顯著的。從表6 能看出 T 檢定結果分析 t=-2.11，自由度=58，P 值（雙尾）= 0.03 < 0.05，顯示本次兒童尋書定位之正確率的表現有顯著的差異，P 值（雙尾）=0.03 除以 2 為 0.01 < 0.05 顯示應放棄虛無假設，也就是說 A 組兒童尋書之正確率明顯低於 B 組，換句 話說，A 組在尋書之正確率上與 B 組相比較，A 組還是有出差錯，而 B 組完全正確。 表7 A 與 C 組兒童尋書之正確率分析 組別 平均數 標準差 個數 A 組 0.94 0.14 30 C 組 0.5 0.32 16 自由度 t 值 P 值 18 5.29 0.00 α = 0.05 從表7 能看出 T 檢定結果分析 t=5.29，自由度=18，P 值（雙尾）= 0.00< 0.05，顯示本次 兒童尋書之正確率的表現有顯著的差異，P 值（雙尾）= 0.00 除以 2 為 0.00 < 0.05 顯示應放 棄虛無假設，也就是說C 組兒童尋書之正確率明顯低於 A 組，換句話說，A 組在尋書之正確 率上與C 組相比較，C 組還是有出差錯，而 A 組完全正確。 表8 C 與 B 組兒童尋書之正確率分析 組別 平均數 標準差 個數 C 組 0.5 0.32 16 B 組 1 0 30 自由度 t 值 P 值 15 -6.210590034 0.00 α = 0.05 從表8 能看出 T 檢定結果分析 t=-6.210590034，自由度=15，P 值（雙尾）=0.00 < 0.05， 顯示本次兒童尋書之正確率的表現有顯著的差異，P 值（雙尾）= 0.00 除以 2 為 0.000 < 0.05 顯 示應放棄虛無假設，也就是說C 組兒童尋書之正確率明顯低於 B 組，換句話說，C 組在尋書 之正確率上與B 組相比較，C 組還是有出差錯，而 B 組完全正確。經本研究交叉比對後，可

以發現 B 組即擴增實境方式尋書，在兒童尋書定位之正確率上表現最好， A 組即自行尋書 為主，手冊導覽為輔排第二，C 組即智慧手錶尋書最差。 兒童尋書之花費時間分析 本實驗分為A 組、B 組與 C 組，A 組即控制組，受試者是以自行尋書為主，手冊導覽為 輔的方式尋書，B 組則是以擴增實境的方式尋書，而 C 組則是以智慧手錶的方式尋書，A、 B 與 C 組皆找尋五本書籍作為尋書要件，首先，針對花費時間使用單因子 ANOVA 檢定，檢 定三組中是否至少有兩組有顯著差異，結果如表9 所示。 表9 A, B, C 三組花費時間之 ANOVA 檢定結果 平方和 自由度 平均平方和 F 顯著性 組間 3614.568 2 1807.284 19.409 0.00 組內 6797.367 73 93.115 總和 10411.934 75 α = 0.05 由於檢定結果為p＜ 0.05，顯示三組中至少有兩組有顯著差異。接著，使用三次 T 檢定 執行事後分析，下表10 至 11 為兩組尋書之花費時間分析。 表10 A 與 B 組兒童尋書之花費時間分析 組別 平均數 標準差 個數 A 組 28.1 分鐘 13.92 30 B 組 13.3 分鐘 5.06 30 自由度 t 值 P 值 58 5.45 0.00 α = 0.05 從表10 能看出 A 與 B 組兒童尋書定位之花費時間 T 檢定結果分析 t=5.45，自由度=58， P 值（雙尾）= 0.00< 0.05，顯示本次兒童尋書之花費時間的表現有顯著的差異，顯示應放棄 虛無假設，A 組與 B 組尋書之花費時間可以看出 A 組在尋書之花費時間上較 B 組的慢，A 組尋找五本書平均花28.1 分鐘，而 B 組尋找五本書則平均花 13.3 分鐘。 表11 A 與 C 組兒童尋書之花費時間分析 組別 平均數 標準差 個數 A 組 28.1 分鐘 13.92 30 C 組 15.5 分鐘 5.34 16 自由度 t 值 P 值 41 4.38 0.00 α = 0.05

