ACM
贡献的文章

AZERTY amélioré:国家规模的计算设计


双手在AZERTY键盘上打字,蓝色,白色,红色背景,插图"src=

信贷:马特鲱鱼

2015年,法国文化部致函法国议会4批评键盘布局缺乏标准。它指出,传统布局的AZERTY缺少“正常”法语所需的特殊字符,而且存在许多变体。国家标准化组织AFNOR的任务是制定一个标准。5我们在2016年加入这个项目,作为文本输入和优化的专家。

回到顶部

关键的见解

ins01.gif"src=

法语使用重音(例如,é, à, î),连字符(和æ),以及特定的撇号和引号(例如,'«»" ")。有些是难以达到的,甚至无法使用AZERTY (图1),而且法语方言中使用的许多字符都不受支持。外观相似的字符可以用来代替某些缺失的字符,例如“for”或“ae”表示“æ”。用户通常依赖于软件驱动的自动完成或自动更正。此外,他们通过Alt码、菜单或从其他地方复制粘贴插入很少使用的字符。教育部担心这会妨碍语言的正确使用。例如,一些法国人被错误地教导,大写字母的口音(例如É, À)是可选的,这种信念有时以它们在艾泽里的缺席为依据。

f1.jpg"height=
图1。老的AZERTY布局。试着打字«一L 'évidence, L ' aunnologie est + qu'un_'hobby'_.__»(“显然,酿酒不仅仅是一种‘爱好’。”)提示:划线字符并不存在,比如不间断的空格和弯曲的撇号。

本文报告了在重新设计和标准化AZERTY的特殊字符布局方面的全国性努力的经验和见解组合优化.来自计算机科学,我们的出发点是已知的键盘设计公式作为经典优化问题,2虽然到目前为止还没有计算设计的键盘被采纳为全国标准。具体设计任务见图2.超越之前的工作,我们的目标不仅是确保高打字性能,还考虑了人体工程学和可学习性因素。

f2.jpg"height=
图2。计算的目标是将特殊字符分配到可用的键位,这样键盘就容易使用,输入法语又快又符合人体工程学。在这个过程中,字符集频繁变化;在(a)中,显示了最终布局中的集合(显示的最后24个字符不是优化问题的一部分,而是后来添加的)。

然而,典型的“一次性”优化观点,即用户定义一个问题并选择一个解决方案,为这种复杂的社会技术努力提供了很差的支持。在整个三年的项目中,目标和决策发生了很大的变化。许多利益相关方都参与其中,拥有不同领域的专业知识,并咨询了公众。1920.从这个案例中得到的一个关键信息是算法方法必须以一种交互式的、迭代的和参与式的方式运行,帮助定义、探索、决定和在多个利益相关者的项目中完成设计。

在本文中,我们将讨论如何使用交互工具来找到一个关于好的键盘布局的一致定义:熟悉度vs .用户性能,扩展字符集vs .可发现性,支持日常语言vs .编程或地区方言。互动工具也需要引出主观偏好11并帮助利益相关者理解他们选择的后果。

尽管只有时间才能证明新布局是否被采用,但我们可以从这个案例中吸取一些教训。计算方法不仅对于解决一个表述良好的设计问题至关重要,而且对于理解它、交流和欣赏它的最终结果也至关重要。需要它们来引出和说明主观观点,并通过提出可达成的最佳妥协来解决冲突和支持协商一致意见。这产生了一幅截然不同的优化和算法工具的图景,揭示了研究更好地支持参与式使用的重要机会。

回到顶部

修改AZERTY的目标

负责制定法语键盘标准的AFNOR委员会由文化部代表和人体工程学、印刷术、人机交互、语言学和键盘制造方面的专家组成。典型的标准化过程包括开会,以迭代标准的各个方面及其措辞。最终草案将向公众公开征求意见,如果有必要,委员会将对最终草案进行修改。在项目开始时,我们将这些会议作为一个机会,从以人为本的角度理解设计问题的需求。然后,我们用一种支持建模和使用优化解决问题的方式来表述它们。

我们的任务是为所有所谓的“特殊字符”开发一种改进的布局,也就是说,所有不是拉丁字母中非重音字母(“AZERTYUIOP…”)、数字或空格键的字符。与传统的AZERTY布局相比,要提供的特殊字符列表大大增加,以方便键入法语及其方言中使用的所有字符。一个现代计算机的使用(特别是编程和社交媒体),科学和数学字符(例如希腊字母),以及主要货币符号和欧洲其他拉丁字母语言的所有字符。尽管需要添加许多新角色,我们仍然努力保持布局的可用性,符合人体工学,并且易于学习。


