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研究生:葉雅婷
研究生(外文):karen yeh
論文名稱:單臂截肢者之輸入輔具設計研究
論文名稱(外文):A study of the computer input assistive technology design for the single upper limb amputee
指導教授:陳建忠陳建忠引用關係
指導教授(外文):Robber C. Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:工業設計系碩士班
學門:設計學門
學類:產品設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:145
中文關鍵詞:單臂截肢者輸入輔具科技輔具
外文關鍵詞:the single upper limb amputeethe computer input assistive technologyAssistive technology
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據內政部2001年1月統計,台閩地區身心障礙者人數已達710,000人,平均每100人中便有3.2人為身心障礙者。其中以肢體障礙者為數最多,約306,000人占全體43.1%,而一般障礙者家庭的經濟來源是以障礙者本身為主。這樣的現象突顯多數身心障礙者仍需倚靠自己的經濟力來過活,由此可見,提升身心障礙者自主就業能力對他們而言是目前最重要的一件事。因應電腦科技時代的來臨,電腦的普及率大大提升,其應用範疇更因軟硬體的不斷開發提升,在各個領域都有其相當的需求。面對這樣的趨勢,對於有能力重回職場的障礙者而言,電腦多媒體的使用已是基本就業能力之一。因此,為彌補障礙者所失去的活動機能,可縮短與正常人差距的電腦輔具是有其實際的需求性,而各相關研發單位亦積極加入這樣的工作當中。
本研究主要目的在於利用使用性工程的概念,探討單臂截肢者對於電腦輸入介面的特殊需求,進而為其設計適用的輸入介面。在整個研究過程中,以觀察法彙整分析單臂截肢者之特殊作業需求與特性,發現:單臂截肢者有使用完好單手進行輸入的習慣、無法利用QWERTY鍵盤順利找到所需字鍵、部分雙鍵同時使用時產生手部跨距不夠等困擾存在。再針對鍵盤設計之設計元素:不同字母排序的適用性與不同按鍵排列方式的適用性進行使用性評估,得到的結論是”ABC鍵盤的排序方式”與”矩陣或間距矩陣與錯開式按鍵排列方式”,進行設計規範,進而衍生構想一之設計,為瞭解其使用性,規劃使用性評估實驗,將所得之分析結果作為構想二之設計依據,最後得到較適用之輸入輔具設計。本研究之最終設計特色在於(1)將Shift、Alt與Ctrl等鍵改置於主要鍵盤的中央部分並以按鍵主體亮燈的設計,顯示選擇狀態讓使用者一目了然,並無跨距過大的問題。(2) 新增Lock鍵,按下Lock與其他按鍵(如Lock + Shift)便可鎖住Shift鍵,再按一次便可解除,這可方便單手使用者需要同時按住Shift加上滑鼠使用時。(3) 增加符號鍵捨去不常使用的各類符號按鍵。構想是可配合軟體中設定,再按壓符號鍵後便可自動出現符號選單(4) 在方向鍵上下選擇部分以滾輪的方式,很直接的視覺引導,在左右鍵的部分同樣以一般按鍵的形式,因為在位置上已經是明顯的引導。(5)上下選擇部分以滾輪的方式,很直接的視覺引導,在左右鍵的部分同樣以一般按鍵的形式,因為在位置上已經是明顯的引導。(6) 上下選擇部分以滾輪的方式,很直接的視覺引導,在左右鍵的部分同樣以一般按鍵的形式,因為在位置上已經是明顯的引導。(7) 為減低單手操作在移動過程中的負擔,建議加上了Arm Support這類可支撐手臂的輔具,藉此減少負擔,提升作業效率。
According to the statistic, the number of disable people almost 710,000 until January 2001. And number of the people with limb disabilities are almost 306,000 .Most people with disabilities have to work for life, so how to work effectively is the most important to them. Today, computer are so integrated into all education area and most employment situations that people with disabilities must be able to use them in order to participate and compete effectively in these environments. Therefore, to development the computer assistive technology for shorten the difference between the nomal people and people with disabilities is necessary, and several institution are try their best to do it.
