Informing the Design of Novel Input Methods with Muscle Coactivation Clustering

MYROSLAV BACHYNSKYI, Max Planck Institute for Informatics and Saarland University

GREGORIO PALMAS, Max Planck Institute for Informatics

ANTTI OULASVIRTA, Max Planck Institute for Informatics and Saarland University

TINO WEINKAUF, Max Planck Institute for Informatics

URL/DOI: http://dx.doi.org/10.1145/2687921

Abstract:

This article presents a novel summarization of biomechanical and performance data for user interface designers. Previously, there was no simple way for designers to predict how the location, direction, velocity, precision, or amplitude of users’ movement affects performance and fatigue. We cluster muscle coactivation data from a 3D pointing task covering the whole reachable space of the arm. We identify 11 clusters of pointing movements with distinct muscular, spatio-temporal, and performance properties. We discuss their use as heuristics when designing for 3D pointing.

Categories and Subject Descriptors: H.5.2 [Information Interfaces and Presentation (e.g., HCI)]: User Interfaces—Ergonomics

General Terms: Human factors, Performance, Design

Additional Key Words and Phrases: Muscle coactivation clustering, user interface design, physical

ergonomics, user performance, biomechanical simulation

Pengkaji : Guswandi (G64144021)

1.       Pendahuluan:

Artikel ini meneliti pendekatan data-driven dengan simulasi biomekanik untuk menginformasikan User Interface (UI) desain. Motion capture berbasis simulasi biomekanik adalah pendekatan terbalik dengan gerak yang diamati dari tubuh manusia. Berpotensi besar untuk Interaksi Manusia Komputer (HCI) karena menghasilkan banyak Gerakan-termasuk kecepatan dan sudut dari anggota badan, sendi, dan yang paling penting aktivasi otot. Aktivasi otot bisa sangat berguna dalam menentukan kelelahan dan penggunaan energi.

Tujuan kami adalah untuk membuat simulasi biomekanik lebih mudah diakses, secara signifikan menurunkan hambatan untuk penggunaannya. Untuk tujuan ini, kami telah meneliti cara untuk meringkas aktivasi otot dan kinerja pengguna dalam tugas-tugas interaktif. Kami mengusulkan pengelompokan yang merangkum aspek utama gerakan dengan lengan manusia dari perspektif biologis dan asosiasi dengan standar pengukuran kinerja pengguna.

2.       Hubungan Kerja

Ada bukti kuat yang menunjukkan ketida seragaman gerakan manusia: dua gerakan yang berbeda dalam lokasi, arah, dan amplitudo dalam banyak aspek penting.

Kami menyadari beberapa upaya untuk menerapkan metode statistik pemodelan, mengklasifikasikan, atau pengelompokan data biomekanik. Namun pekerjaan ini difokuskan pada identifikasi yang relevan dan menggunakan data yang sudah  diidentifikasi dalam tes terpisah untuk menilai kualitas clustering. Berdasarkan pada Rekaman EMG yang secara statistik berkaitan dengan kinematika atau dinamika lengan.

3.       Pengumpulan Data

Untuk menutupi semua gerakan dalam ruang jangkauan lengan, dataset berisi 72.000 gerakan antara 25 target yang meliputi seluruh ruang jangkauan lengan. Gerak seluruh tubuh selama gerakan di lacak untuk menangkap data gerakan dari tubuh, memungkinkan kita untuk melakukan simulasi biomekanik untuk melihat indeks dalam tubuh. Data ini dapat juga digunakan sebagai perkiraan pengeluaran energi dan kelelahan indeks untuk setiap gerakan.

4.       Overview of the Dataset 

Dataset memberikan gambaran beragam gerakan manusia ketika ditnjukan dalam 3D. Berisi lebih dari 400 variabel yang menjelaskan keterkaitan yang kompleks antara lokasi spasial, kinerja, dan ergonomi:

- Informasi -spasial: 28 variabel termasuk posisi target dan ukuran, kecepatan, akselerasi, directionality dalam koordinat polar, dan sudut proyeksi pada dua vertikal dengan pusat bahu.