尽管不得不添加许多新角色,我们努力保持布局的可用性,符合人体工学,并易于使用。


有几个具有挑战性的要求(图2).物理布局遵循ISO/IEC 9995-112标准的字母数字部分。每个键最多可容纳四个字符,使用Shift和AltGr修饰符的组合(图2 c).对于不重读的字母、数字和空格,布局必须保持传统的azerty,留下129个键位(参见图2 b).唯一可以添加或移动的字符是在图2一个;他们的人数多达122人,在整个项目中随着新的建议的提出和讨论而变化。组合变音符字符,如重音,通过“死键”输入,如在图2 d

请注意,这个项目的需求和约束随着它的进展发生了显著的变化,这取决于中间解决方案、优先级更新、公共请求等等。我们将在后面的文本中详细介绍这些变化。

回到顶部

键盘设计是一个优化问题

排版中字符的排列是一个非常具有挑战性的计算问题。在形式上,必须将字符分配到键盘键和通过修改键访问的键位上。每项作业都涉及三个具有挑战性的考虑因素。我们在这里讨论计算问题,然后开放方法,使它们在多涉众设计项目中有用。

首先,什么是“好的”位置?人体工程学和运动性能应该是中心目标。应该将更多的通用字符分配给那些最大限度地减少健康问题风险(如重复性劳损)并能够快速访问的键。然而,人们打字的方式不同。7目前还没有可以用作目标函数的标准模型。此外,通过视觉寻找角色的时间应该最小化,例如,将角色放置在人们假设的位置,14并将被认为相似的字符分组。

其次,选择哪种语言是很难事先知道的,正如我们所知,这是一个带有政治色彩的问题。要决定在哪里使用#,我们必须权衡编程或社交媒体类型语言的重要性,在这些语言中,该角色可能是常见的,而在“适当的”文学法语中,它是罕见的。对角色位置的决定意味着要为大量用户和输入任务权衡许多这类因素。

最后,可能的设计非常多,多达10种213在我们的例子中,为键位分配字符的不同组合。文本输入是一个顺序的过程,其中输入的字符取决于前面输入的字符。因此,寻找输入的最佳布局是二次分配问题(QAP)的一个实例。2616这些不仅在理论上难以求解(np -难以在任何常数因子内近似)22);仍然存在未解决的qap实例,几十年前作为基准发布,只有30个项目,3.和129相差甚远。

特殊字符输入的优化模型。设计问题被表述为一个整数程序(IP),这使我们可以使用有效的求解器,提供中间解,其距离最优值有边界。我们使用二元决策变量x本土知识来捕获字符是否分配给键槽k与否。有关准则及相应的知识产权限制已在表1.每个可行的二进制解对应一个键盘布局。目标函数根据每个标准衡量每个布局的优劣。整数程序的参数、约束和目标反映了标准化委员会的目标:促进正确的法语输入,支持当前键盘不支持的某些字符的输入,并通过保证与以前的AZERTY足够相似的直观使用键盘来最小化学习时间。

t1.jpg"height=
表1。键盘设计问题的整数规划公式。目标函数是四个标准化标准的加权和。只显示了基本的分配约束。在整个项目中,对特定实例添加或删除了额外的约束。6对于导致标准化布局的实例(N= 85,= 129),选取以下权重:WP= 0.3 WE= 0.25 W= 0.35 WF= 0.1。

我们面临的挑战是将“促进打字和学习”等目标转化为可量化的目标功能。我们最终定义了四个客观标准,并将其组合成一个加权总和,从而得到一个单一的目标函数:619性能(减少运动时间),人体工程学(尽量减少紧张的风险),直觉(将相似的字符组合在一起)和熟悉(最小化与AZERTY的差异)。表1提出了我们的整数程序的公式,并阐明了每个准则背后的直觉。

这里的标准依赖于输入数据,这些数据反映了数千万法国用户的真实输入情况。因此,我们收集了大量的文本语料库,有不同的主题和写作风格,并根据委员会的要求进行加权。我们重点介绍了三种典型的用法。正式的文本是写得很好,精心策划的文本,正确的法语和特殊字符的正确使用。资料来源包括法语维基百科、官方政策文件和专业转录的广播节目。非正式文本(例如,在社交媒体或个人交流中)在正字法、语法和排版正确性方面的标准较低。这些材料包括匿名电子邮件和热门账户的Facebook帖子和推特。编程语料库包含了通用编程和描述语言的代表内容:Python、c++、Java、JavaScript、HTML和CSS,去掉了注释。我们的一些正式和大众类语料库是由ELDA提供的。8b频率由语料库计算,然后每个角色和职业的平均值,最后分配权重,由委员会讨论(正式:0.7,正式:0.15,编程:0.15)。表2显示每个类别中最常见的字符。

t2.jpg"height=
表2。按法语文本分类,频率最高的特殊字符。

为了估计键选择时间,我们收集了大量键到键输入持续时间的数据集,以捕捉人们根据性能目标输入的方式。特别是,我们感兴趣的是一个特殊字符键槽(在绿色在图2)可在普通信件之前或之后查阅。在一项基于众包的研究中,我们要求约900名参与者键入类似单词的非重音字母序列,每个字母中间有一个特殊的字符槽,619例如,“buveAlt + Shift + 2ihup。”我们收集了所有字母组合和特殊字符槽(7560个不同的键对)的时间数据。

