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vwin德赢AC米兰官网网址本期:2022年9月
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能本设计
信贷:FXQuadro
回想一下你上次出城旅行的情景。也许你正在离家很远的地方开会。记住你曾经乘坐过的各种交通工具:汽车、公共汽车、飞机和火车。你不仅要负责把自己搬到很远的地方，你还得搬你的东西，包括书和行李。记住狭窄的空间，尖锐的肘部，身体疼痛和疲惫。再次感受你想要带着你的财产到达目的地的愿望……
关键的见解
2，13，30.当我们设计东西的时候，我们只是把想法，没有形式的东西，并把它们体现在世界上，无论是简单的草图还是硬纸板模型。它们可以是屏幕上的像素，也可以是功能正常的数字设备。无论使用何种媒介，设计和建造事物都是将想法具体化，然后被其他具体化的人所遇到和使用。
这种设计和建造活动意义深远。就在不久以前，在人类历史上，赋予无形体的事物以形体被认为是神的职责。事实上，英语动词“创造”来自拉丁语“creare”，意思是“从无到有”。当我们设计和构建系统时，我们无中生有。
不幸的是，与神不同，我们无法预测我们的设计将如何影响遇到它们的人。当不匹配出现时，这个世界就会变成一个非常僵化的地方图1)．
31恩格尔巴特和英格利希的小鼠，4以及苹果的iPhone都代表着突破性的体现。但一个重要的工程见解是，与所有交互技术一样，它们包含某些人类用户必须满足的“能力假设”。这些假设通常没有明说，但如果不能实现，就会让人疏远。
一个日常的例子说明了这一点。在西雅图华盛顿大学的学生会大楼里，壁挂式触屏作为访客的信息亭图2)．在屏幕上的操作说明中，有一个特别的词很突出“just”，比如，只是触摸屏幕。”事实上，触摸屏幕需要很多能力，包括握紧手，伸出食指，抬起手臂，看到目标，准确着陆，保持稳定，举起不滑动，同时要具备阅读和理解操作说明的能力。这显然没有什么“公正”可言。
22不幸的是，这些假设的每个来源都是有缺陷的。前两者倾向于偏见和不具代表性;第三，阴险的统计façade，没有反映人类生活的多样性。
在这一点上，罗斯25提到了美国空军的一件轶事。二战后，该公司经常在和平时期失去飞行员和飞机，令人难以置信的是，一天就有17人坠毁，所以该公司决定重新设计驾驶舱，以减少“飞行员错误”。空军工程师沿着140个维度测量了4063名飞行员，将这些数值取平均值，从而创造出适合数学上平均水平飞行员的驾驶舱。但一位年轻的空军科学家吉尔伯特·丹尼尔斯中尉对这种方法提出了质疑。他只选取了10个最重要的维度，在其均值附近增加30%的范围公差，并将每个飞行员与这些维度进行比较，看看4063名飞行员中有多少人对齐。令人惊讶的结果吗?零。即使是在以一致性为目的招募的飞行员中，人类的多样性也决定了个体差异起主导作用。只有当空军创造了飞行员可配置的驾驶舱覆盖5th到95年th飞行员测量的百分之百的坠机率下降了。
为了使交互式计算系统更好地匹配用户的能力，我们制定了“基于能力的设计”，37，38旨在为残疾人和处于致残情况下的人(如在黑暗中或在寒冷中行走或受拖累)创造可访问的技术。接着我们在自适应用户界面上的工作9，10，11以及为忙碌的人们提供的技术，15，24，32，33基于能力的设计追求的是一个雄心勃勃的愿景:任何人、任何地点、任何时间都可以与理想地适合其所处能力的系统进行交互，而系统则为实现这种匹配而工作。在这里，我们将阐述这一愿景，并描述我们为实现它所采取的步骤。
能力和残疾
明确“能力”这个词会有所帮助。为了达到我们的目的，牛津词典中有一个有用的定义:“拥有……的手段或技能。做一些“一个(强调我们的)。重点是在这个世界上采取行动，而不仅仅是思考。