- Kinerja: 17 variabel termasuk akurasi, waktu gerakan, lebar target yang efektif, indeks kesulitan, parameter model hukum Fitts dan koefisien determinasi.

- ergonomics: 361 variabel termasuk kekuatan 21 sendi, dan aktivasi untuk 41muscles per frame.

5.       Pengelompokan

Dataset dikumpulkan bertujuan untuk menunjukan panjang semua gerakan, arah, dan semua lokasi ruang jangkau. Pada bagian ini, kita mengembangkan pengelompokan yang komprehensif yang membantu dalam memahami ergonomis dan pengaruh desain untuk kinerja. Kami menangkap perbedaan dan persamaan dari aktivasi otot menggunakan pendekatan berikut: kita mengelompokkan semua gerakan berdasarkan aktivasi otot temporalis.. Hasilnya adalah 11 cluster, masing-masing dengan biaya ergonomis dan gerakan khusus yang kerja di daerah tertentu dari ruang egosentris. Kelompok ini adalah sumber daya yang besar untuk memasukkan informasi ke dalam biomekanik proses desain tanpa menjalankan studi full-blown dengan simulasi biomekanik.

6.       Aplikasi

Pendekatan khusus untuk menilai efisiensi metode input menggunakan empiris studi. Pengelompokan yang memungkinkan setiap masukan yang diberikan untuk diperiksa beban otot dan kinerja pengguna sebelum studi tersebut. Clustering dapat diterapkan di banyak skenario dengan mengikuti skema ini:

(1) Mengidentifikasi sifat karakteristik dari gerakan yang terlibat: panjang, arah, dan volume 3D .

(2) Di antara kelompok ini, menemukan orang-orang yang mengandung gerakan dengan yang diinginkan panjang dan arah.

(3) Akhirnya, memeriksa kinerja dan ergonomis sifat cluster dan memilih salah satu yang paling cocok untuk aplikasi.

7.       Ringkasan

Tujuan adalah untuk memfasilitasi penggunaan data simulasi biomekanik dalam desain antarmuka pengguna. Simulasi biomekanik menghasilkan gambaran yang beragam diamati gerakan, termasuk sudut, kekuatan, dan torsi pada sendi, serta aktivasi dan beban untuk otot. Dikombinasikan dengan pemodelan kinerja, peran utama dalam desain baru UIs. Meskipun ergonomi desktop berbasis interface telah banyak diteliti, interaksi "desktop terlalu sulit" jelas membutuhkan lebih banyak perhatian.

Pendekatan yang disajikan di sini bisa mempercepat desain dengan memungkinkan perkiraan pertama tanpa penyelidikan empiris. Cluster menginformasikan desain UI dalam dua cara: Pertama, parameter gerakan diberikan (lokasi, arah, amplitudo) diasumsikan oleh desain, cluster dapat memperkirakan beban otot dan kinerja user (kecepatan, ketepatan). Kedua, mengingat nilai target untuk otot beban atau kinerja, cluster akan memberikan informasi tentang lokasi, arah, dan amplitudo yang layak sebagai input.

Pengelompokan ini dimungkinkan dengan memperluas pendekatan data-driven untuk simulasi biomekanik gerakan meliputi seluruh ruang jangkau lengan dan terkait dengan metrik kinerja. Pengelompokan yang dihasilkan adalah summarization dari pola aktivasi otot utama yang menggambarkan tugas dengan lengan. Hal ini mengejutkan bahwa sangat kompleks dikoordinasikan aksi puluhan ofmuscles dan sendi dapat digambarkan dalam sedikitnya 11 Cluster. Cluster menangkap beberapa efek utama nonuniformity dan mengekspos perbedaan yang signifikan antara gerakan yang tampaknya serupa.

Visibility of System Status - /www.rmacehseulawah.com

Visibility of system status adalah 1 dari 10 usability heuristics dalam membuat sebuah website yang baik dan benar. Dalam web http://www.rmacehseulawah.com/ ada masalah yang harus di perbaiki dalam Visibility of system status yaitu:
 Keberadaan Pengguna
keberadaan pengguna dalam sebuah website sangat lah penting, sehingga pengguna mengetahui keberdaan pengguna berada di halaman mana. sehingga pengguna tidak menerka nerka dihalaman mana di berada.