对于直观目标,我们将字符之间的相似性得分定义为[0,1]范围内的一个标量,这取决于视觉相似性(例如,R和®,_和-),语义相似性(例如,x和,或÷和/),包括其他字母(例如ç和c,和o),实践中频繁的关联(例如n和~,e和'),或基于使用的标准,如小写/大写和开始/结束字符对。这些权重,以及需要考虑和优先考虑的相似性,都与委员会进行了详细讨论,并在整个项目中频繁更新,特别是在公众评论之后。

解决QAP。1是解决整数优化问题的标准方法。它依赖于可以有效求解的松弛(例如,通过将二次项线性化并去掉完整性约束)。在强大的RLT1方法中,10这个形式的每一个二次项x本土知识·x吉隆坡替换为新的线性变量yijkl.尽管这种线性化产生了很好的下界,但它引入了On4)额外的变量,导致问题规模的巨大增加。然而,我们观察到,尽管我们有100多个字符可以放置,我们的二次元形式是非常稀疏的。我们的方法利用了这种稀疏性,形成了一个综合了强大(但复杂)线性化和列生成技术的概念和好处的框架。13

在我们的适应中,只有变量的子集是初始实例的一部分,当变量变得相关时,进一步的变量会“动态地”迭代生成。其思路如下:我们从目标中容易解决的线性部分开始,首先忽略任何二次项。我们迭代地生成这些二次项的RLT1松弛一个ijkl·x本土知识x莱托至少有一个变量在哪里x本土知识而且x莱托在前面的最优解中设置为1,在哪里一个ijkl对客观价值有重大贡献;特别是,我们不生成任何数据yijkl在哪里一个ijkl= 0。因此,我们利用了二次目标函数的稀疏性,这允许我们在每次迭代中只引入一些额外的变量。在用这些变量增强我们的模型之后,我们将重新优化,直到进一步添加的项不会显著增加目标值,并且达到预期的最优性差距。该算法提供了一个下界的层次结构,每次迭代产生的下界至少与前一次迭代的下界一样好。对于导致最终标准化布局的问题实例,我们可以证明,仅在五天计算时间后,计算结果和最优解之间存在非常小的差距(<2%)。注意,由于稀疏性,在每次迭代中使用的公式保持相对较小,使我们能够用比传统的完全RLT1松弛更少的时间和内存解决更大的问题实例。

回到顶部

在标准化过程中引入优化工具

所述的优化方法是解决键盘布局问题的原则性方法。然而,我们很快就认识到,在一个复杂的、多方参与的设计项目中,一次性的优化方法是行不通的。问题定义和涉众的期望在一开始是不明确的,并在不断发展:定义、参数和目标变化,决策往往取决于主观意见、公众反馈或文化规范,这使得它们难以用数学表达。因此,我们最终开发了几种方法,帮助将计算方法集成到标准化委员会的操作模式中。

当我们第一次加入这个项目时,委员会正在讨论每个角色的手工布局,由每个成员设计,其基本原理是

  • “e是频繁的所以我给它直接访问,因为它得更快。
  • “guillemets(«»)是重要的是,所以他们应该是容易找到。
  • “@看起来像a,我写出来了亲密的在一起。
  • “我们应该让ç和ù保持原样;否则,他们就会很难找到。

许多这些原理都是基于直觉,即使在客观测量(频率、速度等)是可能的情况下也是如此。在定义优化问题时,我们面临的第一个挑战是将这些基本原理转化为定义良好的量化目标。这些手工制作的建议在某种意义上(例如,以速度为目标)通常是好的,但在其他目标上做出了妥协。他们经常以贪婪的方式产生想法:从看起来重要的东西开始,然后用剩下的空闲槽和角色凑合着用。这一过程的结果很大程度上取决于选择顺序和每个理由的主观权重,这在角色和利益相关者之间可能存在巨大差异。

