合作性姿态中的主体感：层级角色的影响

《International Journal of Human-Computer Studies》：Sense of agency in cooperative gestures: The effect of hierarchical roles

合作手势研究揭示平等型与领导型用户保持代理感，而跟随者因角色被动导致代理感下降，需在多用户界面设计中平衡角色分配对用户体验的影响。

　　

Xinpei Zheng | Olivier Chapuis | Oriel Grynszpan

巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心（CNRS），LISN，奥赛，91405，法国

摘要

协作手势是由多个用户执行的动作，旨在促进在大型交互式表面（如桌面）上的协作。尽管先前的研究表明这些手势能够提升用户体验，但它们忽略了用户体验的重要方面，特别是用户的能动性感知。本文探讨了两种类型的协作手势：（i）平等型，其中两个用户具有相同的角色；（ii）层级型，其中一个用户（领导者）主导行动，另一个用户（追随者）跟随领导者的动作。在用户实验中，我们通过测量参与者的能动性感知（使用意图绑定和控制判断）来评估这些类型的协作手势。结果显示，追随者的能动性感知有所下降。相比之下，领导者和平等型角色的用户在隐性的感觉运动层面上保持了他们的能动性。最后，我们讨论了这些发现对设计的影响。

引言

协作手势（简称co-gesture）是人类计算机交互（HCI）和协作技术中的关键元素。根据Morris等人（2006）的定义，协作手势是指系统将多个用户的动作解释为单一组合命令时的交互。虽然这些交互有时会牺牲效率，但预计它们能够促进用户之间的协作、沟通和意识（Morris等人，2006）。研究已经在多种情境中探索了协作手势，例如移动多显示器环境（Lucero等人，2011）、远程虚拟现实系统（Fleury等人，2012）、桌面（Morris等人，2006）或墙式显示器（Liu等人，2017）。

当前的研究旨在为多用户界面（MUI）的设计和理解做出贡献，与传统单用户设置不同，MUI能够处理并发输入（Rule和Forlizzi，2012）。MUI的成功归因于“对他人的行动和意图的高度感知”以及“对界面的高度控制”（Yuill和Rogers，2012）。MUI的输入方法设计面临独特挑战，包括保持对协作者活动的感知（Rule和Forlizzi，2012）。在Park等人（2018）的研究中，引入了协作手势作为一种协调联合行动的机制。Morris等人（2006）展示了像“传递照片”这样的协作手势如何使用户能够在共享显示器上协作操作内容而不会相互干扰。此外，后续研究表明，协作手势可以减少大规模环境中的身体负担，并通过要求用户之间的精确时间和空间协调来鼓励紧密的协作策略（Liu等人，2016；2017）。然而，尽管以往的研究集中在可用性和效率上，但用户体验的关键方面——特别是在这些协作交互中用户的能动性感知——仍然缺乏探索。

协作手势提供了一个机会来研究用户的能动性感知如何受到协作的影响。在协作手势中，用户通常扮演互补的社会角色——例如领导者和追随者或平等型伙伴——感知到的控制差异可能会出现，这可能会影响协作质量。例如，Morris等人（2006）描述了一种在大型显示器上的传递照片的协作手势，他们称之为“拉动”手势：第一个用户用平手的边缘瞄准照片。这会导致手势方向上的照片闪烁，然后第二个用户用手指点击其中一张照片来明确第一个用户的选择。被选中的照片随后会滑向第一个用户。在这个协作手势中，第一个用户对结果有更多的控制权，而第二个用户的动作选择受到第一个用户的限制。因此，这种协作手势隐含地引入了一种层级化的社会结构。另一个引人注目的例子是“投掷和接住”协作手势，它为单一用户的拖放手势增加了多用户功能（Liu等人，2017）。它可以被视为拖放手势的扩展，但适用于大型显示器，并且两个用户相距较远：一个用户将图形项投向另一个用户，后者接住它。使用墙式显示器的用户发现这种协作手势高效、易于使用，且比长时间拖动项目更省力（Liu等人，2017）。然而，这种新的协作形式如何影响他们的能动性感知，从而影响他们的参与度，这个问题尚未得到解决。

研究人员制定了分类法来描述用户在协作手势中的体验多样性（Marques等人，2022；Morris等人，2006）。这些分类法包括了与用户之间社会关系相关的标准。例如，Morris等人（2006）考虑了用户之间偏好的距离（ proxemics）。除了这些分类法之外，一系列定性CSCW（计算机支持的协作工作）研究从更社会和情境的角度探讨了围绕共享显示器的协作交互。这些工作强调了 proxemics 和身体排列如何塑造交互（Ballendat等人，2010），领土行为如何在共享工作空间中出现（Scott等人，2004；Peltonen等人，2008），以及手势如何在现实世界的环境中展开（Hinrichs和Carpendale，2011）。尽管一些分类法提到了用户群体的层级社会结构作为一个相关维度（Marques等人，2022），但这些角色结构对个别用户的认知和体验后果，特别是在能动性感知方面的影响，仍不太清楚。本研究的目标是填补这一知识空白。