定义“残疾”一词更为棘手。1976年，世界卫生组织(WHO)将残疾定义为“任何限制或缺乏……以某种方式或在某种范围内进行某种活动的能力被认为是人类的常态＂39(强调我们的)。幸运的是，在2001年，这一规范语言让位于《国际功能、残疾和健康分类》，b该报告由世卫组织编写并通过，将残疾确定为个人、活动、社会和环境之间的复杂相互作用，包括社会和身体。事实上，研究已经阐明了社会因素在残疾经历中发挥了多大的作用。28，29
当考虑到残疾时，基于能力的设计走得更远。如果“能力”是指拥有做某事的手段或技能，那么“残疾”只是指不能做某事。残疾成为一个人的经历，而不是一个人拥有或就是的东西。按照这种观点，每个人都会经历残疾，因为每个人都缺乏做很多事情的手段或技能，至少在某些情况下是这样。为能力而设计适用于所有人。
我们称这种观点为“能力的积极肯定”，即所有人都有能力，有些人比其他人更有能力，设计师和开发人员应该为拥有各种能力和学位的人创建系统。同样,纽厄尔22谈到“非凡的能力”，他说，“常识和观察告诉我们，每个人都有……一些能力可以用‘普通’来形容，而另一些能力显然是非常特别的。”重点不在于残疾，而在于人类能力的多样性。
因此，能力就像体重或身高一样，都是阳性的。没有人体重或身高不均;也没有残疾，只有能力。任何残疾的经历都不能归因于一个人，而是由于一个人的能力与环境的能力假设之间的不匹配。就像谚语说的半满的杯子里的水一样，能力只是存在并“被设计出来”，而不是缺失或“被填补”。
这种“为之设计”而不是“填充”的观点不是历史观。填补失去的能力已经成为常态。从人类早期历史到第二次世界大战及之后，方法一直是恢复失去的任何东西(例如一只胳膊或一条腿)。人们被期望去适应他们所发现的环境，无论是物质的还是社会的，几乎不希望社会能满足他们的要求。
尽管这种态度已经有所改善，但对于交互计算系统，设计师和开发人员仍然经常采取类似的立场。当用户的能力不能与今天的交互计算系统的能力假设相匹配时，负担通常落在用户的身上，让他们自己服从于这些系统，而系统对用户的行为保持无知(参见图3)．
能力和情况
残疾的经历适用于我们所有人。随着智能手机、平板电脑和可穿戴设备的普及，我们越来越多地在挑战我们能力的情况下与系统进行交互。
想想从20世纪80年代到今天，“计算机用户”的物理环境发生了怎样的变化。在20世纪80年代，一个典型的电脑用户会坐在一个稳定的工作台上，有充足的照明，可控的温度，安静的环境，相对较少的干扰。今天，计算机已经渗透到生活的方方面面，“计算机用户”在适应动态的、分散注意力的环境和他们在其中的动作的同时，也在桌面之外进行交互。7一个例子是用户如何在“4秒爆发”中进行交互24拿着智能手机走路时，他们的注意力不断地从屏幕上转移，又回到屏幕上。然而，除了少数研究原型(如Mariakakis等人)。19)，智能手机对用户的行为毫不在意，从街上到咖啡馆到图书馆再到办公室，它们都没有变化。
研究人员使用残疾和可达性的语言，确定了由变化的情境、上下文和环境引起的“情境障碍”。7，22，27，33，38西尔斯和年轻27他说，“个人工作的环境和当前的环境……可能会导致缺陷、残疾和障碍的存在。”
这一观点在提出后的15年里变得更加有意义。在瑞典的斯德哥尔摩，市政官员竖起了路牌，提醒司机注意人们边走边发短信。在韩国首尔，一些人行道被分成了两条车道，一条是为那些故意一边走路一边盯着手机的人准备的，另一条是为那些承诺克制自己走路的人准备的。在美国，犹他州交通部门对“走路分心”罚款50美元，包括边走路边发短信。檀香山市通过了《走路分心法》，禁止在人行横道时看屏幕。令人担忧的是，美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission)估计，在美国的任何白天时刻，都有66万人在开车时与智能手机互动。c