從表11 能看出 A 與 C 組兒童尋書定位之花費時間 T 檢定結果分析 t=4.38，自由度=41， P 值（雙尾）= 0.00< 0.05，顯示本次兒童尋書之花費時間的表現有顯著的差異，顯示應放棄 虛無假設，A 組與 C 組尋書之花費時間可以看出 A 組在尋書之花費時間上較 C 組的慢，A 組尋找五本書平均花28.1 分鐘，而 C 組尋找五本書則平均花 15.5 分鐘。 表12 C 與 B 組兒童尋書之花費時間分析 組別 平均數 標準差 個數 C 組 15.5 分鐘 5.34 16 B 組 13.3 分鐘 5.06 30 自由度 t 值 P 值 29 1.33 0.19 α = 0.05 從表12 能看出 C 與 B 組兒童尋書定位之花費時間 T 檢定結果分析 t=1.33，自由度=29， P 值（雙尾）= 0.19> 0.05，顯示本次兒童尋書之花費時間的表現較無顯著的差異，可以看出 B 組尋找五本書平均花 13.3 分鐘，而 C 組尋找五本書則平均花 15.5 分鐘。 因此，經本研究交叉比對後，可以發現B 組即擴增實境方式尋書，在兒童尋書之花費時 間上表現與C 組即智慧手錶尋書相似，A 組即自行尋書為主，手冊導覽為輔最差。 討論 本研究發現兒童在公共圖書館利用擴增實境在尋書上確實是有所幫助與改善，依據研究 結果可以分為以下二部分，第一部分為尋書之三種方式，分別為自行找書、擴增實境與智慧 手錶，第二部分為尋書幫助，以下分述之： 一、尋書方式 (一) 自行找書（A 組）vs. 擴增實境（B 組） 正確率：本研究發現在尋書上，受試者以自行尋書為主，手冊導覽為輔會比受試者以擴 增實境導覽為主還較容易出差錯，且B 組在尋找五本書之平均數為 1，相較於 A 組只有 0.94。 在T 檢定結果分析中 t=-2.11，自由度=58，P 值（雙尾）= 0.03 < 0.05，顯示本次兒童尋書之 正確率的表現有顯著的差異，明顯看出A 組在尋書之正確率上與 B 組相比較，A 組還是有出 差錯，而B 組完全正確。 花費時間：本研究發現在尋書上，受試者以自行尋書為主，手冊導覽為輔會比受試者以 擴增實境導覽為主花費近一倍的時間在尋書上，自行尋書為主，手冊導覽為輔組尋找五本書 平均花28.1 分鐘，而擴增實境導覽組尋找五本書則平均花 13.3 分鐘。在 T 檢定結果分析中 t=5.45，自由度=58，P 值（雙尾）= 1.04774E-06 < 0.05，顯示本次兒童尋書之花費時間的表 現有顯著的差異，明顯看出A 組與 B 組尋書之花費時間可以看出 A 組在尋書之花費時間上

