IR:Item 987654321/4549
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(2) 摘要. 論 文 名 稱 ： 單 維 直 線 運 動 是 否 符 合 Fitts 定 律 的 預 測 總 頁 數 ： 63 院校組別：國立臺灣體育大學體育研究所 畢業時間及提要：九十七學年度第二學期碩士學位論文提要 研 究 生：陳 郁 婷. 指 導 教 授：陳 重 佑 博 士. 中文摘要 在 Fitts的 典 範 工 作 中 ， 動 作 難 度 通 常 被 拿 來 當 作 測 量 人 類動作行為的訊息處理能力指標。本研究的主要目的係透過 單 維 直 線 拖 曳 運 動 檢 測 動 作 難 度 與 動 作 時 間 是 否 能 符 合 Fitts 定律的預測，並分析比較其動作過程中所產生的最大速度、 最大速度標準差、最大速度位置點以及最大速度位置百分比 等 運 動 學 參 數 。 實 驗 參 加 者 為 15名 健 康 成 年 人 （ 20.8 ± 2.3 歲 ） ， 實 驗 要 求 參 加 者 在 線 性 移 動 儀 （ Gefran Model PK-M-0600-L） 上 反 覆 快 速 來 回 拖 曳 感 應 器 到 達 所 設 置 目 標 區，實 驗 共 分 成 7組 工 作，分 別 由 2公 分 和 4公 分 的 目 標 寬 度 與 4公 分 、 8公 分 、 16公 分 、 32公 分 之 動 作 距 離 組 合 而 成 （ 共 4 種 難 度 ）。 實 驗 的 數 據 由 B i o p a c M P - 1 5 0 s y s t e m （ 1 0 0 0 H z ） 收 集 ， 並 由 AcqKnowledge 3.9.1版 本 軟 體 進 行 分 析 。 實 驗 透 過簡單線性迴歸分析三種計算方式檢測動作難度是否能預測 動作時間，運動學參數以重複量數單因子變異數分析，並以 H S D 法 進 行 事 後 比 較 ， 統 計 水 準 定 為 α = . 0 5。 研 究 結 果 顯 示 ， 本 研 究 所 採 用 的 單 維 反 覆 拖 曳 工 作 可 以 符 合 Fitts 定 律 的 預 測，且本研究發展之中心位置法能更合理的解釋實際動作之 位置。單維反覆拖曳工作的運動學特徵，顯示參加者的最大 動 作 速 度 隨 著 不 同 動 作 距 離 的 增 加 而 增 加 （ p < . 0 5 ）， 卻 不 受 目 標 區 大 小 所 影 響 （ p > . 0 5 ）。 此 外 ， 無 論 動 作 距 離 與 目 標 區 寬 度 為 何 ， 其 加 速 距 離 皆 佔 全 程 工 作 距 離 的 65%左 右 ， 所 以 單 維 反 覆 拖 曳 工 作 的 加 速 距 離 相 對 於 全 程 工 作 距 離 的 百 分 比，不會受到工作距離與目標區寬度的不同而有所差異。. 關 鍵 詞 ： Fitts 定 律 、 單 維 直 線 運 動 、 運 動 學. ‐ Ⅰ ‐.
(3) 摘要. Chen, Yu Ting (2008). Does the Logarithmic Speed-Accuracy Trade-Off Occur in One Dimension Dragging Task? Unpublished master thesis, National Taiwan Sport University, Taichung ABSTRACT In the paradigm of Fitts’ law (1954), the task difficulty is always measured in bits to assess the cognitive information processing capacity of the behavior of the human motor system. The aim of this study was to examine the logarithmic relationship between the movement time and the index of difficulty (ID) that is determined in requirement of task or actual performance for one dimension dragging tasks, and also compared the kinematical characteristics among the different target widths or amplitudes. Fifteen adults (20.8 ± 2.3 years old) were recruited as the participants for this study. Participants were required to perform reciprocal dragging tasks on a linear displacement meter (Gefran Model PK-M-0600-L) under the conditions of two target widths and four movement amplitudes (four IDs in total). The Biopac MP-150 system (1000Hz) with AcqKnowledge ver. 3.9.1 was used to record and analyse the position change of reciprocal linear motion. In the approach of simple regression analysis, the ID was used to predict the movement time (MT). Repeated measures one-way ANVOA and HSD post hoc tests were used to test the statistical differences for kinematical parameters with the alpha level .05. The results of regression analysis showed the relationship between movement time and ID were coincide with the predicted by Fitts’ law for one dimension dragging tasks. The method of the center of position explained the real movement position reasonable and logical. The kinematical characteristics of one dimension dragging tasks showed the peak velocity was increased following the extended of movement amplitude (p < .05), but not in the target width (p > .05). Moreover, the acceleration distance was around 65% of movement amplitude regardless of the movement amplitude and target width. It indicated that the relative distance of acceleration was not the function of movement amplitude for one dimension dragging tasks, either target width.. Keywords: Fitts’ law, one dimension dragging task, kinematics. ‐ Ⅱ ‐.
(4) 謝誌. 謝誌 回憶初上研究所時，與國華學長、俊伊學長、嘉璘、義 傑一起上台北修課，每個禮拜三中午大夥坐車到台北上課， 下 課 後 再 回 到 台 中 已 是 晚 上 12 點 了。那 段 時 期 雖 然 辛 苦，卻 也是在研究所生活裡最值得回憶的日子，除了獲得學術上的 知識與態度，亦結識了對學術充滿熱情的嘉彬，以及對學術 研究要求嚴謹的卓俊伶老師，當然，這要感謝重佑老師讓我 們有這個機會見識與體驗這些課程，尤其是能與研究夥伴共 同 完 成 這 些 課 業 ， 讓 我 們 在 求 學 的 過 程 中 能 相 互 扶 持 與 打 氣，讓我在這段旅程不感到孤單，並一起完成了為時兩個學 期的台北修課之旅。 人總是因為未知而恐懼，因為恐懼而害怕踏出步伐，但 若不邁出第一步，則永遠無法到達終點。很慶幸能遇見許多 老 師 在 我 猶 豫 不 前 時 將 我 向 前 推 進 ， 在 此 要 感 謝 唐 人 屏 老 師、巫松軒老師及巫師母在我求學路上不時的給予鼓勵，使 我能夠一步步向前邁進，此外亦要感謝綺珊協助論文數據的 分析，陪我在研究室度過數個夜晚，亦感謝許太彥老師與林 靜兒老師對協助論文的指正，更感謝重佑老師這些日子的器 重，儘管許多事物沒能達到老師的要求，但老師總是不斷的 給予我機會，也讓我學習到許多處理事情的能力，亦體悟攀 登高峰的為一方法，就是一步一腳印。最後，我要感謝我的 父母，在求學途中默默的支持我，雖然家中經濟並不豐裕， 但 父 母 總 是 無 怨 無 悔 的 付 出，讓 我 能 無 後 顧 之 憂 的 完 成 學 業。 陳郁婷. 謹誌. 中 華 民 國 97 年 7 月 ‐ Ⅲ ‐.
(5) 目錄. 目錄 摘 要 ....................................................................... Ⅰ. 謝 誌 ....................................................................... Ⅲ. 目 錄 …………………………………………………………………... Ⅳ. 表 目 錄 ……………………………………………………………….. Ⅴ. 圖 目 錄 ……………………………………………………………….. Ⅵ. 緒 論 ………………………………………………………. 1. 第一節. 問 題 背 景 ………………………………………………. 1. 第二節. 研 究 目 的 ………………………………………………. 6. 第三節. 名 詞 解 釋 與 操 作 性 定 義 ……………………………. 7. 第 四 節. 研 究 範 圍 與 限 制 ……………………………………. 8. 第 五 節. 研 究 的 重 要 性 ………………………………………. 9. 第壹章. 文 獻 探 討 …………………………………………………. 10. 第一節. 速 度 與 準 確 性 的 消 長 ………………………………. 10. 第二節. 瞄 準 動 作 的 運 動 學 特 徵 ……………………………. 16. 第三節. 本 章 小 結 ………………………………………………. 19. 研 究 方 法 與 步 驟 ………………………………………. 21. 第一節. 實 驗 參 加 者 ……………………………………………. 21. 第二節. 實 驗 儀 器 與 設 備 .……….……………………………. 21. 第貳章. 第 參 章. ‐ Ⅳ ‐.
(6) 目錄. 第三節. 實 驗 設 計 …………………………..………………….. 22. 第四節. 實 驗 流 程 與 步 驟 ………………….………………….. 23. 第五節. 資 料 處 理 與 分 析 …………………….……………….. 24. 結 果 與 討 論 ………………………………………………. 27. 第 一 節. 難 度 計 算 方 式 的 比 較 ……………………………. 27. 第 二 節. 各 難 度 工 作 之 動 作 速 度 及 變 異 性 ………………. 32. 第三節. 各 難 度 工 作 之 加 速 距 離 …………………………... 43. 第 四 節. 綜 合 討 論 ……………………………………………. 50. 結 論 與 建 議 ………………………………………………. 56. 第一節. 結 論 ……………………………………………………. 56. 第二節. 建 議 ……………………………………………………. 57. 引 用 文 獻 ……………………………………………………………. 58. 一. 中 文 部 分 ……………………………………………………. 58. 二. 外 文 部 分 ……………………………………………………. 59. 附 錄 …………………………………………………………………. 63. 實 驗 參 加 者 須 知 及 同 意 書 …………………………. 63. 第肆章. 第伍章. 附錄一. ‐ Ⅴ ‐.
(7) 表目錄. 表目錄 表. 1：. 7 種 工 作 之 目 標 寬 度 與 距 離 組 合 整 理 表 …………. 23. 表. 2：. 三 種 計 算 難 度 方 式 比 較 表 ……………………………. 28. 表. 3：. 原 始 公 式 log2 (2A/W)之 b 值 、 IP 值 與 R2 值 ……. 30. 表. 4：. We l f o r d （ 1 9 6 9 ） 公 式 l o g 2 ( A ’ / W ’ + 0 . 5 ) 之 b 值 、 IP 值 與 R2 值 ……………………………………………. 表. 5：. 31. 本 研 究 中 心 位 置 法 公 式 l o g 2 ( 2 A ” / W ” ) 之 b 值、I P 值與. R2 值 ………………………………………………. 32 33. 表. 6：. 參 加 者 於. 7 種 工 作 任 務 之 最 大 速 度 描 述 統 計. 表. 7：. 參加者在. 7 種工作去程與回程最大速度與最大. 速 度 標 準 差 表 現 變 異 數 分 析 摘 要 表 ………………. 36. 表. 8：. 工 作 去 程 最 大 速 度 事 後 比 較 ………………………. 37. 表. 9：. 工 作 回 程 最 大 速 度 事 後 比 較 ………………………. 39. 表 10：. 工 作 去 程 最 大 速 度 標 準 差 事 後 比 較 ………………. 40. 表 11：. 工 作 回 程 最 大 速 度 標 準 差 事 後 比 較 ………………. 42. 表 12：. 實驗參加者於. 7 種工作之去程與回程最大速度. 位 置 之 描 述 統 計 ……………………………………… 表 13： 實 驗 參 加 者 於. 7 種工作之去程與回程最大速度. 位 置 百 分 比 之 描 述 統 計 ……………………………… 表 14：. 43. 45. 實 驗 參 加 者 在 7 種 工 作 之 最 大 速 度 位 置、 最 大 速 度 位 置 百 分 比 表 現 變 異 數 分 析 摘 要 表 ……………. 46. 表 15：. 工 作 去 程 最 大 速 度 位 置 事 後 比 較 …………………. 48. 表 16：. 工 作 回 程 最 大 速 度 位 置 事 後 比 較 …………………. 49. ‐ Ⅵ ‐.