用户在使用协作手势时的体验在很大程度上取决于他们在这种交互中的参与感，而后者又取决于他们与伙伴的互动程度。除了与数字系统的互动方式外，这些系统的设计者还需要考虑协作用户之间的关系及其对交互质量的影响。

在这项研究中，我们比较了三种社会角色——平等型、领导者和追随者——在执行简单协作手势时用户的能动性感知。我们使用桌面上的协作任务作为示例场景来测试协作手势。我们通过问卷调查明确测量了用户的能动性感知，并通过意图绑定隐式测量了能动性感知。如下所述，意图绑定是指感知时间受到能动性调节的现象。我们的发现为MUI的设计提供了见解，揭示了社会角色分配及其对用户体验的影响。从设计角度来看，我们的结果表明，多用户界面中的协作手势设计不仅应考虑协调和任务效率（例如，Rule和Forlizzi，2012；Yuill和Rogers，2012），还应考虑角色结构化交互技术的认知后果，特别是它们对用户能动性感知的影响。

此外，以往的CSCW研究主要集中在桌面和多用户环境中的交互技术如何结构化协作，例如协作耦合和个体工作与联合工作之间的转换（Tang等人，2006），以及用户之间的控制和权力分配（Gutwin和Greenberg，1998；Homaeian等人，2018）。本研究通过考察用户如何体验这些角色结构化的交互（就他们的能动性感知而言）来补充这一研究方向。通过结合明确的判断和基于意图绑定的隐式测量，我们的研究提供了对协作手势的认知层面视角，这在之前的桌面研究中很大程度上被忽视了。

本文的其余部分安排如下。首先，我们描述了认知科学中关于能动性感知、意图绑定和联合行动的背景和相关工作。然后，我们介绍了我们的用户研究，报告了结果，并根据相关发现（特别是来自认知科学的发现）讨论了这些结果。最后，我们讨论了这些发现对设计的影响。

部分摘录

能动性感知和意图绑定

能动性感知是指对自己行为及其在外部世界中的效果的归属感和控制感（Haggard，2017；Gallagher，2000）。对自己行为外部后果的控制感增强了执行的动机（Eitam等人，2013）。因此，能动性感知对用户在HCI中的参与度至关重要。

能动性感知对HCI的重要性正在得到认可（Bergstr?m等人，2022；Bennett等人，2023；Limerick等人，2014）。对于

方法

为了研究层级社会结构对协作手势的潜在影响，我们设计了一个实验，比较了在不同层级社会结构条件下执行相同协作手势的用户对的能动性感知。以下用例启发了实验任务：假设两个大型显示器的用户希望协作将散布在屏幕上的项目放入一组文件夹中。如果一个用户被分配了拾取项目的角色，而

结果

我们使用R版本4.3.3分析数据（R核心团队，2021）。IB是通过时间估计误差来评估的，该误差是通过从参与者的估计时间间隔中减去实际时间间隔（600毫秒或800毫秒）计算得出的。因此，较低的时间估计误差意味着更强的IB效应。由于时间间隔的持续时间不是感兴趣的变量，600毫秒和800毫秒时间间隔的时间估计误差被合并成一个独特的数据集。

讨论

本研究调查了在执行共享数字显示器上的协作手势时，用户对的合作结构的影响。它比较了被分配为领导者、追随者和平等型角色的用户的显性和隐性能动性感知。显性水平是通过要求参与者判断自己的能动性和伙伴的能动性来评估的。隐性水平的测量基于IB范式，即协作手势之间的延迟时间估计误差

结论

我们可以从我们的研究结果中为共享数字环境的设计者提出建议。其主要信息是，涉及用户之间层级的协作手势在某些特定情况下可能对用户体验有害，特别是在我们需要用户跟随伙伴引导的情况下。这里的实验表明，层级结构化的协作手势可能会降低担任追随者角色的用户的能动性感知。

CRediT作者贡献声明

Xinpei Zheng：写作——审稿与编辑，撰写初稿，软件，方法论，调查，形式分析，数据管理，概念化。Olivier Chapuis：写作——审稿与编辑，撰写初稿，可视化，验证，监督，软件，资源，项目管理，方法论，调查，形式分析，数据管理，概念化。Ouriel Grynszpan：写作——审稿与编辑，撰写初稿，可视化，验证，

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文报告的工作。

致谢

这项研究得到了法国政府的资助，由国家研究机构（ANR）管理，包括：（i）France 2030计划资助ANR-22-EXEN-0002（PEPR eNSEMBLE / CATS）；（ii）未来投资计划资助ANR-21-ESRE-0030（CONTINUUM）；以及（iii）合作研究项目资助ANR-21-CE33-0022（InterPlay）。