我们的第一个任务是解释组合方法如何帮助解决如此复杂、多标准的问题。相比特别的设计,用可量化的客观指标来表述问题,允许算法同时考虑所有的目标并探索所有可能的解决方案。它还允许涉众为任务的许多参数分配可理解的权重,允许对他们的优先级进行精确控制。此外,客观指标可以单独评估手工更改的效果;基于无法形式化的主观标准的设计决策留有余地。

我们构建了一个评估工具,它复制了优化器使用的客观标准计算,并使用它快速比较不同目标的竞争布局。这让我们能够清楚地说明,逐个字符的布局设计是如何轻易地导致次优结果的。例如,评估一个使用上述目标函数的手工布局,我们发现键入特殊字符比我们最终优化的解决方案要慢47%,少48%的人体工程学,少17%的传统AZERTY相似度,这形成了新的布局的基础。


我们面临的挑战是将“促进打字和学习”等目标转化为可量化的目标功能。


在这个项目的过程中,有两个周期优化而且调整,以公众谘询方式分开图3).在此之前的九个多月,我们与委员会一起定义和迭代优化模型,制定了符合成员直觉和期望的目标函数(表1),收集文本语料库。在收集输入数据的过程中,我们与委员会成员讨论了更多的主观选择,如性格相似度,并在项目过程中不断进行调整。第一个优化这个阶段需要在优化和委员会讨论之间来回进行5个月的过程。优化器计算了许多设计问题实例的解决方案,我们将其提交给委员会,解释了输入和约束如何影响设计的各个方面。然后,成员们建议设置特定的参数或添加或删除约束(例如,在相同的键上保持大写字母和小写字母,更改字符集,或对特定文本语料库进行不同的加权)。然后我们针对这些新参数优化了新的布局。经过几次这样的迭代,委员会就布局和参数设置达成了一致,认为这是最佳的优化目标。

f3.jpg"height=
图3。项目时间:计算方法涉及所有阶段,除了公众评论,并由与利益相关者的互动和研究人员开发的各种计算方法。

然后,在第一个调整阶段,我们使用优化器来评估专家提出的手动更改。有人认为,这些调整捕捉到了目标的例外情况,例如个人的期望和偏好、文化规范或特定于人物的政治决策,这些决策在每次迭代中经常发生变化,无法正式建模。例如,在一些解决方案中,下划线的传统位置是首选的,部分原因是命名法:它被口头称为“8”(tiret杜8),因为它位于AZERTY的8键上。上述评估工具帮助我们根据4个客观标准评估这些角色移动或交换的结果。因此,委员会可以就调整之间的权衡做出更明智的决定。这就产生了第一个发布候选版本。

2017年6月,该布局向公众展示,根据AFNOR的标准程序,公众有1个月的时间对拟议的标准做出回应,并提出意见和建议。提交的答复数量空前(超过3 700份),其中包括许多建议。在一些问题上,反馈意见存在很大分歧,比如与计算机编程相关的字符应该受到多大的青睐,或者突出的字符应该放在哪里。委员会将反馈整理成主题,并试图确定一致同意的主题。在某些情况下,对立的双方没有明显的多数。例如,一些人坚持从布局中删除所有预先标记的字符(例如,é à ç),以使其他字符更容易访问,因为前者可以使用组合重音输入,而另一些人则主张直接访问更多预先标记的字母。共识本身也很难评估:一小部分人认为数字应该在没有Shift修饰符的情况下可访问,但不清楚剩下的所有评论是否都是积极的、中立的,甚至是否考虑过保持它们“移位”。在这种情况下,委员会参考了文化部声明的目标以及专家对可用选项的意见:我们文本语料库中的数字比一些最常用的重音字符要少得多,而且从传统的AZERTY变化被认为太大。

评论中的一致趋势直接导致了优化模型、它的输入或参数的更新:从初始集合中添加或删除字符;在直觉性标准中增加了一些关联,并更新了标准和语料库的权重。硬约束被添加到优化器中,例如将开始和结束字符对(例如,[]{}""«»)放在同一行的连续键上,并使用相同的修饰符。最后,@和#的位置被固定在更容易进入的插槽中,已经在其他的AZERTY布局中使用了。

第二个周期随后开始,包括一个(7个月)优化(4个月)调整阶段,类似于上面描述的。

图4总结了我们将计算方法集成到法语键盘标准化的方法,并绘制了我们开发的交互关系图。我们的优化工具提出了解决方案,并可以用于评估建议,这使我们能够有效地探索非常大的设计空间。另一方面,专家们控制目标的定义、设置权重和调整输入数据。他们使用优化设计来探索解决方案的空间,并调整计算布局,以考虑隐性标准,如政治目标和文化规范。评估工具可以用来研究相互冲突的观点的结果,例如,通过快速检查当角色移动时客观分数的变化。同时,双方都收到了来自公众的评论,公众的期望和愿望导致专家质疑他们的假设和标准,并直接实现为优化模型中的权重和约束定义的更改。

f4.jpg"height=
图4。我们的参与式优化过程示意图,其中标准化委员会的专家为优化器定义目标和输入,优化器反过来提供具体的布局,并伴随着质量反馈(性能和直观等)。这一过程是由公众的反馈所决定的。