(8) 圖目錄. 圖目錄 圖 1： Fitts 經 典 實 驗 設 計 圖 …………………………………. 11. 圖 2： 線 性 移 動 儀 ………………………………………………. 22. 圖 3： 實 驗 流 程 圖 ………………………………………………. 24. ‐ Ⅶ ‐.
(9) 第壹章 緒論. 第壹章 緒論 第一節 問題背景 人類從出生到老死的過程中皆有階段性的動作行為特徵 及表現，動作行為的表現則隨著年齡的增長而產生質與量的 改變，當個體在面對相同外界環境的刺激時，亦會產生不同 的 動 作 行 為 表 現 。 而 早 期 的 動 作 行 為 學 家 經 常 以 訊 息 處 理 （ information processing） 的 觀 點 探 討 動 作 行 為 的 表 現 ， 訊 息處理理論將人類大腦比喻成電腦，人類在接受外在環境的 刺激時，大腦將刺激原經過一番的編排後再行輸出，就好比 電 腦 處 理 資 訊 的 方 式 一 樣，需 經 過 輸 入、編 碼、儲 存、檢 索 、 解碼、輸出等歷程，這些過程應用在人類身上，則解釋人類 經由感官察覺、注意與辨識周遭的環境後，將訊息輸入大腦 加以轉換吸收，或與已知的知識做結合，最後產生行為的一 連 串 歷 程 （ 張 春 興 ， 1 9 9 6 ）。 訊 息 的 產 生 就 是 為 了 降 低 週 遭 環 境的不確定性，當個體從環境中取得某事件的相關訊息時， 相 對 的 降 低 了 該 事 件 的 不 確 定 性 （ S c h m i d t & L e e ， 2 0 0 5 ）， 而明確的訊息則能有效的縮短反應時間，讓工作更有效益。 訊 息 處 理 的 過 程 可 分 為 三 個 階 段 （ Schmidt & Lee ， 2 0 0 5 ）， 分 別 為 刺 激 確 認 階 段 （ s t i m u l u s - i d e n t i f i c a t i o n s t a g e ）、 反 應 選 擇 階 段 （ r e s p o n s e - s e l e c t i o n s t a g e ） 與 反 應 編 序 階 段（ r e s p o n s e - p r o g r a m m i n g s t a g e ）。 其 中 刺 激 確 認 階 段 又 分 為 刺 激 偵 測 （ stimulus detection ） 與 型 態 辨 認 （ pattern r e c o g n i t i o n ）， 刺 激 偵 測 即 外 在 環 境 對 人 體 產 生 刺 激 時 ， 人 體 ‐1‐.
(10) 第壹章 緒論. 的神經衝動將之進行編碼，以傳達至大腦所形成知覺的認知 歷程，刺激強度的大小決定大腦辨別事物的能力，型態辨認 則是根據所得的刺激，找尋有關此型態刺激的過去經驗與知 識，以辨認此一訊息的型態為何，才進行反應選擇的階段。 反應選擇階段則為當刺激原經由人體辨認，知曉外在環境所 給予的訊息後，大腦將之與過去經驗做結合，以決定該做出 何種動作來反應，換句話說，此階段即大腦中樞系統根據外 在環境所提供訊息，做出最佳的反應方式。最後為反應編序 階段，此階段在經由刺激的辨認與反應選擇後，大腦將這些 抽象的概念轉換組織成一系列的肌肉活動以對環境產生最佳 的反應，此階段也被認為是影響複雜動作反應時間的主要階 段。然而，時間對於運動場上的運動員來說非常的可貴，如 何在僅剩下的比賽時間中取得更多的分數，此時動作的速度 和準確度就更加的重要。 速度和準確度是許多動作技能不可或缺的重要因素，棒 球 的 揮 擊 、 足 球 的 射 門 動 作 等 皆 需 要 有 相 當 的 速 度 和 準 確 度 ， 然 而 ， 速 度 與 準 確 度 之 間 卻 存 在 著「 相 互 消 長 」的 問 題 ， 若要求動作須非常的快速，動作的準確度往往因此下降；若 希望提昇動作的準確度，則必須犧牲動作的速度，因此，希 望動作達到「又快又準」的狀態必然有一定的限制存在。 Fitts（ 1954） 則 以 訊 息 處 理 的 觀 點 解 釋 說 明 速 度 與 準 確 性 相 互 消 長 的 關 係 。 F i t t s（ 1 9 5 4 ） 延 續 了 Wo o d w o r t h 於 1 8 9 9 年 所 提 出 的 速 度 與 準 確 性 相 互 消 長 （ speed-accuracy trade-off） 概 念 ， 發 展 出 一 套 數 學 模 式 解 釋 說 明 動 作 時 間 會 因動作難度的不同有所差異，而動作時間與動作難度兩者之 間呈一線性關係。 ‐2‐.
(11) 第壹章 緒論. Fitts （ 1954 ） 所 發 展 出 的 數 學 公 式 為. MT. =. a. +. b. 〔 log2(2A/W)〕 ，此 公 式 說 明 了 動 作 時 間 會 隨 著 動 作 難 度 呈 線 性 變 化 ， 其 中 MT 代 表 動 作 時 間 ， log2(2A/W)代 表 動 作 難 度 （ i n d e x o f d i f f i c u l t y ， I D ）， a 與 b 為 常 數 ， 而 其 公 式 本 身 即 是 一 線 性 方 程 式 （ Y = a + b X ）， 所 以 可 將 之 解 釋 為 由 A （ 動 作 幅 度 ） 和 W（ 目 標 寬 度 ） 所 組 成 的 I D（ 動 作 難 度 ） 可 預 測 動 作 所 需 的 時 間 （ M T ）。 其 中 b 值 的 倒 數 亦 代 表 訊 息 處 理 的 速 率 ， 亦 被 稱 作 表 現 指 數 （ i n d e x o f p e r f o r m a n c e ， I P ）， 其 代 表的意義為：單位時間內所處理的訊息位元數。現有許多研 究者亦利用表現指數解釋訊息處理的能力，可見表現指數現 已 經 被 視 為 訊 息 處 理 能 力 的 一 項 重 要 指 標 （ S u g d e n， 1 9 8 0 ）。 Fitts 定 律 （ 1954 ） 的 實 驗 主 要 在 操 弄 目 標 區 的 寬 度 （ t a r g e t w i d t h ， W ） 與 動 作 幅 度 （ a m p l i t u d e ， A ）， 並 以 這 兩 變 項 組 成 之 動 作 難 度 （ ID） 預 測 動 作 完 成 所 需 的 時 間 。 Fitts 的經典實驗設計為快速反覆來回點觸的動作，此動作要求實 驗參加者手持特製的筆，快速反覆的用筆尖點觸兩側給予的 目標區中心，再測得其動作時間。而這個實驗模式也成為日 後動作行為學領域經常使用的典範，亦被證實其在動作技能 中的廣大應用性。 在 F i t t s 定 律 的 經 典 實 驗 中，反 覆 點 觸 動 作 的 表 現 受 目 標 區寬度與動作的距離所影響，當目標區越小或動作距離越大 時，此時的動作難度較高，而當目標區較小時，個體在瞄準 位 置 的 時 間 便 會 增 加，動 作 時 間 亦 隨 之 增 加。在 日 常 生 活 中 ， 「瞄準」的動作亦經常產生，舉凡伸手抓取桌上的杯子，爬 樓 梯 時 注 意 腳 下 的 階 梯 ， 使 用 滑 鼠 點 擊 視 窗 等 ， 皆 有「 瞄 準 」 的動作產生，而「瞄準」勢必透過視覺來執行，因此，視覺 ‐3‐.
(12) 第壹章 緒論. 在 瞄 準 動 作 中 扮 演 著 重 要 的 角 色 。 Magill（ 2007） 指 出 在 人 體的感官系統中，個體最常使用以及最信任的亦是視覺，當 個體在學習一項新的動作技能時，往往會依賴視覺的回饋， 例如，初學電腦打字時，個體會傾向於將視覺焦點放在手指 是否準確的敲擊到鍵盤上的按鍵，若剝奪其視覺，個體便無 法「瞄準」其欲敲擊之按鍵，由此可知，許多的動作技能必 須透過視覺的回饋才得以完成動作。 然而，從瞄準動作開始到動作完成，中間過程究竟發生 了什麼事？以手動瞄準動作為例，個體由一目標區移動至另 一目標區時，必然會有一個起始動作，並經過加速階段，當 快 進 入 目 標 區 時，動 作 速 度 必 須 減 慢，才 能 順 利 進 入 目 標 區 ， 在這段過程中，個體所產生的最大速度是否因目標的大小有 所 差 異 ， 還 是 受 動 作 距 離 的 影 響 ？ Bootsma 、 Fernandez 和 Mottet（ 2004） 指 出 ， 在 反 覆 點 觸 的 動 作 中 ， 較 大 的 動 作 距 離會產生較大的動作速度，而瞄準的目標區較小時，所產生 的 速 度 峰 值 亦 較 小 。 Smyrnis、 Evdokimidis、 Constantinidis 和 Kastrinakis（ 2000） 透 過 搖 桿 的 操 作 ， 指 出 動 作 的 最 大 速 度、最大加速度會隨著兩目標區距離的增加而提升。其中， 動作的位移、最大速度以及最大加速度等參數在動作技能表 現 的 測 量 分 類 中 屬 於 過 程 的 測 量 （ performance production m e a s u r e s ）。 動 作 技 能 表 現 有 兩 種 測 量 方 式 ， 一 是 結 果 的 測 量 （ p e r f o r m a n c e o u t c o m e m e a s u r e s ）， 另 一 即 是 過 程 的 測 量 ， 結果的測量主要是在測量完成一項動作所需的反應時間、動 作 時 間 、 表 現 的 誤 差 值 等 參 數 ， Fitts定 律 的 經 典 實 驗 測 量 即 著重於結果的測量；過程的測量則主要是觀察動作的位移、 速 度 、 加 速 度 、 關 節 的 角 度 、 力 矩 、 肌 肉 電 訊 號 等 參 數 ‐4‐.
