Čo majú spoločné kultový Blade Runner a UX? Sci-fi vs. realita?

Vízia z filmu Blade Runner, v ktorom hlavný hrdina používal špeciálny prístroj na rozlíšenie androidov od ľudí, sa vďaka novým eyetrackerom možno stane novou realitou.

Po minulotýždňovej premiére je v kinách film Blade Runner 2049. Najnovšia snímka je voľným pokračovaním filmovej sci-fi klasiky Blade Runner od režiséra Ridleya Scotta, natočenej v roku 1982 podľa novely Do Androids Dream Of Electric Sheep? od Philip K. Dicka. Populárny herec Harrison Ford si v ňom zahral “blade runnera”, policajta, ktorý hľadá a zabíja neposlušných replikantov. Replikanti predstavujú androidov, ktorí sú na nerozoznanie od ľudí.

Niečo podobné však nemusí byť len filmovým sci-fi trhákom. Nemám však teraz na mysli samotných filmových androidov, ale špeciálny prístroj, ktorý používal hlavný hrdina. Približne pred tromi rokmi som sa zúčastnil na školení FIIT STU v UX labe, ktoré bolo venované novému sledovaču pohľadu (ang. eyetracker) značky Tobii. Zaujalo ma, že sledovač okrem iných parametrov zaznamenáva aj rozšírenie zreničky ľudského oka. V tej chvíli sa mi okamžite vynorila spomienka na film Blade Runner, ktorý som prvýkrát videl z videopásky na internáte desať rokov po jeho premiére.

Bol som preto veľmi zvedavý, či je už realitou softvér rozoznávajúci stres podľa rozšírenia zreničky. Po krátkom vyhľadávaní na internete (kľúčová fráza: "eye tracking eye pupil dilation”) som zistil, že tejto problematike sa v tom čase venovalo len niekoľko ľudí na svete a stálo by tak za pokus pozrieť sa na ňu bližšie. Moje odhodlanie bolo také silné, že na FIIT STU som sa napokon rozhodol napísať bakalársku prácu na túto tému. Aktuálna premiéra filmu Blade Runner 2049 je v súčasnosti vhodným momentom na rekapituláciu a zverejnenie výsledkov tejto bakalárskej práce s možnosťou prispieť k výskumu v oblasti UX u nás.

Voight-Kampffov prístroj

Voight-Kampff je fiktívny nástroj na vypočúvanie podobný detektoru lži. Blade Runneri ho používajú na zistenie, či je podozrivý človekom alebo replikantom. Robia to tak, že sledujú jeho reakcie na starostlivo vybrané otázky. Voight-Kampff pritom pozoruje rôzne telesné funkcie človeka, medzi nimi aj rozšírenie zreničky.

Obrázok: Voight-Kampffov prístroj z filmu Blade Runner

Čaro väčšiny sci-fi snímok spočíva aj v tom, že niekdy nám predikujú možnú budúcnosť. Ako som už vyššie naznačil, mňa ani tak nezaujímalo odlíšenie androidov od ľudí, ako schopnosť prístroja merať rozšírenie zreničky u ľudí, čo je podľa medicíny jeden zo sprievodných znakov stresu. Stres u ľudí zaznamenávame aj v UX pri používateľských testovaniach. Pri niektorých z nich niekedy používame sledovače pohľadu, ktoré merajú aj dilatáciu očnej zreničky. Mojím cieľom tak bolo zistiť, či pri vyhodnocovaní používateľských testovaní môže výstup z eyetrackera zvýrazniť problémové miesta, na ktorých bol používateľ v strese. Analýza používateľských testovaní je z pohľadu moderátora časovo náročná činnosť, pri ktorej je často potrebné prehrať si celý záznam z testovania.

Rozšírenie zreničky a stres pri používateľskom testovaní

Študent Matej Červenka sa podujal vyriešiť na prvý pohľad jednoduché zadanie:

Analyzujte možnosti identifikácie stresovej situácie prostredníctvom rozšírenia zreničky. Overte, či je vo výstupoch zo sledovača pohľadu korelácia medzi merateľným rozšírením zreničky a stresom. Základom meraní budú dobre navrhnuté používateľské testovania, ktorých návrh je súčasťou práce. Úlohou bude navrhnúť a zrealizovať výstup, ktorý spracuje výsledky zo sledovača pohľadu a zobrazí časy s odhadovanými úrovňami stresu, s potenciálnym použitím vo vyhodnocovaní používateľských testovaní.

