指導老師：林憶樺學生： M99A0103 陳玫芳 M99A0207 陳宜潔

學童專用滑鼠人機介面安全研究

前言前言 電腦化的時代，不論是電腦的軟體或者是硬 體均進步快速，其中以鍵盤和滑鼠是最常被 使用的裝置，但設計不良的滑鼠卻也造就了 不少手部累積性傷害。 目前大多數數位工具仍然是採用成人電腦鍵 盤與滑鼠輸入工具，學齡期兒童無論在身體、 生理與認知上殊異於成人，學習教育冒然採 用成人電腦鍵盤與滑鼠作為輸入工具，勢必 讓學童造成不可彌補傷害。

研究目的研究目的 期望找出適合學齡兒童使用的滑鼠造型弧度、 大小、高度，讓使用者在操作滑鼠時能夠減 少手部偏移的現象，將使用滑鼠對人體所造 成的手部傷害減到最低。 另一方面希望能建立國小學童專用滑鼠之設 計準則與人機環境模式，以提供以後的設計 師作為參考。

研究方法研究方法 首先必須對操作者手部計測狀況進行深入

探討。 以 SPSS 軟體進行資料分析及檢定。 透過主觀評比的問卷調查來評估實驗應變 項是否有顯著差異。 最後經過統計運算及資料彙整。

目前使用滑鼠會發生的問題點分析目前使用滑鼠會發生的問題點分析 （ 1 ） 以手腕為支撐軸，長時間操作易造成 手部疲勞，腕部痠痛不舒服。 （ 2 ） 以腕部為支點操作時，會產生尺偏、 撓偏、背屈等問題。 （ 3 ） 手掌握持之滑鼠弧面影響手腕之偏移。 （ 4 ） 滑鼠的高度影響了手腕背屈的角度。 （ 5 ） 長時間操作時，間接產生手臂酸痛之 問題。

資料分析資料分析

性別 身高 體重 手掌長 手掌寬 大拇指球高度 小拇指球高度 手掌最低點女 平均數 146.500 38.433 158.080 83.900 37.113 31.387 25.553

個數 15 15 15 15 15 15 15

標準差 7.5143 7.3116 9.0354 4.4327 4.8666 3.6095 2.5119

最小值 132.0 29.5 140.2 77.1 28.3 23.9 22.2

最大值 159.0 55.0 172.0 95.1 43.8 37.4 31.8

總和 2197.5 576.5 2371.2 1258.5 556.7 470.8 383.3

男 平均數 147.433 39.767 159.293 86.553 38.167 31.860 26.273

個數 15 15 15 15 15 15 15

標準差 8.9898 11.0371 9.3297 5.1461 3.6914 3.3054 2.4737

最小值 134.0 27.0 140.0 77.8 32.6 28.1 22.4

最大值 162.0 72.0 174.4 97.5 44.9 40.8 33.0

總和 2211.5 596.5 2389.4 1298.3 572.5 477.9 394.1

總和 平均數 146.967 39.100 158.687 85.227 37.640 31.623 25.913

個數 30 30 30 30 30 30 30

標準差 8.1547 9.2237 9.0451 4.9083 4.2777 3.4091 2.4768

最小值 132.0 27.0 140.0 77.1 28.3 23.9 22.2

最大值 162.0 72.0 174.4 97.5 44.9 40.8 33.0

總和 4409.0 1173.0 4760.6 2556.8 1129.2 948.7 777.4

一、男童和女童敘述性統計

相關分析相關分析 學童基本資料

身高 體重 手掌長 手掌寬大拇指球高

度小拇指球高

度 手掌最低點身高 Pearson 相關 1 .661(**) .741(**) .609(**) .303 .375(*) .558(**)

顯著性 ( 雙尾 ) .000 .000 .000 .103 .041 .001

個數 30 30 30 30 30 30 30體重 Pearson 相關 .661(**) 1 .577(**) .483(**) .455(*) .631(**) .646(**)

顯著性 ( 雙尾 ) .000 .001 .007 .011 .000 .000

個數 30 30 30 30 30 30 30手掌長 Pearson 相關 .741(**) .577(**) 1 .611(**) .215 .390(*) .531(**)

顯著性 ( 雙尾 ) .000 .001 .000 .253 .033 .003

個數 30 30 30 30 30 30 30手掌寬 Pearson 相關 .609(**) .483(**) .611(**) 1 .464(**) .450(*) .655(**)

