One-key Keyboard: A Very Small QWERTY Keyboard Supporting Text Entry for Wearable Computing

Abstract

상용화된 웨어러블 컴퓨팅용 문자입력장치 중 팔목에착용하는 키보드가 많은데 대부분 소형화를 위해 키 수를 줄이는 방식을 택하고 있다. 하지만 충분한 착용성 확보를 위해 키보드의 키 수를 대폭 줄일 경우 보통 문자당 키입력수(KSPC)가 증가하기 때문에 입력효율이 저하되고 학습을 위해 부가적인 노력이 요구되는 등 우수한 웨어러블 키보드를 개발하는데 있어 착용성과 사용성이 상충하는 문제상황에 직면하게 된다. 본 연구는 이런 문제를 해결하기 위해 키 간격을 줄여 극적으로 키보드를 소형화할 수 있는 방법을 탐색하였다. 일련의 실험을 통해 키 간격 7mm인 키보드의 경우 물리적 폼팩터차원에서 착용성과 사회적 수용성이 충분히 긍정적이고 문자입력속도가 3세션 평균 15.0WPM 정도의 가능성 있는 결과를 도출했다. 하지만 수동적인 촉각 피드백과 입력에 대한 충분한 시각적 피드백의 부재가 문자입력수행도를 저하시킨다는 실험참가자들의 지적에 따라 원키 키보드라는 개념을 제안하였다. 전통적인 키보드의 경우 하나의 키에 하나의 문자가 할당한다. 반면 원키 키보드의 경우는 $70mm{\times}35mm$ 사이즈의 단일 키 위에 10*5배열의 QWERTY 키보드 문자배열을 모두 표시하였다. 따라서 일반적인 키보드와는 달리 키 판에서 어떤 문자를 입력했는지 키 입력 순간 손가락의 위치를 센싱하여 해당 문자를 계산하도록 하였다. 원키 키보드에 대한 입력효율 평가를 통해 5세션 평균 18.9WPM의 입력속도와 6.7%에러율을 기록했으면 최고 24.5WPM을 기록했다. 실험결과를 통해 본 연구에서 제안한 원키 키보드는 웨어러블 컴퓨팅 환경에서 착용성, 사회적 수용성, 입력효율성, 학습용이성 등의 상충적 요소에 대한 적절한 절충점을 제시하는 가능성 있는 문자입력장치로 평가되었다. 【Most of the commercialized wearable text input devices are wrist-worn keyboards that have adopted the minimization method of reducing keys. Generally, a drastic key reduction in order to achieve sufficient wearability increases KSPC(Keystrokes per Character), decreases text entry performance, and requires additional effort to learn a new typing method. We are faced with wearability-usability tradeoff problems in designing a good wearable keyboard. To address this problem, we introduced a new keyboard minimization method of reducing key pitch. From a series of empirical studies, we found the potential of a new method which has a keyboard with a 7mm key pitch, good wearability and social acceptance in terms of physical form factors, and allows users to type 15.0WPM in 3 session trials. However, participants point out that a lack of passive haptic feedback in keying action and visual feedback on users' input deteriorate the text entry performance. We have developed the One-key Keyboard that addresses this problem. The traditional desktop keyboard has one key per character, but the One-key Keyboard has only one key ( $70mm{\times}35mm$ ) on which a 10*5 QWERTY key array is printed. The One-key Keyboard detects the position of the fingertip at the time of the keying event and figures out the character entered. We conducted a text entry performance test comprised of 5 sessions. The participants typed 18.9WPM with a 6.7% error rate over all sessions and achieved up to 24.5WPM. From the experiment's results, the One-key Keyboard was evaluated as a potential text input device for wearable computing, balancing wearability, social acceptance, input speed, and learnability.】