較B 組的慢。 (二) 自行找書（A 組）vs. 智慧手錶（C 組） 正確率：本研究發現在尋書上，受試者以自行尋書為主，手冊導覽為輔會比用智慧手錶 導覽為主還較容易出差錯，且C 組在搜尋五本書之平均數為 0.5，相較於 A 組尋找五本書只 有0.94。在 T 檢定結果分析中 t=5.29，自由度=18，P 值（雙尾）= 4.93678E-05 < 0.05，顯示 本次兒童尋書之正確率的表現有顯著的差異，明顯看出A 組在尋書之正確率上與 C 組相比較， A 組還是有出差錯，而 C 組完全正確。 花費時間：本研究發現在尋書上，受試者以自行尋書為主，手冊導覽為輔會比受試者以 智慧手錶為主花費近一倍的時間在尋書上。自行尋書為主，手冊導覽為輔組尋找五本書平均 花28.1 分鐘，而智慧手錶組尋找五本書則平均花 15.5 分鐘。在 T 檢定結果分析中 t=4.38，自 由度=41，P 值（雙尾）= 7.86076E-05< 0.05，顯示本次兒童尋書之花費時間的表現有顯著的 差異，明顯看出A 組在尋書之花費時間上較 C 組的慢。 (三) 擴增實境（B 組）vs. 智慧手錶（C 組） 正確率：本研究發現在尋書上，受試者以擴增實境導覽比以智慧手錶導覽還更為準確。 B 組在尋找五本書之平均數為 1，相較於 C 組在搜尋五本書之平均數為 0.5。在 T 檢定結果分 析中t=-6.21，自由度=15，P 值（雙尾）= 1.66802E-05 < 0.05，顯示本次兒童尋書之正確率的 表現有顯著的差異，明顯看出C 組在尋書之正確率上與 B 組相比較，C 組還是有出差錯，而 B 組完全正確。 花費時間：本研究發現在尋書上，受試者以擴增實境導覽尋書比以智慧手錶導覽尋書還 快，雖然在T 檢定結果分析中 t=1.33，自由度=29，P 值（雙尾）= 0.19250313> 0.05，顯示本 次兒童尋書之花費時間的表現較無顯著的差異。但，擴增實境導覽組尋找五本書平均花13.3 分鐘，而智慧手錶組尋找五本書則平均花15.5 分鐘。 二、尋書幫助 (一) 自行找書 vs. 擴增實境 本研究發現自行找書與使用擴增實境相比，在尋書上擴增實境之尋書方式較能幫助受 試者。 (二) 擴增實境 vs. 智慧手錶 本研究發現擴增實境與智慧手錶相比，智慧手錶須顧及定位與斷訊之問題，以及系統介 面較複雜，兒童無法充分發揮其功效。另一方面，擴增實境的尋書定位裝置由於容易使用較 受兒童喜愛，無論在定位正確率或花費時間上都有很大的幫助。

結論與未來研究方向

本研究利用HP Reveal 擴增實境軟體 - Aurasma 設計出一套專屬兒童的尋書定位系統， 並依據研究結果進行探討、歸納與結論，進一步提出未來研究方向，提供系統設計者於未來 建置尋書定位系統之參考。本章分為二節，第一節為結論和第二節為未來研究方向。 結論 針對三個研究問題，分別敘述相關結論如下。 一、 兒童尋書定位問題為何？解決的方法為何？ 兒童尋書定位問題為兒童讀者通常無法知道繪本確切在圖書館某個書架，本身又缺乏文 字閱讀能力，而無法獨自尋找所要書籍。本研究提出之無須利用GPS 或 RFID 等定位系統而 改用無標記式擴增實境且不須顧慮特定標記的問題的兒童圖書定位系統，故能解決兒童尋書 定位之問題。 二、 擴增實境是否能夠幫助兒童尋書定位？ 當兒童讀者甲看著索書號與導覽手冊在找書與兒童讀者乙只需拿著無室內定位之兒童 尋書定位系統或智慧手錶，看著擴增實境顯示的尋書地圖，就能輕鬆找到書，兩者相比，兒 童讀者乙無論在尋書花費時間與尋書正確率皆比兒童讀者甲看著索書號與導覽手冊自行尋 找還快又準確，實證了擴增實境能夠幫助兒童尋書定位。再者，無室內定位之兒童尋書定位 系統不會因需要定位，而有斷訊的問題。 三、 公共圖書館應用擴增實境於兒童的圖書館尋書是對兒童尋書定位上是否有改善？成效 為何？是否有顯著差異？ 從研究結果可以發現無室內定位之兒童尋書定位系統在尋書定位上確實能幫助兒童，不 像使用 GPS、RFID 定位系統有斷訊或設備昂貴的課題，照樣能尋書定位並正確取書，且尋 書定位正確率為 100%，而花費時間只有兒童自行尋書的一半，進一步經由統計檢定實驗結 果更顯示出其有顯著的進步性。 未來研究方向 本節探討後續研究建議與方向，以下分述之： (一) 在實驗時使用無標記式擴增實境作為實驗工具，無法像 RFID 或 GPS 定位系統一樣確實 知道受試者的所在地，且因圖書館書架會整架，而時常在改變，導致觸發圖須重拍，因 此，建議未來能夠導入新興技術來解決此問題。 (二) 由於尋書定位實驗之繪本集只使用五本繪本，建議未來可以製作大量繪本集，使兒童在 尋書時更加便利，而不是只有局限在這五本繪本，例如：增加拍攝繪本封面數量，並製 作成資料庫，使繪本集能夠增大；另外，受試者為就讀小學一至四年級的兒童，建議未