如果我们要为人类的能力设计，就必须解决致残情况。不幸的是，我们的交互计算系统对用户的能力、注意力、情况、上下文和环境知之甚少。许多因素会影响使用表1)，但它们中很少有人被发现、适应，或被用作劝阻或推迟互动的基础。
对能本设计
在解决这些问题的同时，为各种能力的人提供统一的设计方法，这就是我们追求基于能力的设计的原因，37，38一种设计方法，在这种设计方法中，在给定的上下文中仔细检查使用技术所需的人类能力，并使系统可操作或适应其他能力。从我们在自适应用户界面方面的工作中，9，10，11基于能力的设计的特点是，设计师关注人们能做什么，而不是他们不能做什么，关注适应用户的系统和环境，而不是相反。例如，根据用户移动鼠标的方式定制设计的桌面界面，10能够观察复杂的运动受损触碰序列并解决预期触碰点的触碰表面，21移动触摸键盘可以感知并适应行走，以提高精确度。12
策略
以能力为基础的设计是务实的，只要能力对设计有用就可以。因此，它是战略不可知论者，采用多种方法来实现成功的用户技术匹配。策略包括基于能力的自动适应;终端用户的高可配置性;第三方能力定制;有多种可供选择的能力设计。无论采用哪一种，基于能力的系统都致力于匹配用户的能力，而不是让用户因为必须满足系统的严格能力假设而感到负担。
使用爱德华兹发明的视觉语言，3.我们概述了一个成功的用户系统图4一，其中用户的能力与系统的能力假设相匹配。在传统的辅助技术中，当它们不匹配时，如图4 b的情况下，用户的负担就落在了通过购买适配程序来适应该系统的身上。这种适应性使用户对系统“看起来很正常”。而在基于能力的设计中，这种负担正好相反图4 c）;正是用户的能力决定了系统必须做什么才能使自己服从用户。例如，系统可能适应或被适应以匹配用户的能力。
图4 b有利于机载适应性。当机载适应性不可能或不实用时，如果辅助技术与用户的能力很好地匹配，且采购负担不大，则仍然可以满足基于能力的设计目标。在使用辅助技术的情况下，基于能力的系统应该意识到它们的使用，并尽其所能使这种使用尽可能不受限制。
基于能力的设计也涉及到通用设计。18通用设计起源于建筑领域，很容易适用于建筑结构和空间，并已扩展到物理和数字产品。通用设计是一种设计地方和事物的过程，使它们能够被拥有最大能力范围的人所使用。基于能力的设计创造出的设计能够在最大程度上匹配各个用户的能力。基于能力的设计是实现通用设计理想的一种途径。然而，与通用设计不同的是，我们在创建基于能力的设计时考虑了交互式计算，因此感知、适应和配置都是假定的技术可能性。而基于能力的设计可能并不适用于不变的混凝土楼梯，如图1，它将询问未来的楼梯(或轮椅)如何利用传感、调整和配置来防止无障碍障碍。
其他针对不同能力的设计策略也存在，它们与基于能力的设计相似，因为它们考虑了用户的能力和环境的作用。例如，包容性设计16，23旨在通过参与式方法、实地观察和共情构建来揭示设计师的偏见，从而消除导致排斥的设计选择。包容性设计的重点之一是理解用户的能力，类似于基于能力的设计。
基于能力的设计与通用设计和包容性设计的一个关键区别在于关注点和方法。通用设计和包容性设计的重点是创建广泛使用的设计，包括有特定界面需求的人。基于能力的设计促进创建具有灵活性的通用接口，以处理一系列用户，以及特定于子组甚至单个用户的定制接口。基于能力的设计具有潜在的更广泛的影响范围，因为它在其范围和方法中包含了灵活的通用接口和定制的特定接口。
在基于能力的设计中，研究人员、设计人员或开发人员在关注点上也有微妙但重要的区别。对于通用设计或包容性设计，重点是创建一个可以容纳尽可能多的人的界面。在基于能力的设计中，重点在于单个用户的能力。这三种方法有时可能会产生类似的设计，但基于能力的设计的重点是根据个人用户的能力和环境优化他们的体验。