Solusi:
menurut saya sebaiknya kita mengetahui keberadaan di tab mana kita berada, sehingga pengguna tidak bingung, seperti tampilan website foodpanda yang merupakan website serupa dengan www.rmacehseulawah.com yang mana di situs foodpanda kita di jelaskan di halaman mana kita berada  yang di tunjukan dengan lingkaran warna merah seperti gambar  di bawah ini  

Severity Rating merupakan penilaian berupa peringkat dari 0-4
0: Saya tidak setuju , tidak menjadi masalah
1: Tidak perlu di perbaiki, kecuali tersedia waktu tambahan untuk project
2: Permasalahan Minor, prioritas rendah (low priority)
3: Permasalahan Mayor, prioritas tinggi(high priority)
4; penting untuk di perbaiki sebelum produk di publikasikan
Severity rating / peringkatan keparahan untuk beberapa permasalahan ini adalah 2

Help and Documentation - www.rmacehseulawah.com

Fitur help and documentation pada sebuah web berguna untuk menjelaskan masing masing fungsi dari fitur sebuah website. saya menemukan beberapa kekurangan dari website yang saya kaji ini antara lain:

1. Tidak terdapat fitur help

Masalah:

pada website yang saya kaji ini tidak terdapat pada fitur help atau bantuan karefitur help sangat penting untuk pengguna pemula ketika mengalami masalah dalam  konten yang di akses.

Solusi:

Menurut saya ada baik nya di masukan fitur help pada website ini, sehingga pengguna pemula tidak kebingugan dan menerka nerka fitur yang akan di akses.

Severity Rating merupakan penilaian berupa peringkat dari 0-4
0: Saya tidak setuju , tidak menjadi masalah
1: Tidak perlu di perbaiki, kecuali tersedia waktu tambahan untuk project
2: Permasalahan Minor, prioritas rendah (low priority)
3: Permasalahan Mayor, prioritas tinggi(high priority)
4; penting untuk di perbaiki sebelum produk di publikasikan
Severity rating / peringkatan keparahan untuk beberapa permasalahan ini adalah 2

________________________________________________________________________

2. Tidak fitur FAQ (Frequently Asked Questions)

Masalah:

padahal fitur ini sangat penting bagi pengguna nya, karena fitur ini terdapat pertanyaan umum yang sering ditanya kan oleh pengguna nya, seperti makanan rekomendasi,apa ada cabang lain,jam berapa buka restoran nya dll.

Solusi:

ada baik nya di masukan fitur faq pada website nya, seperti website www.foodpanda.co.id  yang merupakan website yang sejenis dengan http://www.rmacehseulawah.com/, seperti pada gambar di bawah ini :

Dengan di berikan fitur ini maka meminimalisir pertanyaan yang sering atau yang sama yang di tanyakan masuk ke bagian costumer service.

Severity Rating merupakan penilaian berupa peringkat dari 0-4
0: Saya tidak setuju , tidak menjadi masalah
1: Tidak perlu di perbaiki, kecuali tersedia waktu tambahan untuk project
2: Permasalahan Minor, prioritas rendah (low priority)
3: Permasalahan Mayor, prioritas tinggi(high priority)
4; penting untuk di perbaiki sebelum produk di publikasikan
Severity rating / peringkatan keparahan untuk beberapa permasalahan ini adalah 2

Consistency and standards - www.rmacehseulawah.com

Consistency and standards adalah 1 dari 10 usability heuristics dalam membuat sebuah website yang baik dan benar, kalau tidak memiliki pengguna akan menjadi bingung untuk mendapatkan informasi dari website yang di kunjungi. Dalam web http://www.rmacehseulawah.com/ ada 2 masalah yang harus di perbaiki dalam segi consistency and standards yaitu:

1. Tampilan Header Yang Berubah-ubah
Masalah:
Pada saat saya membuka situs http://www.rmacehseulawah.com/ dan mengklik tombol "Apa Kata Pengunjung" saya langsung di arah kan kehalaman baru, dan pada halaman baru tersebut tampilan header nya sangat berbeda dengan tampilan header yang ditampilkan pada menu home.