总之,应用已建立的优化方法的定制工具允许快速迭代和可解释的结果,并提供监视工具,使涉众能够测试和评估他们的想法对每个可度量的客观目标的影响,产生透明的结果。通过使用计算工具进行多次迭代,我们将客观和主观标准进行加权和细化,从而得到最终的布局。这需要尽可能地以事实为依据,并考虑到不仅是各种专家的意见,还有新标准的主要对象——大众的意见。

回到顶部

新法语键盘标准

结果如图所示图5 b,使键入法语更容易,并允许访问更大的字符集。尽管问题的计算复杂性,我们能够提出一个解决方案,我们可以计算验证它是在1.98%的最佳可实现设计的总体目标函数和参数的最终选择表1.这意味着它要么是最优的,要么是次优的,最多比未知的最优设计差1.98%。13这个解决方案被作为设计基础,委员会在此基础上又增加了24个更罕见的字符。为了适应这些,我们进行了手动修改,并在局部优化布局的直观性。所有的决定都由我们的评估工具通知,允许委员会精细地控制对最初四个目标的每个手动更改的结果。

f5.jpg"height=
图5.AZERTY和新的标准化布局的比较。设计问题中包含的字符以粗体和颜色显示。用红色标记的是死键,需要在产生符号之前按下一个后续键(用于访问非法语拉丁字符、希腊字母和货币符号的变符号符号和模式键)。

新的布局允许直接输入超过190个特殊字符,比当前AZERTY的47个字符有了显著增加。c它允许访问法语中使用的所有字符,而不依赖于软件端更正。经常使用的法语字符不需要任何修饰符(é、à、«、»等等)就可以访问,或者直观地放置在用户可以预期的位置(例如o键上的)。所有重音大写字母(包括À和É)都可以直接输入,也可以使用死键。主布局提供了近60个在AZERTY中不可用的字符,用于输入数学、语言学、经济学、编程和其他领域使用的符号。一些通常有其他用途的编程字符被赋予了更突出的槽位;例如,/在没有修饰符的情况下可以访问,\在同一个键上,但在一个移位的槽中。根据上述指标,传统AZERTY中已经存在的特殊字符的输入性能和人体工程学分别提高了18.4%和8.4%,尽管新的布局必须容纳额外的60个字符。

键盘提供了三层通过特殊模式键访问的附加层。它们专门用于法语中不使用的欧洲字符(通过Alt+H中的Eu键)图5 b)、货币符号(通过¤+ Alt+F)和希腊字母(通过Alt+G's μ),总共超过80个额外的字符。它们的位置超出了优化过程的范围,在我们的文本语料库中几乎不存在。

尽管它有许多变化,但布局保持了与传统AZERTY的相似性,使用户的转换变得简单。在先前可用的45个特殊字符中,8个保留了原来的位置,12个移动了不到3个键。特别是,经常使用的字符被保存在原来的位置附近。例如,最常见的特殊字符(é)并不位于平均最快访问的位置(我们的研究中是B07),但由于相似性,它停留在E02,尽管保持了良好的性能。许多标点字符(槽B7-B10)被优化器轻微移动,以更好地反映字符和字符对的频率(参见表2),尽管仍然停留在键盘的预期区域。将最终设计与基于我们目标功能的AZERTY进行比较,我们可以看到所有较大的角色移动都有明确的理由,无论是更好的性能,人体工程学,发现性还是一致性。最值得注意的是,将括号和方括号等成对字符更紧密地放在一起,这是公众谘询的直接结果。

最后,大量的工作用于形成字符的语义区域,例如数学字符(C11-D12和B12)、通用货币符号(C02-D03)或引号(E07-E11)。许多这样的分组都是在优化过程中出现的,这要归功于直觉目标。另一些则是由于委员会决定将语义分组的优先级高于性能或人体工程学(例如,遵循数学字符的计算器隐喻)时的手动更改造成的。与传统的AZERTY相比,直觉评分提高了4倍以上(434.4%)。

沟通和采用。我们无法预测新标准的成功,也无法预测用户将以多快的速度适应它。由于是自愿的,它的发布对用户和制造商没有约束力。然而,我们可以报道第一个感兴趣的指标,以及法国文化部推动新布局的计划。