來研究可以延伸到就讀幼兒園大班的兒童，除讓他們更早認識圖書館，又可以擴大研究 人數樣本。 (三) 如附錄二所示之訪談結果，發現比起一般只使用圖檔呈現尋書地圖，兒童較喜歡動畫結 合音檔的方式呈現尋書地圖，因此建議未來能夠設計更為花俏的呈現方式，更能夠吸引 兒童的眼光，例如：利用聊天機器人與兒童做溝通，使兒童在走錯方向或錯過書架時能 告知他們。 (四) 兒童本身語言能力的不足，無法使用訪談法了解其資訊尋求行為（曾淑賢，2001）。因 此，使用本研究的兒童尋書定位系統和觀察法，可有效解決上述課題。 (五) 實驗後發現公共圖書館適合應用擴增實境在兒童尋書上外，建議未來公共圖書館之兒童 區可以應用這項科技到圖書館各個層面，例如：尋書定位、數位閱讀或圖書館導覽等。 不但能增加兒童之圖書館利用率又能提高兒童的到館率，達到雙贏的局面。

誌謝

感謝國立公共圖書館予以各方面的協助以及研究助理王聖敏同學熱心參與實驗和討論， 在此致上由衷感謝之意。

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附錄二

AR 顯示之兒童訪談記錄

經本研究排除兩位太害羞的兒童，訪談了44 位兒童，針對兒童喜愛之 AR 顯示樣式和兒 童觀點之AR 顯示圖是否需增加物件，結果如下所示。 一、兒童喜愛之AR 顯示樣式 歸納出3 種答案，發現兒童喜歡以動畫結合音檔的方式呈現尋書地圖，詳見附表 1。 附表1 兒童喜愛 AR 顯示樣式之分析 AR 顯示樣式 A 圖片 B 動畫 C 動畫加聲音 百分比 15.91 % 20.45 % 63.64 % (一) A 圖片 訪談的過程中，發現有7 位兒童喜歡圖片之顯示樣式。 D1：我喜歡這一個（指 A）。（D1*_1:05-1:06） D6：這一個。（D6*_1:05-1:05） D7：這個（指 A）。（D7*_1:23-1:23） D26：第一個（指 A）。（D26*_0:45-0:45） D27：第一個（指 A）。這樣子表示得比較明確。（D27*_1:03-1:08） D31：嗯…（指 A）。（D31*_1:19-1:19） D34：第一個（指 A）。（D34*_0:55-0:55） (二) B 動畫 訪談的過程中，發現有9 位兒童喜歡動畫之顯示樣式。 D4：綠色人（指 B）。（D4*_1:25-1:26） D13：（指 B）。（D13*_0:56-0:56） D16：第二個（指 B）。（D16*_1:44-1:44） D22：這一本（指 B）。（D22*_0:59-0:59） D25：這本（指 B）。（D25*_0:37-0:37） D30：動畫（指 B）。（D30*_0:51-0:51） D37：第二個（指 B）。（D37*_0:55-0:55）

D43：第二個（指 B）。（D43*_1:12-1:12） D44：第二個（指 B）。（D44*_0:38-0:38） (三) C 動畫加聲音 訪談的過程中，發現有28 位兒童喜歡動畫加聲音之顯示樣式。 D2：（指 C）。（D2*_1:28-1:28） D3：這本（指 C）。（D3*_0:37-0:37） D5：這個（指 C）。（D5*_1:36-1:36） D8：這一個。（D8*_0:56-0:59） D9：這個（指 C）。（D9*_0:57-0:57） D10：這本（指 C）。（D10*_0:57-0:57） D11：應該是這個（指 C）。（D11*_1:52-1:52） D12：這本（指 C）。（D12*_1:05-1:05） D14：這一個（指 C）。（D14*_0:37-0:37） D15：第三個（指 C）。（D15*_1:12-1:12） D17：第三個（指 C）。（D17*_1:20-1:21） D18：這個（指 C）。（D18*_1:48-1:48） D19：這一本（指 C）。（D19*_1:08-1:09） D20：這本（指 C）。（D20*_1:16-1:16） D21：這本（指 C）。（D21*_1:17-1:17） D23：這個（指 C）。（D23*_2:03-2:05） D24：跟皮皮一樣（指 C）。（D24*_0:52-0:52） D28：我喜歡第三個（指 C）。（D28*_0:47-0:47） D29：（指 C）。（D29*_0:57-0:58） D32：這個（指 C）。（D32*_0:55-0:55） D33：（指 C）。（D33*_1:05-1:05） D35：動畫加聲音。（D35*_0:54-0:54）