(13) 第壹章 緒論. （ M a g i l l ， 2 0 0 7 ）。 隨 著 Fitts 定 律 的 提 出 ， Card、 English 和 Burr（ 1978） 將 Fitts 定 律 應 用 到 電 腦 介 面 裝 置 的 使 用（ 如 滑 鼠 、 搖 桿 、 鍵 盤 等 ）， 成 為 將 F i t t s 定 律 應 用 到 電 腦 介 面 裝 置 相 關 研 究 的 先 驅，此後，更是擴展了. Fitts 定 律 在. HCI（ human-computer. interaction） 領 域 中 的 廣 大 適 用 性 ， HCI 學 術 領 域 的 研 究 者 為了使人類在使用人機介面的相關器材更加人性化，更有效 益，便 以 F i t t s 定 律 的 預 測 公 式 推 算 電 腦 螢 幕 各 選 取 區 塊 的 大 小應如何設置，可讓使用者更快更準確的到達目標區，縮短 使用滑鼠時所必須瞄準的時間，亦或比較滑鼠的使用與觸控 式 螢 幕 的 操 作 ， 改 良 電 腦 操 作 介 面 （ Sears & Shneiderman， 1 9 9 0 ）， 以 更 方 便 人 們 使 用 。 F i t t s 定 律 除 了 被 H C I 研 究 領 域 廣泛的應用外，在動作行為學領域中更是一重要性的指標。 Card 等 人 （ 1978） 不 僅 為 將 Fitts 定 律 應 用 到 電 腦 介 面 裝置相關研究的先驅，亦是使用. Welford、 Norris 和. Shock. （ 1 9 6 9 ） 所 發 展 F i t t s 定 律 延 伸 公 式 的 先 驅 。 We l f o r d、 N o r r i s 和 Shock（ 1969） 認 為 ， 在 Fitts 定 律 原 始 公 式 MT = a + b 〔 l o g 2 ( 2 A / W ) 〕 中 ， l o g 2 ( 2 A / W ) 若 更 改 成 l o g 2 ( A’ / W ’ + 0 . 5 ) ， 則 更 能 符 合 實 際 的 難 度 表 現 指 數 ， 其 中 ， A’ 為 實 際 的 動 作 距 離 ， W’則 為 實 際 動 作 的 目 標 區 範 圍 。 在 動 作 行 為 學 領 域 中 ， 以 Fitts定 律 為 工 具 的 延 伸 研 究 不 勝 枚 舉 ， 而 Plamondon和 Alimi（ 1997） 則 簡 短 的 整 理 介 紹 以 Fitts定 律 為 工 具 或 手 段 的 相 關 研 究 ， 這 些 研 究 包 含 了 不 同 的 動作類型的動作（如連續性或序列性的瞄準動作、拖曳點觸 工 作 、 飛 鏢 投 擲 工 作 等 ）， 檢 測 身 體 各 部 位 動 作 是 否 符 合 F i t t s 定 律 的 研 究 （ 如 手 指 、 手 臂 、 足 部 以 及 頭 部 等 ）， 檢 測 實 驗 參 ‐5‐.
(14) 第壹章 緒論. 加 者 的 年 齡 效 應 或 患 有 特 殊 疾 病 者 其 在 Fitts 定 律 上 的 適 用 性，或透過不同的操作介面進行檢測（如電腦鍵盤、滑鼠、 搖 桿 及 腳 踏 板 等 工 具 ）， 由 此 可 知 ， F i t t s 定 律 已 確 實 實 際 應 用 在許多動作表現中。而在早期，許多檢測費茲定律的研究中 可 發 現 ， 大 多 的 工 作 要 求 皆 須 在 3度 空 間 中 完 成 ， 因 此 ， 部 分 研 究 者 開 始 著 手 於 Fitts定 律 在 2維 運 動 中 的 應 用，其 中 Card、 English和 Burr（ 1978） 以 操 作 滑 鼠 進 行 拖 曳 的 動 作 即 屬 於 2 維 運 動 ， L a m b e r t 和 B a r d（ 2 0 0 5 ） 亦 透 過 滑 鼠 檢 測 不 同 年 齡 層 兒 童 在 拖 曳 滑 鼠 的 2維 動 作 中 的 年 齡 效 應 。 雖 然 2維 運 動 已 屏 除 個 體 動 作 表 現 在 第 3度 空 間 中 的 不 確 定因素，但仍有改進的空間，如滑鼠的拖曳過程中，其在水 平面的運動軌跡會因個體而有所差異，若以最簡單的單維直 線 運 動 模 式 檢 測 Fitts定 律 ， 則 可 將 實 驗 的 限 制 降 至 最 小 ， 個 體將可在相同的條件下進行檢測，因此，本研究希望以最簡 單 的 單 維 直 線 運 動 模 式 重 新 檢 測 Fitts定 律 ， 並 透 過 過 程 的 測 量方式探討其運動學參數之差異。. 第二節 研究目的 本研究的主要目的，主要是通過比較原始公式、修正點 觸公式與落點中心計算修正公式等 3 種方法，再利用 3 種不 同計算難度的方式檢測單維直線運動是否依然符合. Fitts 定. 律的預測，並比較實驗工作執行過程的運動學參數。. ‐6‐.
(15) 第壹章 緒論. 第三節 名詞解釋與操作性定義 一、單維直線運動 本研究所定義之單維直線運動乃是在線性移動儀上操作 之反覆來回拖曳之動作。. 二 、 速 度 與 準 確 性 的 相 互 消 長 （ speed-accuracy trade-off） Wo o d w o r t h 於 1 8 9 9 年 所 提 出 的 一 種 動 作 行 為 現 象，說 明 個體在動作時，若要求速度，則準確度會降低，反之，若要 求有較好的準確度，則速度會隨之下降。. 三 、 Fitts 定 律 Fitts 定 律 於 1954 年 由 Paul M. Fitts 所 提 出 ， 其 所 發 展 出 的 預 測 公 式 ： M T = a + b 〔 L o g 2 ( 2 A / W ) 〕， 說 明 了 動 作 時 間 會 隨 著 動 作 難 度 呈 線 性 變 化 ， 其 中. MT 代 表 動 作 時 間 ，. L o g 2 ( 2 A / W ) 代 表 動 作 難 度 （ i n d e x o f d i f f i c u l t y ， I D ）， 而 其 公 式 本 身 即 是 一 線 性 方 程 式 （ Y = a + b X ）， 所 以 可 解 釋 為 由 A （ 動 作 幅 度 ） 和 W（ 目 標 寬 度 ） 所 組 成 的 I D（ 動 作 難 度 ） 可 預測動作所需的時間。此定律亦解釋說明了. Wo o d w o r t h 於. 1 8 9 9 年 所 提 出 的 速 度 與 準 確 性 間 的 相 互 消 長 現 象，F i t t s 定 律 的問世亦將動作行為學領域帶進一個嶄新的里程碑。. 四 、 迴 歸 分 析 （ regression analysis） 研究變項之間的因果關係或預測關係之分析。迴歸分析 是在兩變項之間的線性關係基礎上，進一步探討變項間的解 釋 與 預 測 關 係 之 統 計 方 法 （ 邱 皓 政 ， 2 0 0 5 ）。 ‐7‐.
(16) 第壹章 緒論. 第四節 研究範圍與限制 Fitts 定 律 的 相 關 延 伸 研 究 不 勝 枚 舉，如 用 身 體 各 肢 段 檢 測 Fitts 定 律 ， 探 討 Fitts 定 律 在 訊 息 處 理 上 年 齡 效 應 ， 實 驗 工作為間斷動作或連續動作，點觸動作或拖曳動作，目標物 的設置為固定形式或是動態形式等皆是. Fitts 定 律 涉 及 的 研. 究 課 題，而 本 研 究 則 是 簡 化 Fitts 定 律 的 經 典 實 驗 模 式，將 原 本在 3 度空間中點觸的工作簡化至單維的直線運動，降低個 體在空間中的差異性。 本研究於實驗正式開始前均告知實驗參加者必須快速且 準確的完成每個工作任務，並於實驗過程中隨機提醒參加者 盡 可 能 的 快 速 並 準 確 的 到 達 目 標 區 ， 但 由 於 個 體 對 於「 快 速 」 及「準確」的認知必有所差異，因此，本研究假定每位實驗 參加者皆盡了自己最大表現能力完成每個工作任務。. ‐8‐.
(17) 第壹章 緒論. 第五節 研究的重要性 個體在面對外在不同環境刺激時，大腦會判斷事件的難 易度做出其最適當的反應，而事件的難易度則影響著大腦訊 息 處 理 的 歷 程。在 以 往 Fitts 定 律 的 相 關 研 究 中，有 許 多 學 者 探討工作難易度對訊息處理的影響，實驗設計由原始的點觸 動作到抓取動作、足部動作、頭部動作等身體其他軀幹動作 皆 有 ， 而 人 類 的 動 作 行 為 皆 是 由 最 基 本 的 動 作 元 素 組 合 而 成 ， 因 此 ， 本 研 究 操 弄 「 單 維 直 線 運 動 」， 除 了 可 降 低 實 驗 工 作 本 身 的 不 確 定 因 素 外，亦 發 展 另 一 難 度 計 算 方 式 檢 測 Fitts 定律，為日後研究提供另一種新的思維模式。. ‐9‐.
(18) 第貳章 文獻探討. 第貳章 文獻探討 本 章 針 對 F i t t s 定 律 及 其 相 關 研 究 文 獻 加 以 整 理 探 討，分 為第一節、速度與準確度的消長；第二節、瞄準動作的運動 學特徵；第三節、本章總結. 第一節 速度與準確度的消長 在許多動作技能中，速度與準確性扮演著重要的角色， 舉凡在鋼琴鍵上演奏著快節奏的樂章、用最快的速度在電腦 鍵 盤 上 打 出 一 篇 文 章 等 ， 皆 需 有 著 一 定 的 速 度 與 準 確 性 才 行 。 Wo o d w o r t h 在 1 8 9 9 年 首 先 提 出 了 速 度 與 準 確 性 的 消 長 （ s p e e d - a c c u r a c y t r a d e - o f f ）關 係 ， 說 明 速 度 與 準 確 度 之 間 會 相互牽制影響，其要求實驗參加者在紙上作反覆來回畫直線 的動作，其主要結果發現動作的準確性會隨著動作速度的增 加 而 降 低 。 但 Wo o d w o r t h （ 1 8 9 9 ） 只 描 述 了 速 度 與 準 確 性 之 間的現象，並無舉列具體的數據資料作為依據。直到. 1954. 年 ， Fitts 首 驅 將 速 度 與 準 確 性 的 關 係 以 數 學 公 式 呈 現 ， 因 此 有 了 以 Fitts 命 名 的 Fitts 定 律 ， Fitts 定 律 的 問 世 不 僅 幫 助 許 多研究者能更具體的解釋人類動作行為現象，亦促使動作行 為 相 關 領 域 研 究 邁 向 新 的 里 程 碑，更 奠 定 F i t t s 在 動 作 行 為 學 領域的重要地位。 Fitts 將 人 類 的 複 雜 動 作 行 為 透 過 數 學 模 式 加 以 描 述 解 釋，將人類的動作行為數據化，以更進一步解釋說明動作行 ‐ 10 ‐.