header Home

Solusi:
Menurut saya seharusnya tampilan header di setiap menu bar sebaik nya disamain, sehingga tidak membingungkan dan mempermudah pengguna.
Severity Rating merupakan penilaian berupa peringkat dari 0-4
0: Saya tidak setuju , tidak menjadi masalah
1: Tidak perlu di perbaiki, kecuali tersedia waktu tambahan untuk project
2: Permasalahan Minor, prioritas rendah (low priority)
3: Permasalahan Mayor, prioritas tinggi(high priority)
4; penting untuk di perbaiki sebelum produk di publikasikan
Severity rating / peringkatan keparahan untuk beberapa permasalahan ini adalah 3

_____________________________________________________________________

2. Penulisan Huruf Tidak Terartur

Masalah :
menurut saya penulisan huruf dalam sebuah website sangat lah penting, karna tulisan yang di muat di website merupakan sebuah informasi yang akan di tampilkan  ke pengguna, jika tulisan yang di gunakan kan tidak menggunakan kan tulisan yang bak, maka pengguna dengan kesulitan mendapat kan informasi, pada website http://www.rmacehseulawah.com/ pengunaan tulisan nya tidak teratur dan huruf nya terkadang besar atau kecil.

Solusi:
menurut saya tulisan yang di muat sebaik nya seragam dan sama besar, selain enak dilihat dan di baca, pengguna dengan mudah mengetahui informasi yang terdapat pada sebuah website.
Severity Rating merupakan penilaian berupa peringkat dari 0-4
0: Saya tidak setuju , tidak menjadi masalah
1: Tidak perlu di perbaiki, kecuali tersedia waktu tambahan untuk project
2: Permasalahan Minor, prioritas rendah (low priority)
3: Permasalahan Mayor, prioritas tinggi(high priority)
4; penting untuk di perbaiki sebelum produk di publikasikan
Severity rating / peringkatan keparahan untuk beberapa permasalahan ini adalah 3

Aesthetic and minimalist design - www.rmacehseulawah.com

malam ini begadang lagi unuk mengerjakan tugas Interaksi Manusia Komputer, yang mana tugas kuliah kali ini membahas tentang 10 Usability Heuristics for User Interface Design. 5 dari 10 pembahasan tentang heuristics adalah:

Aesthetic and minimalist design
didalam website ini diharapkan tampilan yang sederhana, menarik dan simple dan elegant untuk memuat informasi yang di butuh kan pengguna. komponen komponen yang terdapat dari design harus sesuai dengan penggunaan warna, letak menu, pemilihan icon, huruf, dll. Hasil evaluasi berdasarkan Aesthetic and minimalist design yang saya lakukan terhadap web www.rmacehseulawah.com saya menemukan beberapa kekurangan nya antara lain ;

1. Penempatan Map Yang Tidak Tepat 

penempatan mapnya tidak beraturan, sehingga bisa membingungkan pengguna nya karena penempatan map sangat penting dalam sebuah website. Sebaiknya penempatan map nya di di tempatkan di satu path tertentu atau dalam body website nya beserta informasi penunjang website nya, sehingga pengguna nya tidak bigung.
Severity Rating merupakan penilaian berupa peringkat dari 0-4
0: Saya tidak setuju , tidak menjadi masalah
1: Tidak perlu di perbaiki, kecuali tersedia waktu tambahan untuk project
2: Permasalahan Minor, prioritas rendah (low priority)
3: Permasalahan Mayor, prioritas tinggi(high priority)
4; penting untuk di perbaiki sebelum produk di publikasikan
Severity rating / peringkatan keparahan untuk beberapa permasalahan ini adalah 4

_______________________________________________________________
2. Terlalu banyak white space 
Masalah:selanjutnya mengenai white space yang terdapat pada website ini sangat lah mencolok sehingga mengurangi keindahan dari website itu tersebut.

Solusi:

untuk menghindari white spece sebaik nya di beri informasi lain, atau memindahkan informasi sebelah kiri ke ruang white spece nya atau juga bisa dengan menghilangkan white space nya dengan memindahkan informasi sebelah nya ke tempat lain, sehingga website nya hanya full sampai informasi dan tidak ada white space yang terlihat.