D36：這一個（指 C）。（D36*_1:03-1:03） D38：ㄜ…動畫加聲音。（D38*_1:05-1:06） D39：動物大集合（指 C）。（D39*_0:44-0:45） D40：動畫加聲音。（D40*_0:46-0:46） D41：（指 C）。（D41*_0:47-0:47） D42：動畫加聲音（指 C）。（D42*_1:07-1:07） 二、兒童觀點之AR 顯示圖是否需增加物件 經本研究訪談 44 位兒童後，歸納出 4 種答案，發現兒童認為無需繪製新的物件在尋書 地圖，詳見附表2。 附表2 兒童認為 AR 顯示圖是否需增加物件之分析 AR 顯示 需要 不需要 不知道 其他 百分比 18.18 % 54.55 % 20.45 % 6.82 % (一) 需要 訪談的過程中，發現有8 位兒童認為需要增加物件在 AR 顯示圖上。 D2：真實一點。（意旨地圖）。（D2*_1:51-1:51） D17：第幾個書架（意旨書之放置位置）。（D17*_1:56-1:58） D18：那個。（意旨國立公共資訊圖書館之兒童館館藏查詢機台）。（D18*_2:10-2:10） D21：畫一些椅子（意旨國立公共資訊圖書館之兒童館之座椅）。（D21*_1:47-1:47） D25： 應該是櫃台（意旨國立公共資訊圖書館之兒童館的服務台）吧！因為這樣比較好 分辨。（D25*_2:33-2:35） D28：柱子（意旨國立公共資訊圖書館之兒童館裡之柱子）。（D28*_1:10-1:11） D30：那個…那一台（意旨國立公共資訊圖書館之兒童館館藏查詢機台）。（D30*_1:21-1:22） D33：那台電腦（意旨國立公共資訊圖書館之兒童館館藏查詢機台）。（D33*_1:46-1:46） (二) 不需要 訪談的過程中，發現有24 位兒童認為不需要增加物件在 AR 顯示圖上。 D1：不需要。（D1*_1:57-1:57）

D3：不需要。（D3*_0:55-0:55） D4：不需要。（D4*_1:32-1:32） D5：不需要。（D5*_1:46-1:46） D6：（搖頭）。（D6*_1:14-1:14） D7：不用。（D7*_1:30-1:30） D8：不需要。（D8*_1:10-1:13） D9：不需要。（D9*_1:01-1:01） D10：不用。（D10*_1:14-1:14） D13：不用。（D13*_1:13-1:13） D14：不需要。（D14*_0:58-0:58） D15：(搖頭)。（D15*_1:24-1:24） D19：（搖頭）。（D19*_1:25-1:25） D20：不需要。（D20*_1:54-1:54） D23：不需要。（D23*_5:22-5:23） D24：好像不需要。（D24*_1:01-1:01） D26：沒有。（D26*_0:55-0:55） D29：應該不用。（D29*_1:40-1:40） D31：嗯…不太需要。（D31*_1:52-1:53） D32：都覺得不需要。（D32*_1:21-1:22） D35：不用。（D35*_1:20-1:20） D40：沒有。（D40*_0:57-0:57） D41：不用了。（D41*_0:57-0:57） D44：（搖頭，不需要）。（D44*_0:47-0:47） (三) 不知道 訪談的過程中，發現有9 位兒童對於 AR 顯示圖給予無意見或不知道。 D12：沒想法。（D12*_1:28-1:28）