限制技术使用
基于能力的设计考虑了影响技术使用的广泛环境。我们用两个轴来定义空间:位置和持续时间(参见图5)．限制的位置从“自我内”到“自我外”。来自自我的限制几乎存在于任何情境中。例如脊髓损伤，蹒跚学步的精神运动控制不发达，以及睡眠。改变一个人的环境对这种内在状态所产生的限制几乎没有影响。
图5,右下角。基于能力的设计考虑了更大的限制空间，从而影响技术的使用。
设计原则
通过在众多项目中采用基于能力的设计，我们制定并完善了7条设计原则来指导我们的工作表2)．前三点是任何基于能力的设计项目所必需的，与设计师的态度和方法或“立场”有关。后面两个与自适应或可适应的用户界面有关，最后两个与感知和建模用户和上下文有关。综合起来，它们可以帮助指导设计人员和开发人员创建基于能力的系统。
37示例项目
我们以能力为基础的设计的发展一直是高度迭代和归纳的，产生于它最初的制定之前和之后的研究项目。在这里，我们强调了一些项目来说明基于能力的设计的可能性:
柔软。柔软的9，10，11是一个自动用户界面生成器，使用决策理论优化来帮助选择界面小部件和布局，根据用户的偏好、视觉能力和运动能力进行优化。为了优化电机性能，SUPPLE首先为用户提供了一系列基本的指向、单击、拖动和列表选择任务。10然后建立回归模型，捕捉任务参数和用户性能之间的关系，使用这些模型指导优化过程，从而预测生成的界面是用户操作最快的。因此，每个用户都得到了一个定制的用户界面，针对该用户的特定能力进行了优化。
在2008年一项针对运动障碍患者的定量研究中，11与流行桌面软件应用程序制造商提供的默认接口相比，依依的定制接口使用速度快26%，准确率高73%。因此，SUPPLE帮助缩小了运动障碍患者和非运动障碍患者之间60%以上的表现差距，使使用更加公平。定性地说，很明显，依依是如何基于不同的能力优化接口的;例如，SUPPLE为肌肉萎缩症患者提供了小的、密集的目标，能够支持缓慢、短暂、刻意的动作。相比之下，依依为脑瘫患者提供了大而伸展的界面，将目标划分在不同的标签中，与快速但容易出错的动作兼容。SUPPLE没有肌肉萎缩症或脑瘫的陈述性知识，仅根据观察到的输入表现生成用户界面。
在后续的项目中使用了依依方法。例如，在SPRWeb中，6柔软的个性化优化方法被用于重新着色网站，使其适应有色觉缺陷的用户的个人色觉能力。SPRWeb还帮助用户在限制颜色或改变颜色的情况下，包括强光和弱光条件。
SUPPLE展示了基于能力的设计的前六个原则，并且是激发了现在基于能力的设计中许多想法的原始系统。
计算尺。计算尺14是一个移动屏幕阅读器，通过利用多点触摸手势和音频反馈，盲人用户可以访问触摸屏。这是一个例子，它使系统能够被具有不同于设备制造商最初意图的能力的人使用。《计算尺》解决了2007年触屏智能手机出现后出现的一个紧迫挑战:盲人将如何与一款带有盲人感觉不到的按键的手机互动?当时，智能手机几乎没有辅助功能支持，许多人认为触摸屏无法为盲人所用。计算尺开发了一套手势和第一个手指驱动的屏幕阅读技术，使盲人能够访问和控制智能手机的触摸屏。
我们从2010年的一次个人交流中得知，Slide Rule启发了苹果iOS上的VoiceOver屏幕阅读器。事实上，Slide Rule的手指驱动屏幕读取、滑动手势和食指点击都可以在今天的VoiceOver中找到。
计算尺展示了基于能力的设计的前三个原则;它还展示了第四和第六原则，因为它的屏幕阅读器可以适应用户的移动速度，根据用户的移动速度定制其性能。《计算尺》中所展示的基本原则在今天的触屏系统中得以延续。