顯著性 ( 雙尾 ) .000 .007 .000 .010 .013 .000

個數 30 30 30 30 30 30 30大拇指球高度

Pearson 相關 .303 .455(*) .215 .464(**) 1 .625(**) .345顯著性 ( 雙尾 ) .103 .011 .253 .010 .000 .062

個數 30 30 30 30 30 30 30小拇指球高度

Pearson 相關 .375(*) .631(**) .390(*) .450(*) .625(**) 1 .557(**)顯著性 ( 雙尾 ) .041 .000 .033 .013 .000 .001

個數 30 30 30 30 30 30 30手掌最低點 Pearson 相關 .558(**) .646(**) .531(**) .655(**) .345 .557(**) 1

顯著性 ( 雙尾 ) .001 .000 .003 .000 .062 .001

個數 30 30 30 30 30 30 30

五隻滑鼠在三種情況下尺偏及背屈程度 T 檢定結果

單因子變異數分析 (AVOVA) 及 LSD 檢定 (1) 對平均尺偏 (a) 描述性統計量

個數 平均數 標準差 標準誤平均數的 95% 信賴區間

最小值 最大值下界 上界NO.1 30 13.3283 5.55915 1.01496 11.2525 15.4042 4.75 24.50

NO.2 30 13.8410 7.02646 1.28285 11.2173 16.4647 2.00 26.33

NO.3 30 13.8103 6.57062 1.19962 11.3568 16.2638 2.00 30.00

NO.4 28 13.0500 5.96528 1.12733 10.7369 15.3631 5.50 24.50

NO.5 30 15.0503 7.15576 1.30646 12.3783 17.7223 .00 33.00

總和 148 13.8264 6.43915 .52929 12.7803 14.8724 .00 33.00

Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性.631 4 143 .641

(b) 變異數同質性檢定 - 尺偏程度

(C)ANOVA - 尺偏程度 平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性組間 69.275 4 17.319 .411 .801

組內 6025.728 143 42.138

總和 6095.003 147

(d)Post Hoc 檢定 多重比較 - 依變數：尺偏 (I) 滑鼠標號 (J) 滑鼠標號 平均差異 (I-J) 標準誤 顯著性

95% 信賴區間下界 上界

LSD NO.1 NO.2 -.51267 1.67607 .760 -3.8257 2.8004NO.3 -.48200 1.67607 .774 -3.7951 2.8311NO.4 .27833 1.70573 .871 -3.0934 3.6500NO.5 -1.72200 1.67607 .306 -5.0351 1.5911

NO.2 NO.1 .51267 1.67607 .760 -2.8004 3.8257NO.3 .03067 1.67607 .985 -3.2824 3.3437NO.4 .79100 1.70573 .644 -2.5807 4.1627NO.5 -1.20933 1.67607 .472 -4.5224 2.1037

NO.3 NO.1 .48200 1.67607 .774 -2.8311 3.7951NO.2 -.03067 1.67607 .985 -3.3437 3.2824NO.4 .76033 1.70573 .656 -2.6114 4.1320NO.5 -1.24000 1.67607 .461 -4.5531 2.0731

NO.4 NO.1 -.27833 1.70573 .871 -3.6500 3.0934NO.2 -.79100 1.70573 .644 -4.1627 2.5807NO.3 -.76033 1.70573 .656 -4.1320 2.6114NO.5 -2.00033 1.70573 .243 -5.3720 1.3714

NO.5 NO.1 1.72200 1.67607 .306 -1.5911 5.0351NO.2 1.20933 1.67607 .472 -2.1037 4.5224NO.3 1.24000 1.67607 .461 -2.0731 4.5531NO.4 2.00033 1.70573 .243 -1.3714 5.3720

同質子集 - 尺偏程度

滑鼠標號 個數

alpha = .05 的子

集1

Duncan 檢定(a,b)

NO.4 28 13.0500NO.1 30 13.3283NO.3 30 13.8103NO.2 30 13.8410NO.5 30 15.0503顯著性 .300