(19) 第貳章 文獻探討. 為 之 意 涵 。 Fitts（ 1954） 操 弄 目 標 區 的 寬 度 （ W） 與 動 作 幅 度 （ A ） 範 圍 ， 用 以 設 定 動 作 難 度 （ I D ）， 並 以 這 兩 變 項 組 成 之 動 作 難 度 預 測 完 成 動 作 所 需 的 時 間。Fitts 的 經 典 實 驗 設 計 要求實驗參加者手持特製的筆，快速反覆的用筆尖點觸兩側 給 予 的 目 標 區 中 心 （ 如 圖 1 ）， 紀 錄 實 驗 參 加 者 在 2 0 秒 內 於 兩側目標區的點觸數量，並根據. Shannon（ 1948） 訊 息 處 理. 理論的觀點發展出以下數學公式： MT = a + b〔 log2(2A/W)〕 其 中 M T 為 動 作 時 間 ， a 和 b 為 常 數 ， A 是 所 移 動 的 距 離（ 亦 即 動 作 幅 度 的 大 小 ）， W 為 目 標 區 的 設 定 寬 度 。 由 公 式 可 循 ， 動 作 時 間 （ MT） 主 要 受 移 動 的 距 離 （ A） 與 目 標 區 （ W） 大 小所影響，當移動距離越大或目標區越小時，所需的動作時 間 就 越 長 。 l o g 2 ( 2 A / W ) 則 代 表 著 動 作 的 難 度 指 數 （ I D ）， I D 越高，表示動作難度越高，動作難度越高，個體訊息處理歷 程亦較長，所需的動作時間自然會增加。換句話說，此公式 說明了動作時間會隨著動作難度的改變而呈一線性關係。. 圖 1： Fitts 實 驗 設 計 圖 在 Fitts 定 律 的 公 式 中 可 見 log 以 2 為 基 底 ， log 以 2 作 為基底是依據測量訊息單位的所需所做的選擇，由於訊息處. ‐ 11 ‐.
(20) 第貳章 文獻探討. 理理論中，人類大腦被比喻成電腦，而電腦的程式語言是用 0 和 1 兩種訊號組合而成，是一種 2 進位的運算方法，單位 為 位 元 （ b i t ）， 其 意 義 代 表 著 在 兩 個 穩 定 的 位 置 中 ， 可 以 儲 存 1 個 訊 息 位 元 （ S h a n n o n ， 1 9 4 8 ）。 Fitts （ 1954 ） 的 經 典 實 驗 設 計 中 ， 除 了 交 互 點 觸 （ r e c i p r o c a l t a p p i n g ）的 動 作 外，尚 有 移 放 圓 盤（ d i s k t r a n s f e r ） 與 移 放 圓 釘 （ pin transfer） 2 組 動 作 ， 這 3 組 動 作 皆 要 求 實 驗參加者在時間內用最快的速度完成動作，並盡可能準確的 到達目標區，實驗操控動作移動距離與目標區寬度進行組合 變化，此 3 組動作皆是在三度空間完成，屬於三維運動。然 而 ， Fitts 所 提 出 的 預 測 公 式 卻 是 以 兩 點 間 的 直 線 距 離 為 參 數，並未考慮到第三度空間的動作路徑。因此，許多學者延 續 著 Fitts 定 律 的 實 驗 設 計，改 變 其 動 作 方 式，屏 除 在 第 三 度 空 間 的 不 確 定 因 素 。 如 C a r d、 E n g l i s h 和 B u r r（ 1 9 7 8 ）將 F i t t s 定 律 應 用 到 電 腦 介 面 裝 置 的 使 用 （ 如 滑 鼠 、 搖 桿 、 鍵 盤 ）， 成 為 將 F i t t s 定 律 應 用 到 電 腦 介 面 裝 置 相 關 研 究 的 先 驅，並 擴 展 了 Fitts 定 律 在 HCI 研 究 領 域 的 廣 泛 應 用 性 ， 此 後 亦 有 眾 多 電 腦 介 面 相 關 設 計 依 循 Fitts 定 律 的 經 典 實 驗 設 置 而 成 。 Fitts. 定 律 最 原 始 的 解 釋 即 建 構 在 訊 息 處 理 理 論. （ information processing theory） 的 基 礎 上 ， 當 動 作 難 度 因 移動的距離增加或目標區縮小而增加時，個體會為了精確的 達 到 目 標 區 而 產 生 更 多 訊 息 處 理 的 歷 程 （ Schmidt & Lee， 2 0 0 5 ）， 因 此 需 使 用 更 多 的 時 間 以 完 成 動 作 。 所 謂 的 訊 息 處 理 （ i n f o r m a t i o n p r o c e s s i n g ）， 意 指 人 類 在 接受外在環境的刺激時，大腦將刺激原經過一番的編排後再 行輸出，就好比電腦處理資訊的方式一樣，需經過輸入、編 ‐ 12 ‐.
(21) 第貳章 文獻探討. 碼、儲存、檢索、解碼、輸出等歷程，這些過程應用在人類 身 上，則 解 釋 人 類 經 由 感 官 察 覺、注 意 與 辨 識 周 遭 的 環 境 後 ， 將訊息輸入大腦加以轉換吸收，或與已知的知識做結合，最 後 產 生 行 為 的 一 連 串 歷 程 （ 張 春 興 ， 1 9 9 6 ）。 訊 息 的 產 生 就 是 降低週遭環境的不確定性，當個體從環境中取得某事件的相 關 訊 息 時 ， 相 對 的 降 低 了 該 事 件 的 不 確 定 性 （ Schmidt & L e e ， 2 0 0 5 ）， 而 明 確 的 訊 息 能 有 效 的 縮 短 反 應 時 間 ， 讓 工 作 更有效益。 訊 息 處 理 的 過 程 可 分 為 三 個 階 段（ S c h mi d t & Wr i s b e rg， 2 0 0 8 ）， 分 別 為 刺 激 確 認 階 段 （ s t i m u l u s - i d e n t i f i c a t i o n s t a g e ）、 反 應 選 擇 階 段 （ r e s p o n s e - s e l e c t i o n s t a g e ） 與 反 應 編 序 階 段（ r e s p o n s e - p r o g r a m m i n g s t a g e ）。 其 中 刺 激 確 認 階 段 又 分 為 刺 激 偵 測 （ stimulus detection ） 與 型 態 辨 認 （ pattern r e c o g n i t i o n ）， 刺 激 偵 測 即 外 在 環 境 對 人 體 產 生 刺 激 時 ， 人 體 的神經衝動將之進行編碼，以傳達至大腦所形成知覺的認知 歷程，刺激強度的大小決定大腦辨別事物的能力，型態辨認 則是根據所得的刺激，找尋有關此型態刺激的過去經驗與知 識，以辨認此一訊息的型態為何，才進行反應選擇的階段。 反應選擇階段則為當刺激原經由人體辨認，知曉外在環境所 給予的訊息後，大腦將之與過去經驗做結合，以決定該做出 何種動作來反應，換句話說，此階段即大腦中樞系統根據外 在環境所提供訊息，做出最佳的反應方式。最後為反應編序 階段，此階段在經由刺激的辨認與反應選擇後，大腦將這些 抽象的概念轉換組織成一系列的肌肉活動以對環境產生最佳 的反應，此階段也被認為是影響複雜動作反應時間的主要階 段。 ‐ 13 ‐.
(22) 第貳章 文獻探討. 一般來說，越複雜的動作，大腦必須使用越多訊息處理 量 ， 因 此 所 需 的 反 應 時 間 越 長 。 Henry 和 Rogers（ 1960） 的 實驗中即提到動作複雜度與反應時間之間的關係，並證實了 複雜性動作的反應時間會長於簡單動作的反應時間，實驗共 有 三 組 動 作 ，（ 1 ） 手 指 離 開 按 鍵 的 簡 單 動 作 ，（ 2 ） 手 指 離 開 按 鍵 後 再 增 加 拍 網 球 的 動 作 ，（ 3 ） 手 指 離 開 按 鍵 後 拍 球 ， 接 著按鈕，再拍第二個球。由此實驗中可發現，隨著動作複雜 度的增加，反應時間越長，證實了越複雜動作，訊息處理的 歷 程 越 長 ， 因 此 與 F i t t s（ 1 9 5 4 ） 指 出 動 作 難 度 越 高 ， 動 作 時 間越長的實驗結果有著相同的概念。 人類發展的各個階段中，訊息處理的歷程亦有所不同， 隨 著 年 齡 與 心 智 活 動 的 成 長 ， 個 體 對 於 動 作 的 認 知 隨 之 增 加，訊息處理的方式亦隨著其成熟度的不同而有所差異，處 理 動 作 的 方 式 也 將 會 有 所 差 異 （ G l e i t m a n ， 1 9 9 7 ）， 動 作 行 為 的 表 現 則 隨 著 年 齡 的 增 長 而 產 生 質 與 量 的 改 變 。 Bourgeois 和 H a y（ 2 0 0 3 ） 比 較 5 至 1 1 歲 的 兒 童 在 反 覆 的 點 觸 動 作 中 ， 其訊息處理能力與動作表現，結果顯示，隨著年齡的增加， 最大速度與最大加速度皆有較好的表現，而到達最大速度所 使用的時間則無年齡的效應。 然 而，個 體 由 於 年 齡 的 不 同，其 力 量 的 表 現 必 有 所 不 同 ， 衝 量 變 異 性 理 論 （ impluse-variability theory） 則 說 明 動 作 的 變 異 是 受 肌 肉 持 續 收 縮 的 時 間 與 力 量 的 影 響 （ Schmidt & L e e ， 2 0 0 5 ）， S c h m i d t 、 Z e l a z n i k 、 H a w k i n s 、 F r a n k 和 Q u i n n （ 1979） 針 對 快 速 的 瞄 準 動 作 提 出 了 衝 量 變 異 性 理 論 ， 說 明 個體動作控制的變異會受肌肉衝量的變異影響，其中力量變 異 性 原 理 （ force-variability principles） 更 是 說 明 了 動 作 的 ‐ 14 ‐.
