Vize z filmu Blade Runner, ve kterém hlavní hrdina používal speciální přístroj na rozlišení androidů od lidí, se díky novým eyetrackerům možná stane novou realitou.
Po minulotýdenní premiéře je v kinách film Blade Runner 2049. Nejnovější snímek je volným pokračováním filmové sci-fi klasiky Blade Runner od režiséra Ridleya Scotta, natočeného v roce 1982 podle novely Do Androids Dream Of Electric Sheep? od Philipa K. Dicka. Populární herec Harrison Ford si v něm zahrál “blade runnera”, policistu, který hledá a zabíjí neposlušné replikanty. Replikanti představují androidy, kteří jsou k nerozeznání od lidí.
Něco podobného však nemusí být jen filmovým sci-fi trhákem. Nemám však teď na mysli samotné filmové androidy, ale speciální přístroj, který používal hlavní hrdina. Přibližně před třemi lety jsem se zúčastnil na školení FIIT STU v UX labu, které bylo věnované novému sledovači pohledu (angl. eyetracker) značky Tobii. Zaujalo mě, že sledovač kromě jiných parametrů zaznamenává i rozšíření zorničky lidského oka. V té chvíli se mi okamžitě vybavila vzpomínka na film Blade Runner, který jsem poprvé viděl z videokazety na internátě deset let po jeho premiéře.
Byl jsem proto velmi zvědavý, zda je už realitou software rozpoznávající stres podle rozšíření zorničky. Po krátkém vyhledávání na internetu (klíčová fráze: "eye tracking eye pupil dilation”) jsem zjistil, že této problematice se v té době věnovalo jen několik lidí na světě a stálo by tak za pokus podívat se na ni blíže. Mé odhodlání bylo tak silné, že na FIIT STU jsem se nakonec rozhodl napsat bakalářskou práci na toto téma. Aktuální premiéra filmu Blade Runner 2049 je v současnosti vhodným okamžikem na rekapitulaci a zveřejnění výsledků této bakalářské práce s možností přispět k výzkumu v oblasti UX u nás.
Voight-Kampffův přístroj
Voight-Kampff je fiktivní nástroj na výslech podobný detektoru lži. Blade Runneri ho používají na zjištění, zda je podezřelý člověkem nebo replikantem. Dělají to tak, že sledují jeho reakce na pečlivě vybrané otázky. Voight-Kampff přitom pozoruje různé tělesné funkce člověka, mezi nimi i rozšíření zorničky.
Obrázek: Voight-Kampffův přístroj z filmu Blade Runner
Kouzlo většiny sci-fi snímků spočívá i v tom, že někdy nám předpovídají možnou budoucnost. Jak jsem již výše naznačil, mě ani tak nezajímalo odlišení androidů od lidí, jako schopnost přístroje měřit rozšíření zorničky u lidí, což je podle medicíny jeden ze sprievodních znaků stresu. Stres u lidí zaznamenáváme i v UX při uživatelských testováních. Při některých z nich někdy používáme sledovače pohledu, které měří i dilataci oční zorničky. Mým cílem tak bylo zjistit, zda při vyhodnocování uživatelských testování může výstup z eyetrackeru zvýraznit problematická místa, na kterých byl uživatel ve stresu. Analýza uživatelských testování je z pohledu moderátora časově náročná činnost, při které je často potřeba přehrát si celý záznam z testování.
Rozšíření zorničky a stres při uživatelském testování
Student Matej Červenka se ujal vyřešit na první pohled jednoduché zadání:
Analyzujte možnosti identifikace stresové situace prostřednictvím rozšíření zorničky. Ověřte, zda je ve výstupech ze sledovače pohledu korelace mezi měřitelným rozšířením zorničky a stresem. Základem měření budou dobře navržená uživatelská testování, jejichž návrh je součástí práce. Úkolem bude navrhnout a realizovat výstup, který zpracuje výsledky ze sledovače pohledu a zobrazí časy s odhadovanými úrovněmi stresu, s potenciálním použitím ve vyhodnocování uživatelských testování.