D22：不知道。（D22*_1:29-1:29） D34：嗯…（聳肩）。（D34*_1:10-1:10） D36：不知道。（D36*_1:29-1:30） D37：…（不知道）。（D37*_1:17-1:17） D38：ㄜ…（聳肩）。（D38*_1:12-1:13） D39：…。（D39*_0:38-0:38） D42：嗯…（聳肩、搖頭）。（D42*_1:32-1:32） D43：嗯…（搖頭）。（D43*_1:34-1:34） (四) 其他 訪談的過程中，發現有1 位兒童對於 AR 顯示圖給予其他意見，2 位兒童答非所問。 D11：分幾層書架。（D11*_2:28-2:29） D16：畫腳印。（D16*_2:14-2:14） D27： 其實我是想說把就是把整個圖書館的面都照起來，然後就像那種 Google 的地圖就是 可以這樣子360 的看就可以找到那本書到底在哪裡（意旨還景）。（D27*_1:23-1:40）

A Children Book Locating without

Indoor Positioning Using Mobile Devices

June-Jei Kuo

Assistant Professor, Graduate Institute of Library and Information Science, National Chung Hsing University, Taichung, Taiwan (R,O.C.)

E-mail: jjkuo@dragon.nchu.edu.tw

Keywords: Augmented Reality; Book Locating; Children; Indoor Positioning; Smart Watch

【Abstract】

Currently library book retrieval methods can provide the call numbers to the users. Then, the users can  employ those numbers to access the books on the related shelves sequentially. However, the time of  querying  and  retrieval  flow  is  very  long.  Especially,  when  users  conduct  the  cross  field  learning  or  children users search books, the desire books can not be accessed efficiently. As to the library guide  service, the positioning technology is necessary in order to obtain the positions of users in the library  and then by using the positions the guide service can provide the related route guides. Nevertheless,  as the library is a close space so as not to be able to access the signals of satellites. Thus, the global  positioning  system  can  not  be  utilized  in  the  libraries.  In  order  to  tackle  this  issue  and  attract  the  children  to  utilize  the  library,  this  paper  proposes  a  Children  book  locating  system  without  indoor  positioning  using  “Aurasma”  augmented  reality  tool  and  smart  phones,  respectively.  To  understand  the performance of manual book locating, the control group employs the book locating manual to the  locate the related books. Moreover, to compare the performance with the book locating system using  indoor positioning, the smart watches are introduced from the public library. Both the average locating  accuracy and the average locating time are used to evaluate the performance among the control group,  the smart watch group and the proposed system group. Furthermore, the experimental results show  that the average book locating accuracy of the proposed system group is superior to that of both the  control group and the smart watch group. The smart watch group is superior to the control group as  well. On the other hand, as to the average book locating time, the performances of both the proposed  system  and  smart  watch  group  are  superior  to  that  of  the  control  group.  However,  there  is  no  significant difference between the proposed system and smart watch group. Finally, the feasibility of  the proposed system is discussed and furtherly some suggestion and future works are presented.  DOI: 10.6245/JLIS.201910_45(2).0003

【Long Abstract】

Introduction

Due to the fact that most information retrieval systems employ query terms to search, children lack of complete, easy-to-understand knowledge structures (i.e., subject heading list or thesaurus for children) to assist the effective information retrieval. Thus, those have caused children to perform poorly in search and cannot make good use of various library resources. Meanwhile, Augmented Reality (AR) combines real-world images, materials, and data with virtual objects to create composite images that can be used to generate excellent interactive effect through tracking and indoor positioning techniques. AR has a wide range of applications such as education, museum tours, games, online shopping, furniture configuration, sightseeing tours, advertising media and so on. For the libraries and the academic community, in addition to the application of AR, the issue that needs more attention is the introduction of AR will change the way users interact with information, and even further change how users view information itself.

As a result, how libraries can guide children through AR which combined with dynamic indicators and digital information, so that they are no longer constrained by the lack of knowledge, and help them use libraries without parental assistance. Furthermore, in order to accommodate for children’s habits, how to develop a digital system that conforms to the digital generation of native digital technology to attract children to use the library effectively has become a very important issue. Thus, when using the AR to develop the book locating system, several problems below are encountered.