Severity Rating merupakan penilaian berupa peringkat dari 0-4
0: Saya tidak setuju , tidak menjadi masalah
1: Tidak perlu di perbaiki, kecuali tersedia waktu tambahan untuk project
2: Permasalahan Minor, prioritas rendah (low priority)
3: Permasalahan Mayor, prioritas tinggi(high priority)
4; penting untuk di perbaiki sebelum produk di publikasikan
Severity rating / peringkatan keparahan untuk beberapa permasalahan ini adalah 2

Infografik Anggota Dewan Perwakilan Rakyat DPR Menurut Jenis Kelamin 1995-2009

Pada tulisan yang saya buat kali ini berhubungan dengan Interaksi Manusia Komputer (IMK) mengenai visualisasi informasi data, saya akan menyajikan informasi mengenai jumlah anggota DPR tahun 1995-2009. jumlah anggota DPR setiap tahun nya  sangat bervariatif. disini saya mengambil data dari buku Statistika Indonesia tahun 2014 pada halaman 45.

Dalam pembuatan Visualisasi informasi saya menngunakan Software infogr.am. Adapun bentuk infografik dapat dilihat dibawah ini:


Berdasarkan data yang yang di tampilkan di infografik makaeate infographics kita dapat menyimpulkan bahwa jumlah anggota Dewan Perwakilan Rakyat (DPR ) 1995-2009 berjenis kelamin Laki -laki lebih banyak di banding jenis kelamin perempuan.
Sekian dulu tulisan saya  tentang Visualisasi informasi kali ini semoga bermanfaat untuk pembaca nya.

Visualisasi Informasi

High-contrast Computational Caustic Design (Siggraph 2014)

Salah satu teknik komputer grafik yang dipresentasikan pada SIGGRAPH 2014 yaitu "High Contrast Computation Caustic Design ". Pada topik ini teknik yang di gunakan Terminologi dan memberikan gambaran pada tingkat tinggi.  awal objek geometri bias, generator kaustik, dan iluminasi kejadian pada objek itu. Pengguna juga menentukan Posisi dan orientasi layar penerima yang diinginkan image Caustic akan muncul. Penerima biasanya menyebar sebuah permukaan planar orientasi secara acak. Iluminasi Insiden dibiaskan melalui geometri awal untuk membuat radiasi distribusi pada penerima yang di sebut ES sumber radiasi.

Tujuan adalah untuk menentukan bentuk generator Caustic sehingga distribusi radiasi yang dihasilkan pada penerima sesuai dengan yang diinginkan Target radiasi ET disediakan oleh pengguna. Untuk merumuskan optimasi harus membuat beberapa asumsi penyederhanaan. Dengan menggunakan model geometris optik dengan specular sempurna hamburan. Untuk membuat gambar caustic yang diinginkan, kita hanya memodifikasi Acara hamburan tunggal untuk setiap jalur cahaya, yaitu kita mengubah bentuk dari permukaan bias tunggal yang di sebut permukaan sumber. Permukaan dioptimalkan dihitung dengan algoritma adalah permukaan target. Sinar cahaya harus tiba di setiap titik dari permukaan sumber dari arah tunggal saja, yang membutuhkan pencahayaan ideal seperti cahaya paralel atau cahaya yang dipancarkan oleh sumber titik.

Manfaat untuk menunjukkan bagaimana formulasi transportasi yang optimal dalam kombinasi dengan optimasi 3D yang kuat untuk desain kaustik komputasi. Metode yang dicapai  untuk gambar kontras rendah, tetapi menghasilkan hasil yang lebih baik untuk caustic kontras tinggi. Hal ini dicapai dengan pemodelan eksplisit singularitas dan penempatan otomatis diskontinuitas dalam normal permukaan, dimungkinkan oleh adaptif diskritisasi yang sesuai dengan target distribusi radiasi. Sebagai Akibatnya, algoritma secara signifikan memperluas jenis gambar kaustik yang dapat diproduksi, mencapai kualitas visual baru.