至少有两家制造商开始生产按照新标准刻字的实体键盘,其中一款已于2019年底上市。我们还被告知,微软将为Windows 10集成一个官方驱动程序。重要的是,为了推广新键盘的使用,法国文化部宣布,他们将更换所有员工的键盘。我们还收到了许多人的电子邮件,他们都想编写自己的键盘驱动程序和键贴,这样他们和其他人就可以在它被有效商业化之前使用这个布局。仅仅在该标准发布几个月后,Mac OSX、Windows 10和Linux上就有了几个驱动程序;有些在我们的网页上列出了。d这些措施表明了在全国范围内采用的意愿和潜力。

为了告知用户并鼓励公众接受,我们在网上发布了键盘的交互式可视化,d人们可以在这里探索,发现新的布局,并了解其背后的原因。在2019年4月2日正式发布后的一周内,该标准的页面浏览量超过7.48万次,在标准发布5个月后,该标准的浏览量超过12.2万次。对于那些对更详细的细节感兴趣的人,我们还发布了一份法语和英语的开放获取文件,用通俗的语言解释了我们方法的本质。819这详细说明了各种语料库和权重在计算和委员会后来的审议中所产生的影响。

回到顶部

知识和前景

键盘的设计事关经济、社会甚至医学利益。然而,就像大多数涉及软件的复杂工件一样,它们是通过层层叠加而演化的。大多数键盘布局都是几十年前或更早前设计的。为了应对从编程到社交媒体等语言用途的变化,他们通过在未使用的键盘插槽中添加字符来逐步发展。缺乏适当的布局标准会对这些语言的保存和发展产生负面影响。事实上,令人惊讶的是,世界上使用最多的一些语言21没有任何政府批准的键盘标准:旁遮普语(10th)、特拉古语(15th)和马拉蒂(19岁)th).

类似地,虚拟(软件)键盘大多遵循一致的字母数字字符标准,但特殊字符可能是公司特有的,差异很大。计算设计方法可以帮助监管机构提高质量,更快地对计算和语言的变化做出反应,甚至在需要时“动摇”设计。这里提出的优化方法和工具可以应用于其他语言和输入法(例如,触摸屏),并适应输入数据和相应的权重。

对于键盘和其他设备,我们相信计算方法的许多潜力仍然没有被开发出来。算法的力量在于它们解决问题的能力。他们可以探索设计空间,获得难以通过直觉或试错找到的建议。这一元素在当今的主流交互设计中经常缺失,这将新设计的生成留给了人类。

然而,法语键盘的案例揭示了将计算方法集成到大型多方利益相关者设计项目中的重要挑战。从一个定义良好的优化问题开始,我们的方法演变成一个可以称为参与优化.这是受参与式设计的启发,参与式设计起源于工会,是一种旨在民主包容利益相关者的共同设计方法。23平等代表权和解决冲突是两个关键目标。对于这样的优化,必须将涉众聚集在一个级别上,在这个级别上,他们可以交互地、迭代地相互通知和影响,直接与优化器和模型合作,以达成良好的解决方案。

人们对采用主动将用户纳入优化过程的方法的优化研究越来越感兴趣。然而,参与式优化的概念超越了以前的努力,即简单地开放搜索和模型构建过程,供最终用户输入。18它特别关注在过程的每个步骤中包括涉众,对此最先进的优化方法提供有限的支持。法语键盘的案例揭示了未来工作的4个特别重要的途径,以使利益相关方积极参与而且优化器在迭代的以人为中心的设计过程中支持计算方法(见表3).

t3.jpg"height=
表3。根据我们在设计法语键盘标准时使用组合优化的经验,确定了在大型设计项目中改进计算方法使用的机会。

我们设想这样的演示是我们在算法研究中令人鼓舞的以人为本的新目标的建立。考虑算法的互动性和参与性属性也为新的、重要的社会用途打开了新的问题和路径。我们能在多大程度上停止、改进和恢复一个算法?我们能否以不同的方式定义任务实例并保留一些变量?我们能否有意义地可视化搜索场景,或者从交互中学习“主观功能”?我们是否可以在互动设计环节中使用快速近似来代替成熟的求解器?我们相信,当从参与式的角度进行设计时,算法不仅可以更直接地支持解决问题,还可以考虑多个角度,进行改进,并了解问题。

本文中给出的代码和数据都是有文档记录的,并且是开源的,e此外还有为任何语言优化布局的说明。

uf1.jpg"src=
数字观看作者在独家报道中讨论这项工作通信视频。//www.eqigeno.com/videos/azerty-ameliore

回到顶部

参考文献

1.伯特西马斯,D。线性优化导论, 1经济日报。雅典娜科学公司,贝尔蒙特,马萨诸塞州,美国,1997年。ISBN 1886529191。

2.Burkard, r.e., Offermann, D.M.J. Entwurf von Schreibmaschinentastaturen mittels quadratischer zuordnungs问题。Zeitschrift für Opt. Res. 21, 4 (1977), b121-b132。