(1) In order to support the immediate data processing and display of the book locating system, expensive hardware and software are indispensable.

(2) Instant massive data processing technology is needed, for example, stream computing, etc. (3) A lot of manpower, material resources and money are needed for the development of indoor

positioning system.

(4) Extra money in the development of AR display devices, such as smart watch with AR must be invested.

To tackle the above problems, this study used AR tool (i.e., Aurasma) and smartphones to develop children’s book locating system that does not require indoor positioning to attract children to use the related resources of public libraries.

Methods

“Aurasma” is an AR platform developed by HP Autonomy, which is a tool for creating AR. Aurasma uses camera to capture the “trigger” images and instantly overlay text, pictures, and even videos on the screen to achieve auxiliary and prompt effects. Since the Aurasma is utilized to link the aura to the overlay, no positioning system is needed so that the user can scan the aura to see the overlay. For that reason, this study employs the bookshelf and book cover in children’s library center as an aura. In addition, the overlays are the map to the bookshelf and the cute doll to point the book, respectively. To understand and compare the effectiveness of the proposed children book locating system, this study divided the children participants into three groups as follows:

(1) Group A: find books by themselves who are supplemented by manual.

(2) Group B: using AR locating with the proposed book locating system (using smart phones). (3) Group C: using AR locating of smart watches provide by the library’s children center.

Furthermore, the National Library of Public Information built a children’s center which has AR facilities using smart watches. This study uses purposive sampling to select aged 6 to 10, first grade to fourth grade of the primary school in Taiwan as the participants. Experimental group C was assigned 16 children, group A and group B each was assigned 30 children. Each group was instructed by its own way of locating books. However, five children’s books were randomly selected from the children’s center as the target of the book locating, both the book covers and their call number cardboards were prepared as the auras for the group B.

Results

In order to understand both the performance of the above three groups and the feasibility of the proposed book locating system, two evaluation metrics which are accuracy and spending time of locating book are employed. Accuracy is used to measure whether the participants can locate the book correctly or not. On the other hand, spending time is used to measure the performance of locating book. One-way ANOVA is used to conduct the pre-tests for checking the average of the three group. Whenever the difference of the three groups is tested, T-test is utilized to conduct the post-test, which test whether the results of two groups are significantly different or not. Furthermore, to understand the related reasons of good or bad experimental results, semi-structure questionnaire is used as well.

To understand the performance of accuracy on locating book, pre-test is first conducted. The result showed that there is significantly different among the three groups. Consequently, three post-tests using t-test were conducted. As statistical results showed that the performances of both Group B and Group C are better than that of Group A. As most of the children participants are not familiar with call number or

classification number, they are prone to fail to locate the book manually. Thus, we can conclude that the development of book locating or navigation system for children is indispensable. Next, as the accuracies of both the Group B and Group C are better than that of Group A, the accuracy comparison between Group B and Group C is conducted. As the performance of the two group are significantly different, it can tell that the accuracy of locating book of Group B is better than that of Group C as well. Thus, it can tell that the proposed book locating system using AR without positioning is promising.

Nevertheless, to understand the performance of spending time on locating book, pre-test is also conducted. The result showed that there is significantly different among the three groups. Consequently, three post-tests using t-test were conducted. The T test result of spending time on Group A and Group B ( or Group C) showed that the spending time of two groups had significant difference. Thus, we can conclude that the time performances of both Group B and Group C are better than that of Group A. As the spending time of both the Group B and Group C are better than that of Group A, the spending time comparison between Group B and Group C are conducted. As there is no difference between them, it can tell that spending time performance of group C is not different from that of group B. Therefore, in spite of not using positioning devices, the appending time of the proposed book locating system is still as good as that of using smart watch with positioning devices.

Future Work

This paper proposed a novel children book locating system using AR without positioning, which can provide effectively children with both the current position and route to the bookshelf where the book they need is located. In the future, a follow-up investigation should be performed and critical problems of the proposed book locating system should be furtherly tackled. In addition, more context-aware information to enhance the book locating system to book navigation system will be also brought in.