增强现实可用性评估：一项神经信息系统研究

本研究提出了一种针对管理信息系统中新兴技术可用性测试的实验范式。该可用性测试包含了主观评价与客观评价两部分。采用移动式功能性近红外光谱成像（fNIRS）与眼动追踪眼镜进行多模态测量，解决了认知神经科学工具在真实行为实验中应用时存在的生态效度问题。

本实验操作将由我实验室的硕士研究生 Di Zhang 演示，硕士研究生 Yi Wang 将作为受试者参与。首先向受试者详细说明知情同意书内容，并请其签署知情同意书。

接下来，对参与者进行色觉测试，以确认其具有正常的颜色辨别能力。然后向参与者展示30种矿泉水品牌，并要求他们选出自己熟悉的品牌，以确保他们对实验中使用的矿泉水品牌不熟悉。随后，向参与者介绍实验流程。

使用本研究中未涉及的矿泉水品牌对参与者进行预实验，使其熟悉增强现实（AR）和网站操作。佩戴fNIRS探头时，先用皮肤准备凝胶清洁参与者的前额皮肤。用塑料薄膜包裹探头以避免汗湿环境，并使用黑色头带将探头固定在国际10-20系统规定的FP1和FP2位置。

然后用黑色头巾盖住探头。使用眼动追踪眼镜在真实世界环境中捕捉眼球运动。如有需要，可通过磁性方式将处方镜片安装在眼动追踪眼镜的头戴装置上，并确保参与者能够以矫正后的视力自由走动。

在所有参与者熟悉实验流程后，指导A组的每位参与者先进行增强现实（AR）实验，然后进行网站实验。同样，要求B组的参与者先进行网站实验，然后进行增强现实（AR）实验。确保参与者舒适地坐在椅子上，并在实验开始前静坐休息两分钟，以采集基线数据。

为测量 fNIRS 数据，打开记录软件并通过蓝牙适配器将探头连接至笔记本电脑。然后以 10 赫兹的采样频率记录受试者前额叶皮层中氧合血红蛋白浓度的变化。检查接收到的光强度和组织饱和度指数质量，以控制数据质量。

确保接收到的信号位于1%至95%之间。为测量眼动追踪，需设置眼动追踪眼镜的硬件设备。将眼动追踪眼镜的插头连接至笔记本电脑上的USB端口，然后打开录制软件，并将采样频率设置为120赫兹。

通过让受试者注视其视野中一个可识别的物体（距离0.6米）来进行单点校准。在场景视频中将十字准线光标移至该聚焦物体上，然后单击该物体。接着单击软件界面上的记录按钮以开始记录。

在参与者完成增强现实（AR）和网站任务后，向其发放可用性问卷和NASA TLX量表。实验结束后，使用70%异丙醇擦拭垫清洁探头的发射器和接收器。可用性问卷的中位数差异得分表明，参与者在AR条件下的用户体验优于网站条件下的用户体验。

眼动追踪数据显示，参与者使用增强现实（AR）时的信息搜索效率高于使用网站时。NASA TLX量表的中位数差异得分表明，与网站技术相比，AR技术导致的认知负荷更低。对平均氧合血红蛋白在AR与网站条件之间差异的fNIRS数据分析显示了认知负荷的动态变化。

排除了熟悉实验中所用矿泉水品牌的参与者，因为他们的任务表现会基于对品牌的已有认知。本研究提出了一种结合主观与客观评估的实验范式，可有效评估新兴技术的可用性。