3.Burkard, r.e., Karisch, s.e., Rendl, F. Qaplib -一个二次分配问题库。10 . J. Global Optim4(1997年6月),391-403。ISSN 0925 - 5001。doi:10.1023 /: 1008293323270http://dx.doi.org/10.1023/A:1008293323270

4.DGLFLF。在语言上雇佣最高法院的和睦关系française.政府报告,2015年。http://www.culture.gouv.fr/Thematiques/Langue-francaise-et-langues-de-France/La-DGLFLF/Nos-priorites/Rapport-au-Parlement-sur-l-emploi-de-la-langue-francaise-2015.从Délégation générale à la languue française et aux langues de France的Ministère de la Culture et de la Communication。在法国。

5.DGLFLF。这是我们的标准française我们的信息.政府出版,2016年。http://www.culture.gouv.fr/Thematiques/Langue-francaise-et-langues-de-France/Politiques-de-la-langue/Langues-et-numerique/Les-technologies-de-la-langue-et-la-normalisation/Vers-une-norme-francaise-pour-les-claviers-informatiques.从Délégation générale à la languue française et aux langues de France的Ministère de la Culture et de la Communication。在法国。

6.费特,点优化文本输入的赋值问题。博士论文,阿尔托大学,2018。http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-8016-1

7.Feit, a.m., Weir, D, Oulasvirta, A.我们如何打字:日常打字中的动作策略和表现。在2016年计算系统中的人为因素CHI会议论文集(CHI的16,2016)。ACM,纽约,纽约,美国,4262-4273。ISBN 978-1-4503-3362-7。doi:10.1145/2858036.2858233http://doi.acm.org/10.1145/2858036.2858233

8.菲特,上午,南塞尔,M.,韦尔,D.,贝利,G.,约翰,M.,卡伦鲍尔,A., Oulasvirta, A.。Élaboration de la disposition AZERTY modernisée.技术报告,Inria,里尔,法国,2018。https://hal.inria.fr/hal-01826476

9.散货船调度交互式优化系统。导航。逻辑学家>,36, 1(1989), 27-42。

10.关于二次分配问题。离散的达成。数学。5, 1(1983), 89-98。ISSN 0166 - 218 x。doi:http://dx.doi.org/10.1016/0166 - 218 x (83) 90018 - 5http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0166218X83900185

11.Gajos, K. Weld, D.S.界面优化的偏好启发。在十八人会议记录th用户界面软件和技术ACM年度研讨会(2005), ACM,纽约,纽约,美国,173-182。

12.ISO / IEC 9995 - 1。信息技术。文字和办公系统用键盘布局。第1部分:有关键盘布局的一般原则.标准,国际标准化组织,日内瓦,瑞士,2009年10月。

13.李国强,李国强。二次分配问题的动态稀疏化。在数学优化理论与运筹学“,.M. Khachay、Y. Kochetov、P. Pardalos主编。施普林格国际出版,中国,2019,232-246。ISBN 978-3-030-22629-9。

14.Jokinen, J.P.P, Sarcar, S., Oulasvirta, C. Silpasuwanchai, Wang Z, Ren, X.新键盘布局的建模学习。在2017年计算系统中的人为因素CHI会议论文集(CHI '17, 2017), ACM出版社,纽约,美国,4203-4215。ISBN 9781450346559。doi:10.1145/3025453.3025580http://dl.acm.org/citation.cfm?doid=3025453.3025580

15.李晓明,李晓明,李晓明,陈晓明,李晓明。转向机分类的交互式优化。在计算机系统中的人为因素SIGCHI会议论文集(CHI '10, 2010), ACM,纽约,纽约,美国,1343-1352。ISBN 978-1-60558-929-9。doi:10.1145/1753326.1753529http://doi.acm.org/10.1145/1753326.1753529

16.Karrenbauer, A., Oulasvirta, A.整数编程对键盘优化的改进。在27国会议记录th用户界面软件和技术ACM年度研讨会(UIST '14, 2014), ACM,纽约,纽约,美国,621-626。ISBN 978-1-4503-3069-5。doi:10.1145/2642918.2647382http://doi.acm.org/10.1145/2642918.2647382

17.李,P.U-J。,Zhai, S. Top-down learning strategies: can they facilitate stylus keyboard learning?Int。60 . c5-6(2004年5月),585-598。ISSN 1071 - 5819。doi:10.1016 / J.IJHCS.2003.10.009http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1071581903001794

