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物聯網系統該如何設計溝通內容,才能與使用者完美互動?

人機共生你我它_96
・2019/02/19 ・3767字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

「工作即將結束,主人在家人的群組裡留言有朋友即將一起回家吃晚餐。家裏的所有成員們接到通知後開始各就各位,準備迎接主人與客人到來。烤箱開始待機,電磁爐進入烹飪模式,地毯告訴掃地機器人上次清潔時間一周前,接著掃地機器人開始清理客廳,掃地機器人走到沙發旁時,沙發說它也需要被清潔。當大家開心準備時,接到主人通知朋友沒辦法一起吃晚餐了,只好改為自己吃微波食品,於是家庭總管便訂了主人平時喜歡的外賣,同時通知家裏所有成員:晚餐取消!進入微波食物模式 QQ 」

這個影片中的場景是許多智慧家居常描繪的物聯網概念之一,在不久的將來,所有物品都能與其他物品甚至與人溝通時,生活的模式可能與現在有所不同。

許多概念影片中描繪了人與聯網物的理想互動情況,所有的互動都順暢無比、智慧系統如期運作、人也能自然地與智慧系統溝通,然而在實際生活中,系統的運作不盡然能夠如期依照完美劇本演出,偶爾可能會遇上系統故障或是無法順利接收人的指令,而人也並不總能理解系統的所有運作機制、未必能精確傳達自己的需求讓智慧系統知道。因此,我們需要了解當人在使用這些智慧系統時,人會有哪些期待或行為,進而設計出能讓使用者理解的系統行為。

這篇研究由荷蘭恩荷芬理工大學與台灣大學智慧聯網中心的研究團隊合作,並發表於 2018 年 ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI’18),透過分析九部物聯網的概念影片,從影片中一一擷取出數個人與物聯網系統溝通以及物聯網彼此互相溝通的方式,例如:「這個玩具偵測到小孩的指令,接著把這個指令傳給其他機器」;接著研究者們根據這些語彙不同的目的分成「運作狀態」、「發送要求」、「觸發特定功能」、「允許」、「拒絕」、「提醒」、「推薦」、「指引」、「呈現問題」、「表達情緒」、「交流資訊」與「社交」這12個類別,分析整理出當人在使用各式各樣物聯網系統時,會透過這 12 類互動來了解它的概念模型(Conceptual model,進而更加明白物聯網背後的運作以及功能。

原來物聯網要提供這些解釋,我們才聽得懂

它的運作狀態 (Active)

圖/pexels

「想像當你剛打開一台新買的電視,遙控器按了電源鍵後卻沒有任何反應,連續按了好幾下電視仍然沒反應,到底是電視壞了?還是按鈕壞了?接觸不良?電視到底怎麼了???」當我們心中冒出一連串疑問時,根本無從得知原來智慧電視只是在準備開啟中……當物聯網系統無法讓使用者清楚知道系統的運作狀態時,很容易造成使用上的疑惑。假若系統能讓使用者知道系統目前的運作狀態,像是「開機中」、「傳遞訊號中」、「搜尋中」、「監控中」等,告訴使用者系統已準備好執行即將接收到的指令,使用者便能清楚了解系統當下處於哪個準備階段,就能開始配合系統目前的運作階段操作。

它是否已接受我們提出的要求 (Approve)

圖/修改自pxhere

當使用者對系統下指令或是提出要求時,例如按下某個鍵、傳送某個檔案,這時候系統顯示「已接收」、「已辨識成功」、「已核可」、已確認」等指示能讓使用者知道系統是不是已經順利接受、是不是會開始進行某個操作或處理某些資訊,這些立即的回饋能讓使用者預期下一步可能會看到的系統行為,進而準備自己下一步操作,像是當看到臉部辨識已成功後,就可以準備對系統提出下個要求;而當辨識失敗時,使用者就會調整自己的位置或光線來幫助辨識。這些系統回饋都有助於使用者預期系統行為。

當它對我們說不 (Reject)

