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摘要：本文依据现今不断增长的上肢残障人士数目，分析上肢残障人士想要自助进行ATM交互的需求，并基于交互设计研究为上肢残障人士服务的ATM界面功能，提出眼球追踪技术方案来辅助上肢残障人士完成与ATM界面的人机交互，为上肢残障人士生活便利以及带来额外的社会效益有重要意义。
关键词：上肢残障；眼球追踪技术；界面；交互；设计
在生活中，上肢残障人士会在日常操作中遇到困难。因此，目前的社会环境尚未很好的协调上肢残障人士的生活问题，但国内政府正采取积极的措施来改善残疾人的生活状况。李克强总理也曾强调“我国残疾人事业是崇高的人道主义事业，是中国特色社会主义事业的重要组成部分。”因此，研发为上肢残障人士服务的ATM交互界面有重要意义。
一、国内外肢体残障服务发展现状
国内开始逐渐关注肢体残障人士的服务质量，每年颁发相应的社会保障与服务政策，落实肢体残障人士的社会与经济效益。从社会需求来看，与肢体功能障碍人口增长的速度相比，其相应的产品供给已经满足不了他们的需求2010年的世博会中展示了肢体残障人士可以通过高科技的手段来体验生活的美好，因此国内对肢体残障人士设计服务方面仍处起步阶段。设计的发展有赖于经济与科学技术的发展，才能为人民谋幸福。据研究表明中国肢体残障人士出门几率较少，而在国外肢体残障人士却能随处可见。20世纪60年代后期开始，欧美设计师以设计的手段使社会的这部分特殊人群获得全新的产品和环境。在功能以及形态方面产生了专为肢体残障人士服务的优秀产品，创造了一个平等的交流环境。
二、眼球追踪技术
眼球追踪技术作为一种新型技术，有学者开始关注如何将眼球追踪技术应用到上肢残障人士中，这会提高上肢残障人士的生活便利。瑞典眼球追踪技术公司Tobii正是计划将此项技术应用到失去双手的残障人士生活中。Tobii使用瞳孔中心角膜反射技术来计算人眼注视的方向，其人眼识别装置包括照明系统、相机、图像检测、3D人眼模型以及核心算法。Tobii用人眼识别装置的红外线来生成瞳孔所见图像，相机来捕捉生成图像，通过算法来算出眼睛运动位置以及凝视点，最后将眼球运动轨迹反馈到电脑中。
早期的眼球追踪技术首先应用于心理学研究，后被用于人机交互，眼动在人的视觉信息加工过程中有三种主要形式：跳动、注视和平滑尾随跟踪。依靠追踪用户的眼球动态，来达到无需触屏即可操作页面的作用。当人的眼睛随着方向变化时，眼球转动也会有细微的变化，而计算机可以通过图像捕捉或扫描提取眼部变化产生的特征，从而实时预判用户的需求，产生相应的交互。
眼球追蹤技术的载体为：红外线设备和图像采集设备。在精度方面，红外线采集比图像采集有一定的优势，能够在屏幕上精确捕捉微小的眼动轨迹。然后辅以眨眼识别、注视识别等技术，可以替代鼠标、触摸来进行操作。此外，如电脑或手机上的图像采集设备（摄像头），在软件的支持下也能追踪眼球运动轨迹，但其准确性、稳定性以及速度仍有进步空间。
三、目前ATM界面与交互存在的问题
通过调查失去双手的上肢残障人士的取钱需求发现，大多数上肢残障人士需要在银行营业期间寻求人工帮助，并且认为ATM自助交易可以保护失去双手的上肢残障人士的隐私，以及更希望能就近完成ATM自助交易。站在失去双手的上肢残障人士的角度发现ATM界面与交互存在一些问题。首先，在进入ATM自助机所在的封闭空间时，存在着开门与关门的问题，如何让失去双手的上肢残障人士在出入封闭空间时产生良好的交互体验，并且如何在此封闭空间中保证其财产安全。其次在取款存钱的时候，失去双手的上肢残障人士如何将银行卡放入感应银行卡的位置，又如何将钱放入ATM自助机中或将钱从ATM自助机中取走。最后，失去双手的上肢残障人士又如何使用ATM界面中的功能以及对ATM自助机提出服务要求，如果用额头进行触碰，触碰面积太大，容易造成错误的操作；还有倒计时的设计，无形中形成催促感，更容易让上肢残障人士产生焦躁。因此，失去双手的上肢残障人士要想完成自助交易是一件很困难的事情。
四、提出ATM界面与交互的概念设计方案
基于眼球追踪技术研究为失去双手的上肢残障人士服务的ATM界面交互设计，是为了方便其在家门口就可以完成ATM取款功能的使用，节约了失去双手的上肢残障人士去银行排队的时间。利用眼球追踪技术能保证失去双手的上肢残障人士的财产隐私，这比声控技术更为保险。
