Navigation using the haptic feedback of a mobile phone and a smartwatch

Majidi, Paria (2022). Navigation using the haptic feedback of a mobile phone and a smartwatch. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

The value of using navigation applications is clear. However there is room for improvement in the User Experience of these applications. One main problem is the necessity of looking at a device’s screen to follow directions. Using vision to find a path causes problems and difficulties, especially for people who are visually impaired or blind. Currently, there are other ways to tackle this problem, such as using touch and audition. Using sounds to show directions, however, can be problematic, especially in crowded places. Current touch feedback is not the best solution either because different directions are shown on one device with rhythms and patterns that users need to memorize. Cognitive overload, a long time to react, and more mistakes in distinguishing the directions are possible downsides.

In this study, we propose new ideas for showing directions with haptic feedback that do not have the same problems as current solutions. Instead of using only one device, we combined multiple haptic devices to design haptic directional cues that are easier to understand and distinguish. More specifically, we used a smartwatch as an additional device to a mobile phone. Users could feel vibrations from each or both devices. We used two C-2 tactors instead of the actual devices to develop and validate the solution. One of the tactors was placed in the participant’s pocket, and the other one was placed on their wrist.

We had two main strategies to show directions. The first strategy is called Implicit. In this strategy, only one of the two devices vibrates simultaneously. The direction is indicated by the device’s position relative to the other one. The second strategy is called Explicit. In this strategy, a sequence of vibrations starts from one device and moves to the other. The direction of this movement indicates in which direction they should go. We also compared these two strategies with another one that is inspired by the directional haptic feedback used in a commercial smartwatch, which we will call Symbolic.

We ran 3 experiments. In each experiment, we changed some variables. In the first experiment, the goal was to see which of the suggested directional cues are easier to understand when there is no training. In the second experiment, we trained participants and compared Symbolic directional cues with Explicit and Implicit cues. In the last experiment, we added variables to make the situation closer to the real world, such as distractions and haptic notifications.

The experiments showed that our suggested directional designs using two devices work better than Symbolic cues. Also, the Explicit directional cues work best to make the directions distinguishable from other typical notifications. Although the suggested designs are easy to understand, instructions are still necessary to make sense of them.

Titre traduit

Navigation à l’aide du retour haptique d’un téléphone portable et d’une montre intelligente

Résumé traduit

L’apport des applications de navigation est clair. Cependant, il est encore possible d’améliorer l’Expérience Utilisateur de ces applications. Un problème principal de ces applications de navigation est la nécessité de regarder l’écran de l’appareil pour suivre une direction sur la carte. Cependant, utiliser le sens de la vue pour trouver son chemin peut causer certains problèmes et difficultés, particulièrement pour les personnes malvoyantes. Actuellement, plusieurs solutions existent pour résoudre ce problème comme utiliser les sens du toucher ou de l’ouïe. Utiliser les sons pour montrer une direction peut cependant être problématique, particulièrement dans les lieux bondés. Le retour haptique utilisé couramment n’est pas non plus la meilleure solution. En effet, les différentes directions sont montrées avec un seul appareil avec plusieurs rythmes et motifs et l’utilisateur a besoin de les mémoriser. La surcharge mentale, le temps de réaction et des erreurs dans distinction des directions peuvent être certains inconvénients.

Dans cette étude, nous proposons de nouvelles idées pour montrer les directions avec un retour haptique qui n’a pas les mêmes inconvénients que les solutions actuelles. Au lieu d’utiliser un seul appareil, nous avons combiné plusieurs appareils haptiques pour concevoir des indices directionnels plus faciles à distinguer et comprendre. À cette fin, nous avons utilisé une montre intelligente comme appareil additionel au téléphone mobile. Les utilisateurs peuvent sentir les vibrations dans chacun des appareils. Nous avons utilisé deux tacteurs C-2 au lieu de véritables appareils afin de développer et valider notre solution. Un des tactors était placé sur la poche du participant et l’autre était placé sur son poignet.

Nous avions deux stratégies pour montrer les directions aux utilisateurs. La première stratégie est appelée Implicite. Dans cette stratégie, les participants ressentent une vibration uniquement sur un côté du corps (gauche ou droit). La vibration a lieu dans la partie du corps correspondant à la direction que les utilisateurs devraient suivre. La seconde stratégie est appelée Explicite. Dans cette stratégie, une séquence de vibrations commence dans un appareil et se déplace vers l’autre appareil. La direction de ce mouvement indique la direction que les utilisateurs devraient suivre. Nous avons aussi comparé ces deux stratégies avec une troisième stratégie, appelé Symbolique, qui est inspirée du retour haptique directionnel d’une montre intelligente commerciale.

Nous avons réalisé 3 expériences. Dans chacune de ces expériences, nous avons changé certaines variables. Dans la première expérience, l’objectif était de voir quel indice directionnel fonctionnait le mieux sans entrainement. Dans la second expérience, nous avons entrainé les participants et avons comparé les indices directionnels Symboliques avec ceux Explicites et Implicites. Dans la troisième expérience, nous avons ajouté certaines variables pour rendre la situation plus proche du monde réel.

Les expériences ont montré que nos indices directionnels utilisant deux appareils fonctionnent mieux que ceux qui sont Symboliques. De plus, les indices directionnels Explicites rendent les directions plus distinguables par rapport aux notifications. Bien que nos indices soient faciles à comprendre, l’entrainement reste nécessaire.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of a master’s degree with thesis in information technology engineering". Comprend des références bibliographiques (pages 99-101).
Mots-clés libres:	retour haptique, navigation
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Lévesque, Vincent
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie des technologies de l'information
Date de dépôt:	17 sept. 2025 13:40
Dernière modification:	17 sept. 2025 13:40
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3682

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