18.梅ignan, D, Knust, S, Frayret, J-M。,Pesant, G., Gaud, N. A review and taxonomy of interactive optimization methods in operations research.ACM反式。交互。智能。系统2015年9月,5(3):17:1-17:43。ISSN 2160 - 6455。doi:10.1145 / 2808234.URLhttp://doi.acm.org/10.1145/2808234

19.NF 71 - 300 Z。用户界面。办公室用法语键盘布局.标准,AFNOR, 2019a。

20.NF 71 - 300 Z。界面使用-配置的键盘官僚français.标准,AFNOR, 03,2019b。

21.帕克瓦尔,M. Världens 100 största språk 2007。Nationalencyklopedin, 2007年。http://www.ne.se/

22.三角不等式二次分配问题多项式启发式的性能比。③。4卷。, 5(1986), 231-234。ISSN 0167 - 6377。doi:10.1016 / 0167 - 6377 (86) 90007 - 6http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0167637786900076

23.西蒙森(J.)、罗伯逊(T.)劳特利奇国际参与式设计手册.劳特利奇,纽约,纽约,美国,2012。

24.Yassi, A.重复性劳损。《柳叶刀》349年9056(1997年3月)943-947。doi:10.1016 / s0140 - 6736 (96) 07221 - 2http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140673696072212.稿件已提交给ACM

回到顶部

作者

安娜玛丽亚·费特feit@cs.uni-saarland.de)是德国萨尔大学的教授。这项研究是由瑞士阿尔托大学和苏黎世联邦理工学院的一名研究人员完成的。

马修Nancel是Inria Lille-Nord Europe洛基研究小组的研究科学家;法国里尔。

马克西米利安约翰他是德国马克斯普朗克信息学研究所的研究员,网址是Saarbrücken。

Andreas总裁他是马克斯普朗克信息学研究所的高级研究员。德国萨尔布吕肯

Daryl堰是阿尔托大学的研究员。埃斯波,芬兰。

Antti Oulasvirta是芬兰埃斯波阿尔托大学的副教授。

回到顶部

脚注

一个。https://bit.ly/32ZGnQh

b.评价和语文资源分配机构;看到http://www.elra.info/en/about/elda/

c.不包括可以使用死键创建的重音字符,例如+ I = Î。

d。http://norme-AZERTY.fr/

e。http://norme-AZERTY.fr


©2021 0001 - 0782/21/2 ACM

允许为个人或课堂使用部分或全部作品制作数字或硬拷贝,但不得为盈利或商业利益而复制或分发,且副本在首页上附有本通知和完整的引用。除ACM外,本作品的其他组件的版权必须受到尊重。允许有信用的文摘。以其他方式复制、重新发布、在服务器上发布或重新分发到列表,都需要事先获得特定的许可和/或费用。请求发布的权限permissions@acm.org传真(212)869-0481。

数字图书馆是由计算机协会出版的。版权所有©2021 ACM, Inc.


评论


CACM管理员

[以下信件和回应发表在2021年8月出版的《致编辑的信》(//www.eqigeno.com/magazines/2021/8/254319)中。]
——CACM管理员]]

作为一名UX专业人士,我怀着兴趣阅读了《AZERTY amlior: Computational Design ona National Scale》(通信,2021年2月)这篇文章。我赞扬作者在文章中进行了深入的研究,并出色地使用了图表和摘要。作者专注于将“促进打字和学习”等目标转化为可量化的目标函数。我错过了关于重新设计如何影响真实用户的性能和满意度的客观信息。我还想知道作者从键盘的可用性测试中学到了什么,这在以用户为中心的设计中是不可避免的。在我对以用户为中心的设计的理解中,用户不应该只参与到公众评论阶段,而应该贯穿整个开发过程。我欢迎对可用性进行算法优化,但我建议算法永远不要取代真正的用户参与。

罗尔夫Molich
丹麦

作者的回应:

我们同意用户参与很重要。正如我们所描述的,不同的利益相关者参与到设计过程中,煞费苦心。此外,严格的实证研究是我们的目标函数所使用的模型的基础。键盘通常不是在“可用性测试”中评估的,而是在严格控制的转录任务中评估的。从历史上看,由预测模型做出的预测,例如我们的优化器的基础模型,与经验测量非常一致(见Zhai等人(2))。

Antti Oulasvirta,代表合著者
丹麦

引用:
(2)。翟,S.等。虚拟键盘性能优化。人机交互17,2-3(2002),229269。


显示1评论

登录为完全访问
»忘记密码? »创建ACM Web帐号
文章内容:
Baidu
map