Experimenty robil Matej na webových formulároch, čo sú najproblematickejšie časti používateľského rozhrania webov. Podarilo sa mu ukázať, že pri formulári, ktorý bol navrhnutý ako stresový, má veľkosť zreničky väčšie výkyvy ako pri formulári, ktorý bol navrhnutý ako nestresový.

Obrázok: Naľavo sa nachádza ukážka vykonaných fixácií a sakád (ang. gazeplot) pri vypĺňaní zdanlivo nepovinného poľa vo formulári a napravo sa nachádza príslušná ukážka časového priebehu nárastu veľkosti zreničky počas experimentu. Je na nej vidieť približne 7-sekundové rozšírenie zreničky o takmer 0,5 mm.

Významnú časť práce Matejovi zabrala filtrácia údajov o dilatácii zreničky zo sledovača pohľadov. Eyetracker zatiaľ produkuje len obrovské kopy surových dát o dilatácii zreničky. Matej preto použil viacero filtračných metód, po aplikovaní ktorých je možné vygenerované surové dáta o zázname veľkosti zreničky jednoduchšie sledovať a následne interpretovať.

Obrázok: Ukážka spektra signálu pre nestresový formulár (naľavo) a úsek stresového formuláru (napravo).

Primárne sledovanou metrikou bola veľkosť očnej zreničky, Matej však vyskúšal aj alternatívne spôsoby dostupné vo Výskumnom centre používateľského zážitku UX@ FIIT. Príkladom takej skúšky bolo meranie meniacej sa vodivosti kože pomocou senzora GSR. Žiaľ, toto meranie sa nám neosvedčilo, pretože získané údaje sa ukázali ako nespoľahlivé. Je škoda, že vzhľadom na väčší rozsah práce, nemal Matej dostatok času na to, aby z prototypu vyrobil praktický nástroj na určenie časov vo videozáznamoch testovaní, ktoré by sme mohli označiť za potenciálne problematické. Mal k tomu však už veľmi blízko aj s dostatkom relevantných údajov z ďalších testovaní na overenie presnosti nástroja.

Matej je však jedným z prvých priekopníkov, ktorému sa podarilo správne vizualizovať príslušné údaje o dilatácii zreničky pri práci s webom. Verím preto, že je to výborný základ pre pokračovanie a rozbehnutie ďalšieho výskumu v tejto oblasti. Myslím si, že výstupy z podobných sledovačov pohľadov budú už v blízkej budúcnosti poskytovať aj vizuálnu analýzu rozšírenia zreničky a určenie potenciálnych problematických miest v testovaniach. Matejove inovatívne výsledky tak môžu predstavovať základ pre podobné výskumy v budúcnosti. Na stiahnutie je k dispozícii celá bakalárska práca Mateja Červenku Rozšírenie zreničky a stres pri používateľskom testovaní [PDF, 2MB].

Adaptívny user interface?

V nadväznosti na vyššie uvedené poznatky a zistenia je zároveň veľmi pravdepodobné, že aj vývoj eyetrackerov bude postupne akcelerovať tak, ako je to pri inom hardvéri. Je možné, že čoskoro tak budú kvalitné sledovače pohľadu dostupné aj v bežných notebookoch spolu so softvérom na spoľahlivú analýzu dilatácie očnej zreničky. Možno, že sa pritom dočkáme aj novej generácie používateľských rozhraní, ktoré sa prispôsobia používateľovi “samé” podľa toho, aký stres alebo kognitívnu záťaž budeme zažívať pri jeho používaní.

Blade Runner 2049

V premiérovanom filme Blade Runner 2049 sa mihne Voight-Kampffov prístroj len dvakrát. Samotné zariadenie je veľké ako klasický smartfón. Pre dej už preto nie je Voight-Kampff dôležitý, film však aj napriek tomu vrelo odporúčam vidieť. Má napínavý dej a zaujímavú zápletku, skvelé herecké obsadenie i hologramy. Divákovi poskytne nádherný vizuálny a zvukový zážitok. Pre umocnenie celkového dojmu odporúčam priplatiť si za návštevu IMAXu.

English Summary

Pupil Dilatation and Stress in User Studies - High resolution eyetrackers could measure the pupil dilatation. Already in 1982 sci-fi movie Blade Runner the pupil dilatation was one of the signals that determines if you are android or human. Analyzing the eyetracking usability testing is time consuming. The goal of our experiment was to to develop a software tool that timestamps the viderecording from eyetracker on the basis of pupil dilatation. The extreme cases of pupil dilatation should be the times when user was stressed. It should save moderator’s time when looking for places with potential issues. The experiment was run on web forms. Our research shows that the pupil size fluctuated more when participants were filling the form with implemented problems.