在进入ATM自助机所在的封闭环境时，设置感应仪器来为失去双手的上肢残障人士完成自动开门与关门的操作。进入后，失去双手的上肢残障人士可以通过眼球扫过ATM界面，此时ATM界面会出现鼠标点，鼠标点会随着视线的移动而移动。当门关上时，ATM界面上会出现锁门的功能图标，注视此功能图标时间长达5s后，便能完成锁门的操作。在交互设计上，眼球的移动表示选择，长时间的注视表示点击。而这种过程需要红外线捕捉肢体残障人士的眼球运动轨迹，以及识别长时间的注视，便可以用这种方式完成取款存钱的功能指令。
为了保障失去双手的上肢残障人士的财产安全，界面会设置人脸识别功能，依据了图像采集的原理，通过人脸识别进入界面是为了辨别是否为本人，并且ATM界面会提出相应的交互指令来判断是否为照片，例如眨眼、低头、抬头等，确保本人的财产安全。由于图像采集，会识别人脸是否跟银行卡所登记的身份证照片有高相似度，识别通过后会自动展示其名下银行卡，不再需要将银行卡放入ATM自助机进行识别。在界面上，取款图标的设计相对于一般ATM自助取款机的界面图标要大，一目了然，方便眼球运动轨迹的采集，并取消了倒计时的设计。这种特殊的ATM自助机为了更好的帮助失去双手的上肢残障人士，来辅助失去双手的上肢残障人士与ATM之间的交易，会有智能机器手根据需要辅助肢体残障人士完成拿钱的操作。
五、结语
眼球追踪技术虽然仍处于起步阶段，但有着广阔的前景，利用此项技术捕捉上肢残障人士眼球运动的轨迹，可以帮助失去双手的上肢残障人士完成ATM界面的交互，实现金融交易，保障财产安全。通过其界面与交互的概念设计研究提供人性化的设计思考，给予上肢残障人士以社会关爱与帮助。眼球追踪技术的创新与突破会使人机交互更加自然，更方便上肢残障人士融入到社会环境中。
参考文献：
[1] 陈海英.基于肢体残障者的食品包装设计研究[J].中国民族博览，2017（09）.
[2] 廖卫华，严由伟，徐子清.视线跟踪技术在人机交互中的研究[J].长春师范大学学报，2005（02）.
[3] 贾文伟，张成阳，殷玉恩.车载眼动追踪技术应用集成系统开发[J].汽车科技，2019（01）.
作者简介：余梦婷，武汉工程大学，硕士研究生，研究方向：视觉传达设计；余佳琳，武汉工程大学，硕士研究生，研究方向：数字媒体设计。
关键词：上肢残障；眼球追踪技术；界面；交互；设计
在生活中，上肢残障人士会在日常操作中遇到困难。因此，目前的社会环境尚未很好的协调上肢残障人士的生活问题，但国内政府正采取积极的措施来改善残疾人的生活状况。李克强总理也曾强调“我国残疾人事业是崇高的人道主义事业，是中国特色社会主义事业的重要组成部分。”因此，研发为上肢残障人士服务的ATM交互界面有重要意义。
一、国内外肢体残障服务发展现状
国内开始逐渐关注肢体残障人士的服务质量，每年颁发相应的社会保障与服务政策，落实肢体残障人士的社会与经济效益。从社会需求来看，与肢体功能障碍人口增长的速度相比，其相应的产品供给已经满足不了他们的需求2010年的世博会中展示了肢体残障人士可以通过高科技的手段来体验生活的美好，因此国内对肢体残障人士设计服务方面仍处起步阶段。设计的发展有赖于经济与科学技术的发展，才能为人民谋幸福。据研究表明中国肢体残障人士出门几率较少，而在国外肢体残障人士却能随处可见。20世纪60年代后期开始，欧美设计师以设计的手段使社会的这部分特殊人群获得全新的产品和环境。在功能以及形态方面产生了专为肢体残障人士服务的优秀产品，创造了一个平等的交流环境。
二、眼球追踪技术
眼球追踪技术作为一种新型技术，有学者开始关注如何将眼球追踪技术应用到上肢残障人士中，这会提高上肢残障人士的生活便利。瑞典眼球追踪技术公司Tobii正是计划将此项技术应用到失去双手的残障人士生活中。Tobii使用瞳孔中心角膜反射技术来计算人眼注视的方向，其人眼识别装置包括照明系统、相机、图像检测、3D人眼模型以及核心算法。Tobii用人眼识别装置的红外线来生成瞳孔所见图像，相机来捕捉生成图像，通过算法来算出眼睛运动位置以及凝视点，最后将眼球运动轨迹反馈到电脑中。