行走的用户界面。今天的智能手机是便携的，但并不是真正的移动，因为它们只支持移动时的交互;例如，走路分散注意力，24降低精度,17放慢阅读速度,26并损害了避障能力。32我们开展了多个项目来改善步行时的互动，专注于人们在路上的能力。
在我们早期探索行走用户界面时，15我们研究了细节层次(LoD)适应性，当用户站着时显示的界面有较高的细节，而当用户行走时显示的界面有较低的细节，字体更大，目标更大。当用户从站立到行走，反之亦然时，界面就会发生变化。我们将该自适应接口与行走和站立的组件静态接口进行了比较，发现行走使静态接口的任务时间增加了18%，但使用自适应接口，行走并没有增加任务时间。我们还发现，自适应接口执行起来与它的组件静态接口相似;也就是说，对LoD的改编没有任何惩罚。
在我们接下来的项目中，叫做WalkType，12我们让移动触控键盘在走路时的准确率提高了近50%，速度提高了12%。基于触摸的特征，如手指的位置、持续时间和移动，与加速度计的特征，如信号振幅和相位，结合起来训练决策树，重新分类任意按键。WalkType有效地纠正了用户走路时任何一只脚向前移动所导致的拇指系统向内旋转的问题。
执行输入任务只是行走时的一个挑战。消耗输出是另一个问题。在起伏不平的,19作为智能手机的注意力感知系统，智能手机的前置摄像头用于跟踪眼睛在屏幕上的注视位置，以帮助恢复任务。例如，当一个用户正在阅读并看向别处时，SwitchBack会记住最后一次阅读的文本行;当用户的目光回到屏幕上时，这条线会被突出显示，以吸引用户的注意力，以便于恢复任务。
这三个行走的用户界面在不同程度上展示了基于能力的设计的所有七个原则。
全球公共包容性基础设施
基于能力的设计主要应用于单个系统和应用程序的级别，但为了产生更大的影响，需要一个扩展到用户自身设备之外的新基础设施。尽管全球公共包容性基础设施(GPII)，34，35通过其基于云的信息和通信技术自动个性化，独立于基于能力的设计，其目标是相同的使接口能够理想地配置，以匹配每个用户所处的能力。
GPII建立在三个技术支柱之上。35第二个是“自动个性化”，这是我们感兴趣的一个。d它的长期目标是确保一个人遇到的任何数字界面都能立即转变为这个人可以理解和使用的形式。GPII的自动个性化功能使用存储在云中或令牌上的个人需求和偏好，为该个人自动配置每个设备的接口。34，36它的“一刀切”方法旨在帮助每个人拥有尽可能“最适合”的界面。由于当前设备和软件上的接口灵活性有限，GPII自动个性化使用内置功能和辅助技术(在设备上和在云上)来实现每个最适合的接口。例如，位于五层的可访问性特性——操作系统特性、安装AT、浏览器特性、云AT和Web应用程序特性——可以配置为一起工作，以提供最适合的用户界面，调用(或不调用)每一层的特性，以满足用户的需求和偏好。
GPII自动个性化支持自适应的接口，以及接口和自适应的配置，以匹配用户的需求。通过结合自动调整接口、优先配置接口和用户选择和配置AT, GPII可以作为这些方法之间的桥梁，在任何时间点最大化每种方法对个人的效用。GPII还支持基于上下文更改的自动配置。40GPII因此满足了基于能力的设计的所有七个原则。
接受挑战
在进行这些项目和其他项目的过程中，我们发现了一些模式。例如，当我们开始积极寻找人们拥有的能力时，我们注意到一个视角的转变，激发了一种开放的心态，去考虑我们如何创造或改变技术，以适应不同的能力。我们还注意到为能力有限的人设计和为能力有限的人设计之间的无缝衔接。我们意识到，对于所有用户来说，可访问性确实是一个有价值的目标。因为我们希望修改的是系统，而不是用户，所以我们不再强调辅助硬件附加组件。定制源自一系列强大的感知、建模和适应;它还源自对终端用户可配置性的支持，如前面提到的美国空军驾驶舱。因此，我们使我们的交互系统更加了解它们的用户和上下文。