(23) 第貳章 文獻探討. 產生來自肌肉的力量，而動作變異的產生則來自肌肉力量的 變異，肌肉的力量亦影響個體控制動作的能力，影響其在動 作 速 度 、 準 確 度 的 表 現 。 而 此 現 象 亦 在 1 8 9 9 年 Wo o d w o r t h 的 研 究 中 提 出 ， Wo o d w o r t h 發 現 當 目 標 區 距 離 增 為 原 來 距 離 2 倍時，個體動作表現的誤差亦增為原來的 2 倍。因此，速 度與準確性消長的問題不僅可用訊息處理的能力來描述，其 動作控制的過程亦可用衝量變異性理論加以解釋。 影響訊息處理的因素除了個體限制外，環境與工作亦是 影 響 的 主 要 因 素 ， N e w e l l（ 1 9 8 6 ）提 出 個 體 動 作 行 為 的 表 現 ， 主 要 受 到 個 體（ o r g a n i s m ） 、 環 境（ e n v i r o n m e n t ）與 工 作（ t a s k ） 三方面的交互影響，其中任一者稍做改變，皆可能帶來極大 的影響。因此，除了個體的年齡、成熟度會影響訊息處理量 之 外 ， 周 遭 環 境 與 工 作 的 難 易 度 亦 影 響 著 訊 息 處 理 量 ， 就 Fitts 定 律 的 實 驗 設 計 而 言 ， 為 了 達 到 「 速 度 」 與 「 準 確 度 」 兩 項 實 驗 要 求，對 於 距 離 較 長、目 標 區 寬 度 較 小 的 工 作 任 務 ， 個體為了準確的瞄準目標區而會產生較多的訊息處理量，動 作的速度也因此而下降，相較於距離短或目標區寬度較大的 工作任務，個體瞄準的目標區越大，動作範圍的限制越小， 所需的訊息處理量亦隨之下降。 Fitts 不 僅 量 化 了 動 作 行 為 表 現，具 體 解 釋 說 明 速 度 與 準 確度之間的消長關係，其實驗模式亦歷經了超越半世紀眾多 學者的重製、仿製的考驗，許多電腦相關介面的設計也因之 得 到 相 當 的 改 善，這 正 是 Fitts 定 律 至 今 仍 屹 立 不 搖 的 原 因 ， 亦成為動作行為學領域的重要性指標。. ‐ 15 ‐.
(24) 第貳章 文獻探討. 第二節 瞄準動作的運動學特徵 在 日 常 生 活 中 ， 和 瞄 準（ a i m i n g ）相 關 的 動 作 隨 處 可 見 ， 舉凡伸手抓取桌上的杯子、在電腦鍵盤上打字、使用滑鼠點 擊視窗、用鑰匙將門打開等，皆會有「瞄準」動作產生。 當個體伸出手臂抓取物體時，物體的大小、形狀往往影響其 動 作 的 表 現 ， Z a a l 和 T h e l e n（ 2 0 0 5 ） 指 出 ， 個 體 伸 手 抓 取 較 小的物體時，通常會放慢動作的速度以確保手指能精確的抓 取 物 體 。 而 在 動 作 行 為 學 的 領 域 中 ， 瞄 準 動 作 （ aiming movement） 亦 經 常 被 探 討 。 在動作行為學領域中，反覆的瞄準動作最具代表性的研 究 則 是 F i t t s（ 1 9 5 4 ） 的 反 覆 點 觸 動 作 實 驗 ， F i t t s（ 1 9 5 4 ） 設 置 了 三 種 實 驗 工 作 ， 分 別 為 交 互 點 觸 （ reciprocal tapping） 的 動 作、移 放 圓 盤（ d i s k t r a n s f e r ）以 及 移 放 圓 釘（ p i n t r a n s f e r ） 三 種 動 作 ， 進 而 發 展 出 以 Fitts 命 名 的 Fitts 定 律 。 然 而 ， 早 在 F i t t s 定 律 問 世 以 前 ， Wo o d w o r t h （ 1 8 9 9 ） 即 發 展 出 反 覆 畫 直 線 的 瞄 準 動 作 實 驗 ， 並 提 出 個 體 在 作 瞄 準 動 作 （ aiming movement） 時 ， 本 身 會 產 生 初 始 的 調 節 （ initial adjustment） 階段促使肢體朝向目標物，接著個體會藉由視覺的回饋使肢 體 移 動 進 入 （ home in） 至 目 標 物 或 目 標 區 ， 即 現 階 段 控 制 （ c u r r e n t c o n t r o l ） 的 階 段 （ Wo o d w o r t h ， 1 8 9 9 ）。 然 而 ， 在 這 樣的過程中，身體肢段必然會有位移和速度的改變，速度又 因目標物或目標區大小不同而有所差異。就反覆的瞄準動作 而言，個體由預備位置移動肢段至另一目標區時，必定會歷 經加速與減速的階段，在動作前期的加速階段中，由於動作 非常的迅速，因此，無法有充足的時間修正其動作表現，在 ‐ 16 ‐.
(25) 第貳章 文獻探討. 動 作 控 制 的 觀 點 則 稱 之 為 開 放 環 式 動 作 控 制 系 統（ o p e n - l o o p c o n t r o l s y s t e m ）， 而 在 動 作 後 期 的 減 速 階 段 中 （ 肢 段 接 觸 到 目 標 區 前 的 動 作 ， 特 別 指 類 似 慢 速 的 抓 握 動 作 等 ）， 由 於 個 體 由視覺獲得目標區的位置、大小等訊息回饋，因此在接觸目 標區前會修正其動作表現，以準確的到達目標區。此階段即 所 謂 的 閉 鎖 環 式 動 作 控 制 系 統 （ closed-loop. control. s y s t e m ）， 此 兩 個 系 統 為 動 作 控 制 理 論 中 最 常 被 提 及 的 論 點 ， 而 兩 者 最 大 的 差 異 在 於 有 無 回 饋 機 制 的 產 生 （ Magill ， 2 0 0 7 ）。 閉 鎖 環 動 作 控 制 系 統 中 ， 主 要 藉 著 本 體 感 官 知 覺 的 回 饋，進而對動作進行修正，而開放環動作控制系統中，雖然 亦有本體感覺存在，但由於動作初期迅速，受限於時間的因 素 ， 個 體 無 法 對 動 作 進 行 修 正 。 Ricker等 人 （ 1999） 指 出 ， 一但動作修正的機制產生，視覺回饋已無多大作用。因此， Elliott等 人 （ 1999） 指 出 ， 儘 管 有 了 視 覺 回 饋 ， 還 需 有 足 夠 的時間修正動作，視覺回饋才得發揮其作用。 在人體的感官系統中，個體最常使用以及最信任的不外 乎是視覺，當個體在學習一項新的動作技能時，往往會依賴 視覺的回饋，例如，初學電腦打字時，個體會傾向於將視覺 焦點放在手指是否準確的敲擊到鍵盤上的按鍵，若剝奪其視 覺，個體便無法「瞄準」其欲敲擊之按鍵，因此，視覺在瞄 準動作中扮演著相當重要的角色。 若 欲 探 討 視 覺 在 速 度 - 準 確 度 消 長 的 瞄 準 運 動 歷 程 ，則 約 略 可 分 成 準 備 階 段 （ m o v e m e n t p r e p a r a t i o n p h a s e ）、 開 始 動 作 階 段 （ i n i t i a l f l i g h t p h a s e ）、 結 束 階 段 （ t e r m i n a t i o n p h a s e ） 等 三 個 階 段 來 探 討 （ M a g i l l ， 2 0 0 7 ）。 當 個 體 下 決 策 執 行 此 速 ‐ 17 ‐.
(26) 第貳章 文獻探討. 度 -準 確 度 動 作 時 ， 即 已 啟 動 準 備 階 段 ， 在 此 階 段 中 ， 個 體 會 利用視覺偵測周遭環境的規律性特徵（如：肢體將移動的方 向 與 距 離 、 目 標 區 或 目 標 物 的 大 小 等 ）， 而 與 動 作 相 關 的 訊 息 亦被傳送到中樞神經系統，進而決定其因應的動作；第二個 階段即為動作開始的階段，這個階段的動作非常迅速，屬開 放 式 動 作 控 制 系 統，雖 然 視 覺 提 供 給 個 體 目 標 的 大 小、方 位 、 距離等訊息，但其作用是為了當肢體接近目標區時用以調整 修正其動作表現，在動作的初期，視覺的作用並非是影響動 作的主要因素；第三個階段即為動作結束的階段，即個體在 接觸目標區前的減速動作，若此時有足夠時間進行動作的修 正，此 階 段 則 屬 於 閉 鎖 環 控 制 系 統，個 體 會 在 接 觸 目 標 區 前 ， 降低其動作速度瞄準目標區，並透過視覺的回饋以調整修正 動作，使動作能準確的進入目標區。然而，若欲利用視覺回 饋在動作後期調整修正動作，則需要有足夠的時間量得以完 成，否 則，當 動 作 速 度 過 快 時，即 使 有 視 覺 提 供 相 關 的 訊 息 ， 個體亦無法有時間進行動作的修正，如此一來，此動作便屬 於開放環的控制系統而非閉鎖環控制系統。 而 在 反 覆 快 速 的 瞄 準 動 作 中，個 體 所 接 受 的 視 覺 回 饋（ 如 目標區的大小、形狀，或動作距離、長短與方向等）是否影 響 其 動 作 表 現 呢 ？ Bootsma、 Fernandez和 Mottet（ 2004） 指 出，當動作距離較長時，會產生較大的動作速度，而瞄準的 目 標 區 較 小 時 ， 所 產 生 的 速 度 峰 值 亦 較 小 ； Smyrnis 、 E v d o k i m i d i s、 C o n s t a n t i n i d i s 和 K a s t r i n a k i s（ 2 0 0 0 ） 透 過 搖 桿 的操作研究指出，動作的最大速度、最大加速度會隨著兩側 目標區距離的增加而提升。更有研究者指出目標區的形狀亦 影 響 個 體 的 動 作 表 現 ， 而 Whisenand和 Emurian（ 1999） 則 是 ‐ 18 ‐.
(27) 第貳章 文獻探討. 要求實驗參加者透過滑鼠反覆來回點觸不同形狀目標區，結 果發現實驗參加者在方型目標區的動作時間表現優於圓形目 標 區 ， Smyrnis 、 Evdokimidis 、 Constantinidis 和 Kastrinakis （ 2000） 除 了 利 用 搖 桿 探 討 目 標 區 寬 度 和 距 離 在 Fitts定 律 上 的適用性，亦探討方向是否影響動作時間的表現，結果發現 方向並不會對動作時間造成影響。 視覺在瞄準動作中的確扮演極重要的角色，有了視覺提 供的訊息，個體才得以在接近目標區時適時的減速，以精確 到 達 目 標 區 ， 而 當 目 標 區 較 小 時 ， 個 體 會 為 了「 瞄 準 」並「 準 確」的到達目標區而降低速度，不論速度的快與否，在此種 瞄準動作的過程中，必定會經歷起始動作到最大速度的加速 階段，以及進入目標區的減速階段，而影響動作最大加速度 位置點的因素不外乎和動作難度有關，即和動作距離與目標 區大小有關，因此，本研究操弄動作距離和目標區大小，探 討 個 體 在 單 維 直 線 上 操 作 不 同 難 度 工 作 時 的 運 動 學 參 數 特 徵。. 第三節 本章小結 人類的動作行為模式是如此的多樣且複雜，要將其以數 據 資 料 呈 現 加 以 比 較 ， 必 有 一 定 的 限 制 存 在 ， Fitts 於. 1954. 年首驅以訊息處理的觀點發展出一套解釋人類複雜動作行為 的數學模式，其數學模式在歷經了半個世紀的時間考驗後， 在其相關實驗設計上仍有相當大的可解釋度，並且被廣泛的 應用在電腦介面設計的相關研究上。 ‐ 19 ‐.