(2) 對平均背屈 (a) 描述性統計量

個數 平均數 標準差 標準誤平均數的 95% 信賴區間

最小值 最大值下界 上界NO.1 30 21.2503 7.38675 1.34863 18.4921 24.0086 4.50 33.67

NO.2 30 15.9223 6.09648 1.11306 13.6459 18.1988 2.67 25.83

NO.3 30 18.7787 6.12187 1.11769 16.4927 21.0646 7.67 30.33

NO.4 30 18.4283 6.54213 1.19442 15.9855 20.8712 5.17 30.17

NO.5 30 24.1290 7.40362 1.35171 21.3644 26.8936 7.17 47.33

總和 150 19.7017 7.20762 .58850 18.5389 20.8646 2.67 47.33

(b) 變異數同質性檢定 - 平均背屈Levene 統計量 分子自由度 分母自由度 顯著性

.262 4 145 .902

(c)ANOVA- 平均背屈 平方和 自由度 平均平方和 F 檢定 顯著性組間 1162.689 4 290.672 6.408 .000

組內 6577.822 145 45.364

總和 7740.511 149

多重比較 - 依變數：平均背屈 (I) 滑鼠標號 (J) 滑鼠標號 平均差異 (I-J) 標準誤 顯著性

95% 信賴區間下界 上界

LSD NO.1 NO.2 5.32800(*) 1.73905 .003 1.8908 8.7652NO.3 2.47167 1.73905 .157 -.9655 5.9088NO.4 2.82200 1.73905 .107 -.6152 6.2592NO.5 -2.87867 1.73905 .100 -6.3158 .5585

NO.2 NO.1 -5.32800(*) 1.73905 .003 -8.7652 -1.8908NO.3 -2.85633 1.73905 .103 -6.2935 .5808NO.4 -2.50600 1.73905 .152 -5.9432 .9312NO.5 -8.20667(*) 1.73905 .000 -11.6438 -4.7695

NO.3 NO.1 -2.47167 1.73905 .157 -5.9088 .9655NO.2 2.85633 1.73905 .103 -.5808 6.2935NO.4 .35033 1.73905 .841 -3.0868 3.7875NO.5 -5.35033(*) 1.73905 .003 -8.7875 -1.9132

NO.4 NO.1 -2.82200 1.73905 .107 -6.2592 .6152NO.2 2.50600 1.73905 .152 -.9312 5.9432NO.3 -.35033 1.73905 .841 -3.7875 3.0868NO.5 -5.70067(*) 1.73905 .001 -9.1378 -2.2635

NO.5 NO.1 2.87867 1.73905 .100 -.5585 6.3158NO.2 8.20667(*) 1.73905 .000 4.7695 11.6438NO.3 5.35033(*) 1.73905 .003 1.9132 8.7875NO.4 5.70067(*) 1.73905 .001 2.2635 9.1378

滑鼠標號 個數alpha = .05 的子集

1 2 3Duncan 檢定(a)

NO.2 30 15.9223 NO.4 30 18.4283 18.4283 NO.3 30 18.7787 18.7787 NO.1 30 21.2503 21.2503NO.5 30 24.1290顯著性 .123 .128 .100

學童主觀評比給分的平均值及標準差

上表是學童針對樣本滑鼠的大小合適度、持握舒適度、喜好程度三方面給分的平均值及標準差列表。 (1 分為最低分， 7 分為最高分 )

學童對五隻市售滑鼠之主觀評比的平均值及正負一個標準差的 image profile

结 論 網路和電腦遊戲的發展使得學童接觸電腦的年齡層越

來越低，花費在電腦上的時間也越來越長，視窗介面化而使得滑鼠的這項輸入工具越來越重要。對長時間使用滑鼠的學童來說，若使用不合適的滑鼠對正在發育中的他們無疑是種慢性傷害。

滑鼠不斷推陳出新，在實驗研究的這段期間市面上陸續不斷出現更多樣造型且標榜適合學童使用的各式滑鼠，也出現了幾款造型獨特的拇指鼠，還有一隻號稱能夠隨使用者手掌大小調整長度的滑鼠。從設計的立場來看，造型多變化或是使用型態的創新的出發點是好的，但是從人因的觀點來看，美觀或是獨特的滑鼠卻不見得就是最理想的滑鼠。

本研究從人體工學的觀點切入，透過人因計測、肌電儀量測、主觀評比及訪談調查來比較不同造型、大小、高度的市售滑鼠之間何者在人機介面的安全性方面是較佳的，並從實驗及資料分析中找出學童適用滑鼠的設計準則，以期望能讓學童之後能夠得到合適的滑鼠。

報告完畢

~ 謝謝~