This research mainly aimed to application the concept of Usability Engineering to investigate the particular operate mode and need. According to the result, design a computer input assistive technology suit to the single upper limb amputee. During the process of the research, the particular operate mode and need. are analyzed and integrate with the observer methodology. There are the discoveries as those problems including the single upper limb amputee use to key in with the single complete hand, the second is the single upper limb amputee represent the QWERTY keyboard as not easy to find the key he want, and sometimes he couldn’t press double even three key with single hand at the same time. This research application the usability evaluation to the two elements of keyboard design as those first is how to arrange the alphabetic keys and the second is the position of keys. The result are alphabetic arrangement and position the keys as array or stagger. Integrate with those result to plan the design principles and get the “Concept 1”.And then produce the “Concept 2” that most suitable computer input asistive technology for the single upper limb amputee according to the result from the usability evaluation for “Concept 1”.
目 錄
封面內頁
簽名頁
授權書
誌謝
中文摘要……………………………………………………………………….
英文摘要……………………………………………………………………….
目錄…………………………………………………………………………….
圖目錄………………………………………………………………………….
表目錄………………………………………………………………………….
第一章緒論………………………………………………………………1
1.1研究背景……………………………………………………………….1
1.2研究動機……………………………………………………………….1
1.3研究目的與目標………………………………………………………2
1.4單臂截肢者障礙者現況分析………………………………………..2
1.4.1單臂截肢者障礙概述……………………………………………2
1.4.2單臂截肢者使用鍵盤輸入的作業特性概述………………….2
1.4.3本研究的重要性………………………………………………….4
1.4.4現有研究探討……………………………………………………..5
1.4.5本研究的期許……………………………………………………..7
1.5研究方法………………………………………………………………..8
1.5.1個案研究法…………………………………………………………8
1.5.2實驗研究法…………………………………………………………9
1.5.3研究架構規劃…………………………………………….………10
1.6研究範圍與限制……………………………………………………….13
第二章文獻探討……………………………………………………………14
2.1單臂截肢者障礙說明…………………………………………………14
2.1.1何謂截肢…………………………………………………………14
2.1.2上肢截肢的因素…………………………………………………14
2.1.3上肢截肢的層級…………………………………………………16
2.2現有鍵盤介面探討………………………………………………….19
2.2.1一般電腦輸入介面分析………………………………………..20
2.2.2現有鍵盤探討……………………………………………………20
2.2.3各式鍵盤探討………………………………………………….22
2.2.4按鍵特性說明…………………………………………………….26
2.2.5小結……………………………………………………………….27
2.3電腦輔具探討………………………………………………………..29
2.3.1何謂電腦輔具……………………………………………………29
2.3.2電腦輔具的用途………………………………………………..29
2.3.3仿鍵盤介面…………………………………………………….30
2.3.4現有電腦輔具分析……………..……………………………….33
2.3.5現有電腦輔具研發模式分析………………………………….35
2.3.6目前存在問題與發現………………………………………….36
2.4.7小結……………………………………………………………….37
2.4使用性工程應用概述………………………………………………..38
2.4.1使用性工程定義………………………………………………….38
2.4.2簡易使用性工程…………………………………………………..40
2.4.3使用性工程的生命週期………………………………………….42
2.4.4小結………………………………………………………………..49
第三章單臂截肢者作業分析………………………………………………51
3.1摘要……………………………………………………………………..51