(28) 第貳章 文獻探討. Fitts 定 律 的 速 度 -準 確 度 消 長 概 念 亦 適 用 於 許 多 的 動 作 技能表現，如飛鏢投擲、伸手抓取大小不同的物體、使用滑 鼠反覆拖曳文件等動作，皆可用. Fitts 定 律 來 預 測 其 動 作 時. 間。 然而，人類的動作行為皆是由最基本的動作元素組合而 成 。 有 別 於 大 多 數 Fitts 定 律 在 2 維 運 動 、 3 維 運 動 上 的 相 關 研 究 ， 本 研 究 操 弄 「 單 維 直 線 運 動 」， 將 工 作 簡 單 化 ， 以 降 低 實驗工作本身在空間上的不確定因素，此外，亦發展另一難 度 計 算 方 式 檢 測. Fitts 定 律 ， 將 之 和 原 始 定 義 的 公 式 以 及. We l f o r d 、 N o r r i s 和 S h o c k 於 1 9 6 9 發 展 的 公 式 做 比 較 ， 為 日 後研究提供另一種新的思維模式。此外，本研究透過過程的 測量手段比較在動作過程中，最大速度、最大速度位置標準 差、最大速度位置以及最大速度位置佔整體動作距離的百分 比等運動學參數特徵。. ‐ 20 ‐.
(29) 第參章 研究方法與步驟. 第參章 研究方法與步驟 本研究依研究問題所需，分成下列內容陳述：第一節、 實 驗 參 加 者；第 二 節、實 驗 儀 器 與 設 備；第 三 節、實 驗 設 計 ； 第四節、實驗流程與步驟；第五節、資料處理與分析. 第一節 實驗參加者 本研究實驗參加者為. 15 名 身 心 健 康 、 無 肢 體 障 礙 之 成. 人，其 中 包 括 8 名 男 性 與 7 名 女 性，其 平 均 年 齡 為 20.8 ± 2.3 歲，參加者者於正式實驗前均已簽署「實驗參加者須知與同 意書」 。研 究 者 亦 在 實 驗 進 行 之 前 告 知 每 位 參 加 者 實 驗 的 操 作 流程以及注意事項以確保實驗參加者之權益。. 第二節 實驗儀器與設備 本 研 究 所 使 用 之 實 驗 儀 器 設 備 與 資 料 分 析 軟 體 分 述 如 下： 一、 實驗儀器設備 （ 一 ）線 性 移 動 儀（ G e f r a n M o d e l P K - M - 0 6 0 0 - L， 如 圖 2 ） （ 二 ） Biopac MP150 多 通 道 訊 號 處 理 系 統 （ 1000Hz） （三）筆記型電腦一台. ‐ 21 ‐.
(30) 第參章 研究方法與步驟. 二、資料分析軟體 （ 一 ） AcqKnowledge 3.9.1 版 分 析 軟 體 （ 二 ） Microsoft Excel 2003 版 試 算 分 析 軟 體 （ 三 ） S P S S f o r Wi n d o w s 1 5 . 0 版 統 計 分 析 軟 體. 圖 2： 線 性 移 動 儀. 第三節 實驗設計 有別於以往費茲定律相關研究之實驗設計大多以 2 維或 3 維肢體動作為主，本研究旨在探討單維直線運動是否依然 符合費茲定律的預測，因此，實驗要求參加者在線性移動儀 上反覆來回拖曳感應器，並快速準確的移動到所給予的目標 區塊。所有實驗參加者皆必須隨機完成由 2 種目標區寬度與 4 種 移 動 距 離 配 置 而 成 的 7 種 難 度 組 合 動 作 （ 如 表 1 ）， 每 次 動 作 試 作 20 秒 ， 並 從 中 擷 取 10 秒 作 分 析 。 實驗者將線性移動儀側邊貼上魔鬼粘，再以不同顏色厚 紙板黏貼於兩側目標區，實驗操弄者根據參加者隨機抽取之. ‐ 22 ‐.
(31) 第參章 研究方法與步驟. 難度選擇厚紙板寬度（目標區寬度）以及設置其距離，兩側 厚紙板的中心點連線為動作距離。此外，線性移動儀上之感 應器外側亦黏貼一以厚紙板製成之指針，以方便參加者瞄準 兩 側 目 標 區 ， 實 驗 試 作 時 則 要 求 參 加 者 快 速 來 回 拖 曳 感 應 器，且須讓指針準確的落在兩側目標區。 表 1： 7 種 工 作 之 目 標 寬 度 與 距 離 組 合 整 理 表 工作. A（ 公 分 ）. W（ 公 分 ）. 理 論 ID（ 位 元 /秒 ）. 1. 4. 2. 2. 2. 8. 2. 3. 3. 16. 2. 4. 4. 32. 2. 5. 5. 8. 4. 2. 6. 16. 4. 3. 7. 32. 4. 4. 第四節 實驗流程與步驟 本 研 究 之 實 驗 參 加 者 為 1 5 名 自 願 大 學 在 學 學 生，參 加 者 者 於 正 式 實 驗 前 皆 已 簽 署 「 實 驗 參 加 者 須 知 與 同 意 書 」。 在實驗進行之前，實驗者告知每位參加者實驗的操作流 程，包括每次試作所需時間為. 20 秒 、 每 人 皆 需 隨 機 完 成. 7. 種 工 作 任 務 （ 由 W = 2、 4 公 分 ， A = 4、 8、 16、 32 公 分 所 組 成 之 4 種 難 度 工 作 ）、 每 次 試 作 間 皆 休 息 1 分 鐘 ， 以 及 在 每 次正式試作前，參加者皆可練習數次以調整個人最佳動作位. ‐ 23 ‐.
(32) 第參章 研究方法與步驟. 置 ， 而 在 施 測 時 ， 實 驗 者 會 隨 機 提 醒 參 加 者 盡 可 能 的「 快 速 」 且「準確」的到達兩側目標區塊，並施測結束後擷取每次試 作 動 作 之 10 秒 鐘 進 行 分 析，練 習 試 作 不 列 入 分 析 之 用。本 研 究之實驗流程圖如圖 3 所示。. 實驗參加者簽署參加者須知及同意書. 實驗者示範並說明實驗操作流程. 實驗參加者隨機抽取 7 種工作試作順序. 實 驗 參 加 者 調 整 最 佳 動 作 位 置 後 ， 實 驗 者 施 予 口 令，並 紀 錄 為 時 連 續 20 秒 之 拖 曳 動 作，每 次 試 作 結 束皆休息 1 分鐘再進行下次試作。 圖 3： 實 驗 流 程 圖. 第五節 資料處理與分析 本 研 究 實 驗 所 得 之 運 動 學 參 數 是 透 過 Biopac MP150 多 通 道 訊 號 處 理 系 統（ 1 0 0 0 H z ）收 集 而 成，並 經 由 A c q K n o w l e d g e. ‐ 24 ‐.
(33) 第參章 研究方法與步驟. 3.9.1 版 分 析 軟 體 進 行 資 料 分 析 ， 所 得 數 據 包 括 平 均 動 作 時 間、實際動作位移等，並將所得資料以. Butterworth 低 通 數. 位 濾 波 法 進 行 修 勻 （ 截 止 頻 率 8 H z ）， 而 動 作 位 移 之 數 據 微 分 後得到最大速度數值，進而分析其最大速度位置點，再將最 大速度產生點的距離除以全程距離，得到最大速度位置的百 分比，並透過以上相關數據進行迴歸分析，此外，本研究亦 比較參加者在進行給予工作任務過程的運動學參數特徵。以 下為分析所得數據加以描述解釋： 一、平均動作時間 為 參 加 者 單 次 動 作 的 時 間 值。本 研 究 將 15 位 參 加 者 的 7 種 難 度 工 作 各 取 1 0 秒 鐘，並 取 其 去 程 與 回 程 的 動 作 時 間 平 均 值是為該參加者的單次動作平均時間。. 二、實際動作位移 計算各個實驗參加者實際移動位置的距離，取兩目標區 實 際 施 作 範 圍 的 中 點 連 線（ A’ ）， 以 及 兩 目 標 區 的 施 作 中 心 連 線 （ A’ ’ ）。. 三、實際難度指數 實際難度指數的計算以以上兩種實際動作位移的數值做 計算。本研究兩種實際難度計算公式如下： （ 一 ） We l f o r d 法. l o g 2 ( A’ / W ’ + 0 . 5 ). A’ ： 代 表 兩 側 目 標 區 實 際 動 作 範 圍 之 中 點 連 線 W’： 代 表 兩 側 實 際 施 作 目 標 區 範 圍 之 平 均 （二）中心位置法. log2(2A”/W”). A”： 以 兩 側 實 際 施 作 目 標 之 動 作 中 心 為 目 標 區 中 點 ， ‐ 25 ‐.
(34) 第參章 研究方法與步驟. 兩 側 目 標 區 中 點 連 線 即 為 A”。 W ”： 以 動 作 中 心 為 中 點 ， 向 左 右 兩 側 推 算 兩 個 標 準 差 為實際動作寬度。. 四、最大速度位置點 參加者由一目標區移至另一目標區過程中的最大速度位 置點。. 五、最大速度位置百分比 參加者由一目標區移至另一目標區過程中的最大速度位 置點占整體距離的百分比。. 本研究方法採用相依樣本單因子變異數分析，顯著水準 α 定 為 .05， 實 驗 數 據 經 變 異 數 分 析 後 ， 各 運 動 學 參 數 若 達 顯 著 水 準 ， 則 採 用 HSD 法 進 行 事 後 比 較 。. ‐ 26 ‐.