圖/修改自pxhere

並不是所有我們給出的指令都會被系統接收與處理,當使用者的請求或是系統中連線裝置(聯網物)的指令沒有被接收或是系統無法處理時,這時候人需要的是一個「解釋」,一個可以幫助他處理後續問題或調整的解釋(很多時候人與人之間互動不也是如此?一方有了解釋另一方才知道調整方向)。當人在操作物聯網時,需要知道自己所提出的要求並未被處理,這時候物聯網的設計可以嘗試告訴使用者:「對不起,這個要求超出我的理解範圍」、「抱歉,電視沒辦法處理調控溫度的問題」等,讓使用者更加明白整套物聯網系統在傳遞與處理資訊時可能存在的限制有哪些,進而幫助人後續的處理方式。

它如何推薦適合我們的內容 (Recommendation)

圖/wikimedia

當系統想推薦使用者適合的操作時,可以模擬人與人之間互相給建議或是討論的方式來提出建議,並且讓最後決定權留在使用者,例如當智慧家庭系統偵測到主人各種的生理資訊,判斷主人心情不太好,這時候可以告訴主人:「你今天好像不太開心,根據我對你的了解,也許可以讓我播放 WORLD ORDER 的歌給你聽?」並讓最後是否要播放的選擇讓使用者決定。

物聯網如何告訴我們它遇到什麼問題 (Show problems)

圖/pixabay

當系統出錯的時候該怎麼辦?Error message 對工程師 debug 很重要,對使用者也很重要。這時候如果能告訴使用者系統目前遇到一些問題、可能的處理方式,便能幫助使用者知道下一步該如何解決問題。而如何呈現「Error message」也是需要設計介入的大學問,除了用「白話文」明示以外,也可以透過隱喻、擬人的方式來傳達錯誤訊息,例如在螢幕上顯示微閉的眼睛、配上微弱的呼吸燈,讓使用者知道系統電力不足,該替它充電了。

它們彼此如何交流資訊 (Exchange information)

圖/pixabay

物聯網系統牽涉了不同聯網物之間的訊息傳遞,像是門把傳遞主人回家資訊給電視、電視告訴沙發即將同步調整溫度跟柔軟度,這些不同聯網物之間的訊息傳遞也需要讓使用者看見,讓使用者知道系統彼此如何協調完成任務。「交換訊息」、「協商」、「接收」、「同步」、「傳輸」、「更新資訊」等都是一些常見的系統交換資訊行為,設計師們可以透過不同的視覺化或互動設計的方式將這些聯網物的溝通讓使用者知道。

它也能與我們建立關係 (Socialize)

圖/Unsplash

「嗨,早安」、「歡迎回家」、「謝謝」、「我看到你正在看我」等,這些都是人類社交時會出現的行為,當人與物聯網系統互動時,設計師也可以透過設計這些附有社交功能的語言在系統上,促進人與系統互動時的投入程度。


  • 身為使用者的你:在讀完這篇介紹後,下次選購智慧家居相關的物聯網服務時,不妨可以在試用期間把這些互動指標當作挑選的規格依據之一,慎選一個能提供「清楚的解釋」並與你「好好溝通」的物聯網服務。
  • 身為設計師與開發者的你:透過這篇介紹的物聯網如何提供不同「解釋」的語彙設計,使用者可以更加清楚物聯網系統背後的運作,這些解釋語彙的設計除了可以讓使用者更加投入與系統的互動之外,也能展現這些聯網物在整個系統中的自主性以及系統做出特定行為的目的,當使用者能夠理解物聯網系統的運作目的,就能與系統有更順利的「溝通」。

物聯網的應用隨著軟硬體技術的進步,應用的範圍也越來越廣泛,智慧工廠、智慧辦公室、智慧城市等各式各樣的應用情境都有不同專業的設計者投入其中,系統設計者們下一步也可以思考這些解釋語彙在不同應用情境下該如何客製化設計,幫助不同情境下的使用者跟物聯網生態系有更好的互動體驗。

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人機共生你我它_96
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由致力於人機互動研究(HCI, Human-Computer Interaction)的研究者與實務工作者所創立,我們定期發表人機互動相關文章,與讀者一起思考科技對社會生活帶來的好處與限制。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》