3.2實驗動機與目的……………………………………………………….51
3.3前測..………………………………………………………………..52
3.4實驗設計………………………………………………………………52
3.4.1實驗對象………………………………………………………...52
3.4.2實驗設計…………………………………………………………..53
3.4.3實驗發現…………………………………………………………..55
3.5小結…………………………………………………………………57
第四章ABC與QWERTY鍵盤使用差異分析實驗…………………….59
4.1摘要……………………………………………………………………..59
4.2實驗動機與目的……………………………………………………….59
4.3評估模式………………………………………………………………..60
4.4實驗設計………………………………………………………………61
4.4.1受測樣本選定…………………………………………………….61
4.4.2輸入介面………………………………………………………..61
4.4.3問卷設計…………………………………………………………..63
4.4.4實驗步驟………………………………………………………….63
4.4.5實驗內容…………………………………………………………65
4.4.6實驗環境…………………………………………………………65
4.5實驗結果…………………………………………………………….66
4.6結論…………………………………………………………………..72
4.7討論…………………………………………………………………..72
第五章按鍵排列方式與輸入正確性之研究…………………………….74
5.1摘要……………………………………………………………………74
5.2實驗動機與目的……………………………………………………….74
5.3評估模式………………………………………………………………..74
5.4實驗設計………………………………………………………………..75
5.4.1受測樣本選定………………………………………………….75
5.4.2輸入介面………………………………………………………..75
5.4.3問卷設計………………………………………………………..76
5.4.4實驗步驟…………………………………………………………77
5.4.5實驗內容…………………………………………………………78
5.4.6評估內容…………………………………………………………..79
5.4.7實驗環境…………………………………………………………..79
5.5實驗結果……………………………………………………………….80
5.5.1實驗記錄………………………………………………………80
5.5.2實驗結果統計…………………………………………………….84
5.6結論……………………………………………………………………87
5.7討論…………………………………………………….………………87
第六章較適化之輸入輔具評估與設計…………………………………..89
6.1設計實務流程規劃………………………………………………….90
6.2設計規範………………………………………………………………91
6.3構想發展………………………………………………………………91
6.3.1構想一……………………………………………………………91
6.3.2構想二……………………………………………………………..98
6.4 2D尺寸圖面…………………………..…………………………101
第七章綜合討論……………………………………………………….102
第八章結論與建議………………………………………………………..105
參考文獻……………………………………………………………………109
附錄一、使用者行為模式分析導入電腦輔具設計初探……………….112
附錄二、單臂截肢障礙者作業模式觀察實驗規劃…………………….122
附錄三、第四章實驗 長期使用組實驗記錄整理(研究生)…………125
附錄四、第四章實驗 非長期使用組實驗記錄整理(小學生)………129
附錄五、第五章實驗 矩陣與錯開實驗實驗記錄整理………………133
附錄六、構想一評估問卷………………………………………………….135
附錄七、構想一之使用評估實驗結果…………………..……………….137
附錄八、構想一草模實驗結果/按鍵間距與大小統計圖表……..…….141
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中文摘要……………………………………………………………………….
英文摘要……………………………………………………………………….
目錄…………………………………………………………………………….
圖目錄………………………………………………………………………….
表目錄………………………………………………………………………….
第一章緒論……………………………………………………………………1
1.1研究背景……………………………………………………………….1
1.2研究動機……………………………………………………………….1
1.3研究目的與目標………………………………………………………2
1.4單臂截肢者障礙者現況分析………………………………………..2
1.4.1單臂截肢者障礙概述……………………………………………2
1.4.2單臂截肢者使用鍵盤輸入的作業特性概述………………….2
1.4.3本研究的重要性………………………………………………….4
1.4.4現有研究探討……………………………………………………..5
1.4.5本研究的期許……………………………………………………..7
1.5研究方法………………………………………………………………..8
1.5.1個案研究法…………………………………………………………8
1.5.2實驗研究法…………………………………………………………9
1.5.3研究架構規劃…………………………………………….………10
1.6研究範圍與限制……………………………………………………….13
第二章文獻探討……………………………………………………………14
2.1單臂截肢者障礙說明…………………………………………………14
2.1.1何謂截肢…………………………………………………………14
2.1.2上肢截肢的因素…………………………………………………14