(35) 第肆章 結果與討論. 第肆章 結果與討論 本研究主要透過三種難度計算的方式檢測單維直線運動 是 否 依 然 符 合 Fitts 定 律 的 預 測，實 驗 所 得 數 據 經 處 理 後，共 分成四個部分說明：第一節、難度計算方式分析；第二節、 各難度工作之動作速度及變異性；第三節、各難度工作之加 速距離；第四節、綜合討論。. 第一節 難度計算方式分析 在 F i t t s 定 律 的 相 關 研 究 領 域 中，難 度 的 計 算 方 式 一 直 是 許 多 研 究 者 所 探 討 的 課 題，雖 然 原 始 F i t t s 定 律 數 學 模 式 已 可 有效的解釋預測動作時間，仍有許多研究者為了得到更精確 的數值而發展出各種相關公式，其中最常被使用的不外乎是 We l f o r d、 N o r r i s 和 S h o c k（ 1 9 6 9 ）所 發 展 出 的 難 度 計 算 公 式 ： l o g 2 ( A’ / W ’ + 0 . 5 ) ， 其 中 A’ 代 表 兩 側 目 標 區 實 際 動 作 範 圍 之 中 點 連 線 ， W’代 表 兩 側 實 際 施 作 目 標 區 範 圍 的 平 均 。 本 研 究 難 度 計 算 方 式 除 了 使 用 l o g 2 ( A’ / W ’ + 0 . 5 ) 公 式 外 ， 亦 發 展 另 一 難 度 計 算 方 式 ， 此 方 式 依 照 原 始 難 度 公 式 log2(2A/W)的 概 念 ， 動 作 距 離 （ A”） 以 兩 側 實 際 施 作 目 標 之 動 作 中 心 連 線 表 示 ， 目 標 寬 度 （ W”） 計 算 則 是 以 動 作 中 心 為 中點，向左右兩側推算兩個標準差為實際動作寬度，本研究 以 log2(2A”/W”)作 表 示 ， 並 稱 之 為 中 心 位 置 法 。 本 研 究 發 展 此公式的想法在於，點觸或拖曳的連續動作每次皆不同，到 達 目 標 區 亦 有 一 定 的 誤 差 範 圍 ， 為 了 能 夠 涵 蓋 95%的 點 觸 或. ‐ 27 ‐.
(36) 第肆章 結果與討論. 拖曳終點位置，並避免動作過程中極端動作造成偏差過大， 因此以全部動作中心為中點，向左右兩側推算兩個標準差為 實際動作寬度，並以兩動作中心中點連線為實際動作距離。 兩種難度重算方式與原始難 度計算方式比較如表. 2 所. 示。 表 2： 三 種 計 算 難 度 方 式 比 較 表 原 始 難 度 工. 動 作. 作. We l f o r d 法. 中心位置法. 公 式. 標 準 差 時 間 A. W. ID. A’. W’. ID’. A”. W”. ID”. 1. 0.126 0.020. 4 2. 2. 5.3. 2.1. 1.61. 5.3. 2.2. 2.30. 2. 0.138 0.022. 8 2. 3. 11.1. 3.4. 1.96. 11.1. 3.5. 2.68. 3. 0.170 0.028. 16 2. 4. 20.9. 5.3. 2.17. 21.0. 5.5. 2.93. 4. 0.219 0.039. 32 2. 5. 41.4. 7.7. 2.59. 41.2. 8.4. 3.38. 5. 0.141 0.026. 8 4. 2. 10.5. 3.2. 1.95. 10.5. 3.3. 2.68. 6. 0.159 0.032. 16 4. 3. 20.8. 6.0. 2.01. 21.1. 6.1. 2.80. 7. 0.230 0.037. 32 4. 4. 41.1. 8.1. 2.53. 42.0. 8.1. 3.42. 註 ： 動 作 時 間 （ 平 均 單 次 動 作 時 間 ）、 標 準 差 單 位 為 秒 ； A（ A ’ ， A ” ）、 W（ W’， W”） 單 位 為 公 分 ； ID（ ID’， ID”） 單 位 為 位 元 /秒 。. 由表 2 可以發現，在後兩者重新計算難度的結果中，本 研 究 發 展 的 中 心 位 置 法 難 度 計 算 方 式 log2(2A”/W”)較 接 近 原 始 的 難 度 指 數 ， 而 以 We l f o r d 法 l o g 2 ( A’ / W ’ + 0 . 5 ) 的 難 度 計 算 方式雖然考慮了實驗者的所有動作位置，但卻因參雜了兩側 目標區極端位置的數值而產生較大的誤差。在重新計算難度 後 ， 可 發 現 實 驗 參 加 者 會 增 加 實 際 給 予 的 動 作 距 離 （ A） 與 目 標 區 寬 度（ W ） ，縮 小 所 給 予 的 難 度，而 在 目 標 區 寬 度 相 同 ，. ‐ 28 ‐.
(37) 第肆章 結果與討論. 難度不同的情況下，實際的目標區寬度會隨著難度的增加而 加寬。例如，工作 1 到工作 4 中，目標區的寬度設置皆為 2 公 分 ， 動 作 距 離 的 設 置 依 序 為 4 公 分 ， 8 公 分 ， 16 公 分 與 32 公分，經過重新計算施作數值後，實際的目標區寬度會依動 作距離的增加而增加。 經過難度重新計算後，將已得數據進行簡單迴歸分析， 推 算 其 常 數 項 b 值 及 計 算 其 IP 值 ， 15 位 實 驗 參 加 者 在 三 種 難 度 計 算 下 之 b 值 表 現 如 表 3、 4、 5 所 示 ， 表 3 為 原 始 計 算 公 式 所 求 得 之 b 值 與 IP 值 ， R2 數 值 的 意 義 代 表 可 解 釋 的 變 異 量 ， 觀 察 表 3 發 現 ， 除 了 參 加 者 2、 3、 7、 1 4 外 ， 其 餘 實 驗 參 加 者 皆 符 合 F i t t s 定 律 的 預 測 ， 而 參 加 者 3 與 參 加 者 7 雖 無 達 顯 著 水 準 ， 但 其 R2 值 皆 達 到 50%以 上，代表其還是達到. Fitts 定 律 的 預 測 ， 因 此 ， 使 用 原 始 的. Fitts 定 律 公 式 為 依 據 時 ， 參 加 者 的 表 現 大 多 皆 能 達 到. Fitts. 定 律 的 預 測，而 其 表 現 指 數 分 布 在 1 8 . 8 6 8（ 位 元 / 秒 ）到 7 1 . 4 2 9 （ 位 元 /秒 ） 間 。. ‐ 29 ‐.
(38) 第肆章 結果與討論. 表 3： 原 始 公 式 log2 (2A/W)之 b 值 、 IP 值 與 R2 值 參加者. b. IP（ 1/b）. R2. t（ 6）. 1. 0.026. 38.462. .784. 4.259*. 2. 0.014. 71.429. .364. 1.690. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. 0.022 0.031 0.025 0.035 0.036 0.031 0.053 0.026 0.043 0.037 0.035 0.033 0.026. 45.455 32.258 40.000 28.571 27.778 32.258 18.868 38.462 23.256 27.027 28.571 30.303 38.462. .503 .719 .745 .766 .540 .688 .891 .680 .695 .915 .717 .302 .676. 2.249 3.573* 3.819* 4.047* 2.424 3.323* 6.384* 3.260* 3.373* 7.334* 3.556* 1.471 3.232*. 註 ： IP 單 位 為 位 元 /秒 ； *p < .05。. 表 4 則 是 依 據 We l f o r d 、 N o r r i s 和 S h o c k（ 1 9 6 9 ） 所 發 展 出 的 公 式 所 求 得 數 據 ， 結 果 顯 示 ， 參 加 者 8、 9、 1 0、 1 1、 1 3 、 14、 15 等 7 人 均 達 顯 著 水 準 ， 其 R2 值 可 解 釋 度 均 達 60%以 上，其餘參加者雖未達顯著水準，但參加者. 3、 4、 5 之. R2. 值 可 解 釋 度 亦 達 50%以 上 ， 參 加 者 1、 2、 6、 7 的 R2 值 可 解 釋 度 亦 接 近 5 0 %， 因 此 ， 以 此 公 式 所 求 得 數 據 亦 能 符 合 F i t t s 定律的預測，而其所得. IP 指 數 分 布 在. 21.739（ 位 元 /秒 ） 間 。. ‐ 30 ‐. 6.024（ 位 元 /秒 ） 到.
(39) 第肆章 結果與討論. 表 4 ： We l f o r d （ 1 9 6 9 ） 公 式 l o g 2 ( A ’ / W ’ + 0 . 5 ) 之 b 值 、 I P 值 與 R2 值 參加者. b. IP（ 1/b）. R2. t（ 6）. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. 0.078 0.050 0.062 0.074 0.046 0.062 0.115 0.080 0.166 0.091 0.082 0.061 0.063 0.101 0.088. 12.821 20.000 16.129 13.514 21.739 16.129 8.696 12.500 6.024 10.989 12.195 16.393 15.873 9.901 11.364. .491 .430 .552 .537 .085 .473 .468 .965 .809 .693 .675 .399 .617 .836 .734. 2.194* 1.941* 2.481* 2.410* 0.680* 2.120* 2.098* 11.779* 4.599* 3.359* 3.220* 1.824* 2.839* 5.050* 3.710*. 註 ： IP 單 位 為 位 元 /秒 ； *p < .05。. 表 5 則是依據本研究所發展出的中心位置法公式所求得 數 據 ， 結 果 顯 示 ， 除 參 加 者 2、 3、 5、 6、 1 2、 1 5 之 外 ， 其 餘 參 加 者 皆 達 顯 著 水 準 ， 其 中 ， 參 加 者 6、 1 2 雖 未 達 顯 著 水 準 ， 但 其 R 2 值 可 解 釋 度 皆 超 過 5 0 %， 參 加 者 2、 3 之 R 2 值 可 解 釋 度 則 皆 接 近 50%， 因 此 ， 使 用 本 研 究 中 心 位 置 法 公 式 重 新 計 算 難 度 各 參 數 後 ， 亦 能 符 合 Fitts 定 律 的 預 測 ， 其 所 得 IP 指 數 分 布 在 6.452（ 位 元 /秒 ） 到 25.000（ 位 元 /秒 ） 間 。. ‐ 31 ‐.
(40) 第肆章 結果與討論. 表 5： 本 研 究 中 心 位 置 法 公 式 log2 (2A”/W”)之 b 值 、 IP 值 與 R2 值 參加者. b. IP（ 1/b）. R2. t（ 6）. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. 0.067 0.040 0.059 0.086 0.068 0.053 0.083 0.078 0.155 0.081 0.088 0.059 0.064 0.083 0.045. 14.925 25.000 16.949 11.628 14.706 18.868 12.048 12.821 6.452 12.346 11.364 16.949 15.625 12.048 22.222. .683 .445 .452 .612 .225 .550 .617 .992 .761 .792 .809 .528 .696 .819 .263. 3.279* 2.003* 2.032* 2.811* 1.206* 2.471* 2.840* 25.186* 3.994* 4.358* 4.606* 2.366* 3.380* 4.764* 1.336*. 註 ： IP 單 位 為 位 元 /秒 ； *p < .05。. 第二節 各難度工作之最大速度及變異性 為了比較. 15 位 實 驗 參 加 者 在 各 種 難 度 組 合 的 工 作 任 務. 中所產生的最大速度表現於去程與回程中之差異，整理出參 加者於 7 種工作之去程與回程最大速度描述統計，如表 6 所 示。. ‐ 32 ‐.