基于能力的设计下一步将走向何方?回答这个问题的一种方法是将基于能力的设计的愿景视为一个巨大的挑战，并询问如何才能创造一个世界，在这个世界中，任何人、任何地点、任何时间都可以与理想地适合他或她所处能力的技术进行交互。实现“任何人、任何地点、任何时间”这部分需要GPII所追求的那种全系统基础设施。注入了类似于flex的用户界面生成器的能力感知操作系统可以帮助创建个性化应用程序。改进的对用户能力和环境的感知和建模，如行走的用户界面，可以使移动和可穿戴系统更好地支持不同的使用环境。一个挑战是避免明确的基于任务的训练和校准，而倾向于日常使用中的隐式观察和建模，如Evans和Wobbrock所述5和Gajos等人。8
要创造一个任何人、任何地点、任何时间都能与最适合他或她所处能力的技术进行互动的世界，需要付出什么代价?
到目前为止，基于能力的设计主要关注单一用户体验，但用户的社交生活也可以提供协作支持。应该如何考虑一对、团队、团队、人群或组织的能力?对于服务安排，具有基于能力的服务设计会是什么样子?
此外，能力存在于许多层次，从低级的感觉运动和认知能力，到中级的日常生活能力，再到高级的社交、职业、专业和创造能力。这种能力形成了一个与马斯洛需求层次理论平行的层次，20.每一种需求都对应着满足它的能力。基于能力的设计似乎适用于这样的层次结构，但其范围还有待探索。
关于“适应性”，为每个人提供独特的用户界面会引发几个实用问题，例如，在编写帮助文档、提供客户支持以及使个性化体验的设计过程与公认的设计实践一致等方面。这些挑战是真实存在的，但正如我们在其他地方讨论的那样，9可以解决的。
由于人类的能力范围广泛，基于感知和建模的自适应是实现定制设计的一种强大方式，尽管不可避免地存在缺陷，但仍可大规模提供良好的用户系统匹配。自适应接口可以记住用户的能力和偏好，并在为熟悉和不熟悉的系统生成接口时利用它们，为每个用户提供更令人满意和有效的访问。因此，我们看到适应性和个性化在基于能力的设计中扮演着重要和持续的角色。
我们以弗兰克·鲍(Frank Bowe, 19472007)的一段话作为结束，他是教授和残疾权利活动家，曾帮助推动1990年的《美国残疾人法案》(https://www.ada.gov/)．写在麻省理工学院技术评论1987年，他强调了关注人们能够做什么，而不是阻碍人们前进的东西的重要性:1“当社会承诺让每个人都能使用新技术时，关注的焦点将不再是人们不能做什么，而是他们为工作带来了什么技能和兴趣。这将一如既往。”
我们完全同意。
致谢
我们要感谢我们在这里所涵盖的项目的共同作者，特别是杰弗里·比格汉姆、利亚·芬特莱特、乔恩·弗洛利希、马扬克·戈埃尔、苏苏木·原田、亚历克斯·马里亚卡克斯、肖维塔克·帕特尔和丹尼尔·s·维尔德。这项工作得到了Mani慈善基金会和国家科学基金会的部分支持，资助项目为iss -0952786和CNS-1539179。本工作中表达的任何意见、发现、结论或建议都是作者的观点，并不一定反映任何支持者或合作者的观点。
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脚注
一个。https://en.oxforddictionaries.com/definition/ability
b。http://www.who.int/classifications/icf/en/
c。https://www.fcc.gov/consumers/guides/dangers-texting-while-driving
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