2.1.3上肢截肢的層級…………………………………………………16
2.2現有鍵盤介面探討………………………………………………….19
2.2.1一般電腦輸入介面分析………………………………………..20
2.2.2現有鍵盤探討……………………………………………………20
2.2.3各式鍵盤探討………………………………………………….22
2.2.4按鍵特性說明…………………………………………………….26
2.2.5小結……………………………………………………………….27
2.3電腦輔具探討………………………………………………………..29
2.3.1何謂電腦輔具……………………………………………………29
2.3.2電腦輔具的用途………………………………………………..29
2.3.3仿鍵盤介面…………………………………………………….30
2.3.4現有電腦輔具分析……………..……………………………….33
2.3.5現有電腦輔具研發模式分析………………………………….35
2.3.6目前存在問題與發現………………………………………….36
2.4.7小結……………………………………………………………….37
2.4使用性工程應用概述………………………………………………..38
2.4.1使用性工程定義………………………………………………….38
2.4.2簡易使用性工程…………………………………………………..40
2.4.3使用性工程的生命週期………………………………………….42
2.4.4小結………………………………………………………………..49
第三章單臂截肢者作業分析………………………………………………51
3.1摘要……………………………………………………………………..51
3.2實驗動機與目的……………………………………………………….51
3.3前測..………………………………………………………………..52
3.4實驗設計………………………………………………………………52
3.4.1實驗對象………………………………………………………...52
3.4.2實驗設計…………………………………………………………..53
3.4.3實驗發現…………………………………………………………..55
3.5小結…………………………………………………………………57
第四章ABC與QWERTY鍵盤使用差異分析實驗…………………….59
4.1摘要……………………………………………………………………..59
4.2實驗動機與目的……………………………………………………….59
4.3評估模式………………………………………………………………..60
4.4實驗設計………………………………………………………………61
4.4.1受測樣本選定…………………………………………………….61
4.4.2輸入介面………………………………………………………..61
4.4.3問卷設計…………………………………………………………..63
4.4.4實驗步驟………………………………………………………….63
4.4.5實驗內容…………………………………………………………65
4.4.6實驗環境…………………………………………………………65
4.5實驗結果…………………………………………………………….66
4.6結論…………………………………………………………………..72
4.7討論…………………………………………………………………..72
第五章按鍵排列方式與輸入正確性之研究…………………………….74
5.1摘要……………………………………………………………………74
5.2實驗動機與目的……………………………………………………….74
5.3評估模式………………………………………………………………..74
5.4實驗設計………………………………………………………………..75
5.4.1受測樣本選定………………………………………………….75
5.4.2輸入介面………………………………………………………..75
5.4.3問卷設計………………………………………………………..76
5.4.4實驗步驟…………………………………………………………77
5.4.5實驗內容…………………………………………………………78
5.4.6評估內容…………………………………………………………..79
5.4.7實驗環境…………………………………………………………..79
5.5實驗結果……………………………………………………………….80
5.5.1實驗記錄………………………………………………………80
5.5.2實驗結果統計…………………………………………………….84
5.6結論……………………………………………………………………87
5.7討論…………………………………………………….………………87
第六章較適化之輸入輔具評估與設計…………………………………..89
6.1設計實務流程規劃………………………………………………….90
6.2設計規範………………………………………………………………91
6.3構想發展………………………………………………………………91
6.3.1構想一……………………………………………………………91
6.3.2構想二……………………………………………………………..98
6.4 2D尺寸圖面…………………………..…………………………101
第七章綜合討論……………………………………………………….102
第八章結論與建議……………………………………………………105
參考文獻……………………………………………………………………109
附錄一、使用者行為模式分析導入電腦輔具設計初探……………….112
附錄二、單臂截肢障礙者作業模式觀察實驗規劃…………………….122
附錄三、第四章實驗 長期使用組實驗記錄整理(研究生)…………125
附錄四、第四章實驗 非長期使用組實驗記錄整理(小學生)………129
附錄五、第五章實驗 矩陣與錯開實驗實驗記錄整理………………133
附錄六、構想一評估問卷………………………………………………….135
附錄七、構想一之使用評估實驗結果…………………..……………….137
附錄八、構想一草模實驗結果/按鍵間距與大小統計圖表……..…….141
參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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