(41) 第肆章 結果與討論. 表 6： 參 加 者 於 7 種 工 作 任 務 之 最 大 速 度 描 述 統 計 工. ID. 作. （ W, A）. 1 2 3 4 5 6 7. ID = 2 （ W = 2, A = 4）. ID = 3 （ W = 2, A = 8）. ID = 4 （ W = 2, A = 16）. ID = 5 （ W = 2, A = 32）. ID = 2 （ W = 4, A = 8）. ID = 3 （ W = 4, A = 16）. ID = 4 （ W = 4, A = 32）. 去程最大速度表現 平均數. 標準差. 回程最大速度表現 平均數. 標準差. 67.7. 07.4. 069.3. 07.9. 128.8. 11.4. 132.9. 11.7. 197.8. 13.7. 210.8. 14.8. 312.7. 18.2. 324.4. 18.8. 120.8. 09.9. 125.0. 09.3. 216.5. 16.1. 229.6. 15.8. 306.3. 17.6. 310.9. 19.6. 註 ： I D 為 難 度 指 數 （ 位 元 / 秒 ）； W （ 目 標 寬 度 ）、 A （ 動 作 距 離 ） 單 位 為 公 分 ； 平 均 數 、 標 準 差 單 位 為 公 分 /秒 。. 表 6 結 果 顯 示，15 位 參 加 者 在 工 作 1 最 大 速 度 表 現 在 去 程 工 作 與 回 程 工 作 的 平 均 數 分 別 為 6 7 . 7 ± 7 . 4 公 分 / 秒、6 9 . 3 ± 7.9 公 分 /秒 ； 工 作 2 最 大 速 度 表 現 在 去 程 工 作 與 回 程 工 作 的 平 均 數 分 別 為 128.8 ± 11.4 公 分 /秒 、 132.9 ± 11.7 公 分 /秒 ； 工作 3 最大速度表現在去程工作與回程工作的平均數分別為 197.8 ± 13.7 公 分 /秒 、 210.8 ± 14.8 公 分 /秒 ； 工 作 4 最 大 速 度 表 現 在 去 程 工 作 與 回 程 工 作 的 平 均 數 分 別 為 312.7 ± 18.2 公 分 /秒 、 324.4 ± 18.8 公 分 /秒 ； 工 作 5 最 大 速 度 表 現 在 去 程 工 作 與 回 程 工 作 的 平 均 數 分 別 為 1 2 0 . 8 ± 9 . 9 公 分 / 秒、1 2 5 . 0 ±. ‐ 33 ‐.
(42) 第肆章 結果與討論. 9.3 公 分 /秒 ； 工 作 6 最 大 速 度 表 現 在 去 程 工 作 與 回 程 工 作 的 平 均 數 分 別 為 216.5 ± 16.1 公 分 /秒 、 229.6 ± 15.8 公 分 /秒 ； 工作 7 最大速度表現在去程工作與回程工作的平均數分別為 306.3 ± 17.6 公 分 /秒 、 310.9 ± 19.6 公 分 /秒 。 就 表 面 上 看 來 ， 最大速度的表現似乎隨著難度成正比，但難度是由目標寬度 與動作距離所組成，工作 1 至工作 7 的難度組合分別為，工 作 1： I D = 2， W = 2， A = 4； 工 作 2： I D = 3， W = 2， A = 8 ； 工 作 3： ID = 4， W = 2， A = 16； 工 作 4： ID = 5， W = 2， A = 32； 工 作 5： ID = 2， W = 4， A = 8； 工 作 6： ID = 3， W = 4， A = 16； 工 作 7： ID = 4， W = 4， A = 32； 工 作 1 至 工 作 4 為 固 定 的 目 標 區 寬 度 ， 其 動 作 難 度 是 隨 著 動 作 距 離 而 變 動，工作 5 至工作 7 亦是如此，因此，表 6 實際所表達的訊 息顯示，在目標區寬度固定的情況下，其最大速度會隨著距 離成正比。 此外，當比較同難度的最大速度表現時，工作 1 與工作 5 的 難 度 指 數 同 為 2， 其 去 程 最 大 速 表 現 為 67.7 ± 7.4 公 分 / 秒 ， 回 程 為 69.3 ± 7.9 公 分 /秒 ； 工 作 5 去 程 最 大 速 度 表 現 為 120.8 ± 9.9 公 分 /秒 ， 回 程 為 125.0 ± 9.3 公 分 /秒 ， 工 作 5 的 最大速度明顯大於工作 1 的最大速度。工作 2 與工作 6 的難 度 指 數 同 為 3， 工 作 2 去 程 最 大 速 表 現 為 128.8 ± 11.4 公 分 / 秒 ， 回 程 為 132.9 ± 11.7 公 分 /秒 ； 工 作 6 去 程 最 大 速 度 表 現 為 216.5 ± 16.1 公 分 /秒 ， 回 程 為 229.6 ± 15.8 公 分 /秒 ， 工 作 6 的最大速度明顯大於工作 2 的最大速度。工作 3 與工作 7 的 難 度 指 數 同 為 4， 工 作 3 去 程 最 大 速 表 現 為 197.8 ± 13.7 公 分 /秒 ， 回 程 為 210.8 ± 14.8 公 分 /秒 ； 工 作 7 去 程 最 大 速 度 表 現 為 306.3 ± 17.6 公 分 /秒 ， 回 程 為 310.9 ± 19.6 公 分 /秒 ，. ‐ 34 ‐.
(43) 第肆章 結果與討論. 工作 7 的最大速度明顯大於工作 3 的最大速度。 而在經過相依樣本單因子變異數分析後發現（如表 7 所 示 ）， 參 加 者 在 各 實 驗 工 作 之 去 程（ 亦 即 由 起 始 位 置 至 對 側 目 標 區 之 過 程 ） 的 最 大 速 度 （ F（. 6, 84）. = 189.648， p < .05， η2. = .931， power = 1.00） 以 及 最 大 速 度 標 準 差 （ F（. 6,. 84. ）. =. 16.587， p < .05， η2 = .542， power = 1.00） 均 達 顯 著 水 準 ， 回 程 的 最 大 速 度 （ F（. 6, 84）. = 180.919， p < .05， η2 = .928，. p o w e r = 1 . 0 0 ）與 最 大 速 度 標 準 差（ F（. 6, 84）. = 1 9 . 0 9 3， p < . 0 5，. η2 = .577， power = 1.00） 表 現 亦 達 顯 著 水 準 ， 故 均 須 個 別 以 HSD 法 進 行 事 後 比 較 。. ‐ 35 ‐.
(44) 第肆章 結果與討論. 表 7： 參 加 者 在 7 種 工 作 去 程 與 回 程 最 大 速 度 與 最 大 速 度 標 準差表現變異數分析摘要表 MS. 變異來源. F. η2. 189.648*. .931. 1.00. 180.919*. .928. 1.00. 16.587*. .542. 1.00. 19.093*. .577. 1.00. Power. 最大速度 （ 去 程 ）. 工作. a. 131938.166. 誤差. b. 695.699. 工作. a. 139898.635. 誤差. b. 773.267. 工作. a. 250.970. 誤差. b. 15.130. 工作. a. 307.126. 誤差. b. 16.086. 最大速度 （ 回 程 ）. 最大速度標準差 （ 去 程 ）. 最大速度標準差 （ 回 程 ）. 註 ： η2 為 處 理 效 果 （ effect size） ； adf = 6， bdf = 84； *p < .05。. 工作去程最大速度的事後比較結果如表 8 所示，工作 7 （ 3 0 6 . 3 ± 1 7 . 6 公 分 / 秒 ）最 大 速 度 表 現 優 於 工 作 1、 2、 3、 5 、 6， 工 作 6（ 2 1 6 . 5 ± 1 6 . 1 公 分 / 秒 ） 最 大 速 度 表 現 優 於 工 作 1 、 2、 3、 5， 工 作 5（ 120.8 ± 9.9 公 分 /秒 ） 最 大 速 度 表 現 優 於 工 作 1， 小 於 工 作 2、 3， 工 作 4（ 312.7 ± 18.2 公 分 /秒 ） 最 大 速 度 表 現 優 於 工 作 1、 2、 3， 工 作 3（ 197.8 ± 13.7 公 分 / 秒 ） 最 大 速 度 表 現 優 於 工 作 1、 2， 工 作 2（ 128.8 ± 11.4 公 分 / 秒 ） 最 大 速 度 表 現 優 於 工 作 1（ 6 7 . 7 ± 7 . 4 公 分 / 秒 ）， 其 中 可 發 現 當 目 標 區 大 小 一 樣 （ 工 作 1、 2、 3、 4， 工 作 5、 6、 7 ），. ‐ 36 ‐.
(45) 第肆章 結果與討論. 參加者最大速度的表現會隨著距離成正比，亦即動作距離越 長，動作過程中會產生較大的速度，而在動作距離相同，目 標 區 寬 度 不 同 的 情 況 下 （ 工 作 2 與 工 作 5， 工 作 3 與 工 作 6 ， 工 作 4 與 工 作 7 ）， 其 最 大 速 度 事 後 比 較 並 無 明 顯 差 異 存 在 。 因此，在相同動作距離，不同目標區寬度的情況下，個體不 因目標區寬度不同而改變其最大速度的表現。 表 8： 工 作 去 程 最 大 速 度 事 後 比 較 工 作 1 2 3 4 5 6 7. ID （ W, A） ID = 2 （ W = 2, A = 4）. ID = 3 （ W = 2, A = 8）. ID = 4 （ W = 2, A = 16）. ID = 5 （ W = 2, A = 32）. ID = 2 （ W = 4, A = 8）. ID = 3 （ W = 4, A = 16）. ID = 4 （ W = 4, A = 32）. 平均數. 標準差. 67.7. 7.4. 128.8. 11.4. 197.8. 13.7. 312.7. 18.2. 120.8. 9.9. 216.5. 16.1. 306.3. 17.6. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. --. *. *. *. *. *. *. --. *. *. *. *. --. *. *. --. *. *. --. *. *. --. *. *. --. 註 ： I D 為 難 度 指 數 （ 位 元 / 秒 ）； W （ 目 標 寬 度 ）、 A （ 動 作 距 離 ） 單 位 為 公 分 ； 平 均 數 、 標 準 差 單 位 為 公 分 /秒 ； *p < .05。. 表. 9 則為工作回程最大速度表現的事後比較，由表得. 知 ， 工 作 7（ 3 0 6 . 3 ± 1 7 . 6 公 分 / 秒 ）最 大 速 度 表 現 優 於 工 作 1、. ‐ 37 ‐.
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