早期的眼球追踪技术首先应用于心理学研究，后被用于人机交互，眼动在人的视觉信息加工过程中有三种主要形式：跳动、注视和平滑尾随跟踪。依靠追踪用户的眼球动态，来达到无需触屏即可操作页面的作用。当人的眼睛随着方向变化时，眼球转动也会有细微的变化，而计算机可以通过图像捕捉或扫描提取眼部变化产生的特征，从而实时预判用户的需求，产生相应的交互。
眼球追蹤技术的载体为：红外线设备和图像采集设备。在精度方面，红外线采集比图像采集有一定的优势，能够在屏幕上精确捕捉微小的眼动轨迹。然后辅以眨眼识别、注视识别等技术，可以替代鼠标、触摸来进行操作。此外，如电脑或手机上的图像采集设备（摄像头），在软件的支持下也能追踪眼球运动轨迹，但其准确性、稳定性以及速度仍有进步空间。
三、目前ATM界面与交互存在的问题
通过调查失去双手的上肢残障人士的取钱需求发现，大多数上肢残障人士需要在银行营业期间寻求人工帮助，并且认为ATM自助交易可以保护失去双手的上肢残障人士的隐私，以及更希望能就近完成ATM自助交易。站在失去双手的上肢残障人士的角度发现ATM界面与交互存在一些问题。首先，在进入ATM自助机所在的封闭空间时，存在着开门与关门的问题，如何让失去双手的上肢残障人士在出入封闭空间时产生良好的交互体验，并且如何在此封闭空间中保证其财产安全。其次在取款存钱的时候，失去双手的上肢残障人士如何将银行卡放入感应银行卡的位置，又如何将钱放入ATM自助机中或将钱从ATM自助机中取走。最后，失去双手的上肢残障人士又如何使用ATM界面中的功能以及对ATM自助机提出服务要求，如果用额头进行触碰，触碰面积太大，容易造成错误的操作；还有倒计时的设计，无形中形成催促感，更容易让上肢残障人士产生焦躁。因此，失去双手的上肢残障人士要想完成自助交易是一件很困难的事情。
四、提出ATM界面与交互的概念设计方案
基于眼球追踪技术研究为失去双手的上肢残障人士服务的ATM界面交互设计，是为了方便其在家门口就可以完成ATM取款功能的使用，节约了失去双手的上肢残障人士去银行排队的时间。利用眼球追踪技术能保证失去双手的上肢残障人士的财产隐私，这比声控技术更为保险。
在进入ATM自助机所在的封闭环境时，设置感应仪器来为失去双手的上肢残障人士完成自动开门与关门的操作。进入后，失去双手的上肢残障人士可以通过眼球扫过ATM界面，此时ATM界面会出现鼠标点，鼠标点会随着视线的移动而移动。当门关上时，ATM界面上会出现锁门的功能图标，注视此功能图标时间长达5s后，便能完成锁门的操作。在交互设计上，眼球的移动表示选择，长时间的注视表示点击。而这种过程需要红外线捕捉肢体残障人士的眼球运动轨迹，以及识别长时间的注视，便可以用这种方式完成取款存钱的功能指令。
为了保障失去双手的上肢残障人士的财产安全，界面会设置人脸识别功能，依据了图像采集的原理，通过人脸识别进入界面是为了辨别是否为本人，并且ATM界面会提出相应的交互指令来判断是否为照片，例如眨眼、低头、抬头等，确保本人的财产安全。由于图像采集，会识别人脸是否跟银行卡所登记的身份证照片有高相似度，识别通过后会自动展示其名下银行卡，不再需要将银行卡放入ATM自助机进行识别。在界面上，取款图标的设计相对于一般ATM自助取款机的界面图标要大，一目了然，方便眼球运动轨迹的采集，并取消了倒计时的设计。这种特殊的ATM自助机为了更好的帮助失去双手的上肢残障人士，来辅助失去双手的上肢残障人士与ATM之间的交易，会有智能机器手根据需要辅助肢体残障人士完成拿钱的操作。
五、结语
眼球追踪技术虽然仍处于起步阶段，但有着广阔的前景，利用此项技术捕捉上肢残障人士眼球运动的轨迹，可以帮助失去双手的上肢残障人士完成ATM界面的交互，实现金融交易，保障财产安全。通过其界面与交互的概念设计研究提供人性化的设计思考，给予上肢残障人士以社会关爱与帮助。眼球追踪技术的创新与突破会使人机交互更加自然，更方便上肢残障人士融入到社会环境中。
参考文献：
[1] 陈海英.基于肢体残障者的食品包装设计研究[J].中国民族博览，2017（09）.
[2] 廖卫华，严由伟，徐子清.视线跟踪技术在人机交互中的研究[J].长春师范大学学报，2005（02）.
[3] 贾文伟，张成阳，殷玉恩.车载眼动追踪技术应用集成系统开发[J].汽车科技，2019（01）.
作者简介：余梦婷，武汉工程大学，硕士研究生，研究方向：视觉传达设计；余佳琳，武汉工程大学，硕士研究生，研究方向：数字媒体设计。