Experimenty dělal Matej na webových formulářích, což jsou nejproblematickější části uživatelského rozhraní webů. Podarilo se mu ukázat, že u formuláře, který byl navržen jako stresový, má velikost zorničky větší výkyvy než u formuláře, který byl navržen jako nestresový.
Obrázek: Vlevo se nachází ukázka provedených fixací a sakád (angl. gazeplot) při vyplňování zdánlivě nepovinného pole ve formuláři a napravo se nachází příslušná ukázka časového průběhu nárůstu velikosti zorničky během experimentu. Je na ní vidět přibližně 7-sekundové rozšíření zorničky o téměř 0,5 mm.
Významnou část práce Matejovi zabrala filtrace údajů o dilataci zorničky ze sledovače pohledů. Eyetracker zatím produkuje jen obrovské kopy surových dat o dilataci zorničky. Matej proto použil víceero filtračních metod, po aplikování kterých je možné vygenerovaná surová data o záznamech velikosti zorničky jednodušeji sledovat a následně interpretovat.
Obrázek: Ukázka spektra signálu pro nestresový formulář (vlevo) a úsek stresového formuláře (napravo).
Primárně sledovanou metrikou byla velikost oční zorničky, Matej však vyzkoušel i alternativní způsoby dostupné ve Výzkumném centru uživatelského zážitku UX@ FIIT. Příkladem takové zkoušky bylo měření měnící se vodivosti kůže pomocí senzoru GSR. Bohužel, toto měření se nám neosvědčilo, protože získané údaje se ukázaly jako nespolehlivé. Je škoda, že s ohledem na větší rozsah práce, neměl Matej dostatek času na to, aby z prototypu vyrobil praktický nástroj na určení časů ve videozáznamech testování, které bychom mohli označit za potenciálně problematické. Měl k tomu však už velmi blízko i s dostatkem relevantních údajů z dalších testování na ověření přesnosti nástroje.
Matej je však jedním z prvních průkopníků, kterému se podařilo správně vizualizovat příslušné údaje o dilataci zorničky při práci s webem. Věřím proto, že je to výborný základ pro pokračování a rozjetí dalšího výzkumu v této oblasti. Myslím si, že výstupy z podobných sledovačů pohledů budou už v blízké budoucnosti poskytovat i vizuální analýzu rozšíření zorničky a určení potenciálních problematických míst v testováních. Matejovy inovativní výsledky tak mohou představovat základ pro podobné výzkumy v budoucnosti. Ke stažení je k dispozici celá bakalářská práce Mateje Červenky Rozšíření zorničky a stres při uživatelském testování [PDF, 2MB].
Adaptivní user interface?
V navazující na výše uvedené poznatky a zjištění je zároveň velmi pravděpodobné, že i vývoj eyetrackerů bude postupně akcelerovat tak, jak je to u jiného hardwaru. Je možné, že brzy tak budou kvalitní sledovače pohledu dostupné i v běžných noteboocích spolu se softwarem na spolehlivou analýzu dilatace oční zorničky. Možná, že se přitom dočkáme i nové generace uživatelských rozhraní, které se přizpůsobí uživateli “samo” podle toho, jaký stres nebo kognitivní zátěž budeme zažívat při jeho používání.
Blade Runner 2049
V premiérovaném filmu Blade Runner 2049 se mihne Voight-Kampffův přístroj jen dvakrát. Samotné zařízení je velké jako klasický smartphone. Pro děj už proto není Voight-Kampff důležitý, film však i přesto vřele doporučuji vidět. Má napínavý děj a zajímavou zápletku, skvělé herecké obsazení i hologramy. Divákovi poskytne nádherný vizuální a zvukový zážitek. Pro umocnění celkového dojmu doporučuji připlatit si za návštěvu 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 videorecording 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.
