As technology evolves, new devices and interaction techniques are developed. These transformations create several challenges in terms of usability and user experience. Our research faces some challenges for data input or content exploration in scenarios with restrictions. It is not our intention to investigate all possible scenarios, but we deeply explore a broad range of devices and restrictions. We start with a discussion about the use of an interactive coffee table for exploration of personal photos and videos, also considering a TV set as an additional screen. In a second scenario, we present an architecture that offers to interactive digital TV (iDTV) applications the possibility of receiving multimodal data from multiple devices. Our third scenario concentrates on supporting text input for iDTV applications using a remote control, and presents an interface model based on multiple input modes as a solution. In the last two scenarios, we continued investigating better ways to provide text entry; however, our restriction becomes not using the hands, which is the kind of challenge faced by severely motor-disabled individuals. First, we present a text entry method based on two input symbols and an interaction technique based on detecting internal and external heel rotations using an accelerometer, for those who keep at least a partial movement of a leg and a foot. In the following scenario, only the eyes are required. We present an eye-typing technique that recognizes the intended word by weighting length and frequency of all possible words formed by filtering extra letters from the sequence of letters gazed by the user. The exploration of each scenario in depth was important to achieve the relevant results and contributions. On the other hand, the wide scope of this dissertation allowed the student to learn about several technologies and techniques. / Com a evolução da tecnologia, novos dispositivos e técnicas de interação são desenvolvidas. Essas transformações criam desafios em termos de usabilidade e experiência do usuário. Essa pesquisa enfrenta alguns desafios para a entrada de dados e exploração de conteúdo em cenários com restrições. Não foi intenção da pesquisa investigar todos os possíveis cenários, mas sim a exploração em profundidade de uma ampla gama de dispositivos e restrições. Ao todo cinco cenários são investigados. Primeiramente é apresentada uma discussão sobre o uso de uma mesa de centro interativa para a exploração de fotos e vídeos pessoais, a qual também considera um aparelho de TV como tela adicional. Com base no segundo cenário, uma arquitetura que oferece a aplicações de TV digital interativa (TVDI) a possibilidade de receber dados multimodais de múltiplos dispositivos é apresentada. O terceiro cenário se concentra no suporte a entrada de texto para aplicações de TVDI usando o controle remoto, resultando na apresentação de um modelo de interface baseado em múltiplos modos de entrada como solução. Os dois últimos cenários permitem continuar a investigação por melhores formas de entrada de texto, porém, a restrição se torna a impossibilidade de usar as mãos, um dos desafios enfrentados por indivíduos com deficiência motora severa. No primeiro deles, são apresentados um método de entrada de texto baseado em dois símbolos de entrada e uma técnica de interação baseada na detecção de rotações do pé apoiado sobre o calcanhar usando acelerômetro, para aqueles que mantêm pelo menos um movimento parcial de uma perna e um pé. No senário seguinte, apenas os movimentos dos olhos são exigidos. Foi apresentada uma técnica de escrita com o olho que reconhece a palavra desejada ponderando o comprimento de a frequência de ocorrência de todas as palavras que podem ser formadas filtrando letras excedentes da lista de letras olhadas pelo usuário. A exploração de cada cenário em profundidade foi importante para a obtenção de resultados e contribuições relevantes. Por outro lado, o amplo escopo da dissertação permitiu ao estudante o aprendizado de diversas técnicas e tecnologias.

Pessoas com tetraplegia possuem controle sobre poucas partes do corpo, por isso têm grande dificuldade de interação com o mundo ao seu redor. Interfaces humano-computador que utilizam a capacidade de controle muscular remanescente podem promover um acréscimo importante na autonomia do usuário com tetraplegia. Uma nova forma de interação com o computador é proposta: controle de um dispositivo de entrada por meio do lábio inferior. A ideia não foi partir da tecnologia e agregar recursos, mas sim, partir da pessoa e entender suas necessidades e potencialidades para pesquisar, propor, desenvolver e avaliar alternativas tecnológicas. Com o intuito de investigar se o lábio inferior seria capaz de controlar uma interface de maneira eficiente e precisa, foram desenvolvidos protótipos de um dispositivo de entrada vestível que pudesse ser acionado pelo lábio. Considerando o estado da arte, foi avaliada a capacidade do lábio inferior controlar esta interface proposta como um mouse de computador. Também foi realizada a comparação do controle pelo lábio inferior e pelo polegar utilizando o mesmo dispositivo sob as mesmas condições. O objetivo foi estabelecer referências sobre a capacidade do lábio inferior de controlar uma interface. Foram realizados e analisados os resultados de testes com sujeitos de pesquisa, mensurando e comprovando a capacidade tanto do lábio inferior, como parte do corpo capaz de controlar um dispositivo de entrada, quanto do próprio dispositivo. / People with tetraplegia control few body parts; therefore, they have great difficulty to interact with the environment. Human-computer interfaces that explore the residual muscular control capacity can provide the user with tetraplegia with an important autonomy increase. I propose a new form of interaction, a input device controlled by the lower lip. The idea was not starting from the technology and aggregate resources, but starting from the user needs to research, to propose, to develop and to evaluate technological alternatives. In order to investigate the lower lip ability to efficiently and precisely control an input device, prototypes of a wearable device were developed. I presented an evaluation of the lower lip potential to control a pointing input device, according to the state of the art. The lower lip throughput was compared with the thumb throughput using the same input device under the same conditions. The objective was to establish the baseline for future researches about the lower lip capacity to operate a computer pointing device. The results proved and measured the capacity of the interface as well as the lower lip as a body part able to control a input device.

Pessoas com tetraplegia possuem controle sobre poucas partes do corpo, por isso têm grande dificuldade de interação com o mundo ao seu redor. Interfaces humano-computador que utilizam a capacidade de controle muscular remanescente podem promover um acréscimo importante na autonomia do usuário com tetraplegia. Uma nova forma de interação com o computador é proposta: controle de um dispositivo de entrada por meio do lábio inferior. A ideia não foi partir da tecnologia e agregar recursos, mas sim, partir da pessoa e entender suas necessidades e potencialidades para pesquisar, propor, desenvolver e avaliar alternativas tecnológicas. Com o intuito de investigar se o lábio inferior seria capaz de controlar uma interface de maneira eficiente e precisa, foram desenvolvidos protótipos de um dispositivo de entrada vestível que pudesse ser acionado pelo lábio. Considerando o estado da arte, foi avaliada a capacidade do lábio inferior controlar esta interface proposta como um mouse de computador. Também foi realizada a comparação do controle pelo lábio inferior e pelo polegar utilizando o mesmo dispositivo sob as mesmas condições. O objetivo foi estabelecer referências sobre a capacidade do lábio inferior de controlar uma interface. Foram realizados e analisados os resultados de testes com sujeitos de pesquisa, mensurando e comprovando a capacidade tanto do lábio inferior, como parte do corpo capaz de controlar um dispositivo de entrada, quanto do próprio dispositivo. / People with tetraplegia control few body parts; therefore, they have great difficulty to interact with the environment. Human-computer interfaces that explore the residual muscular control capacity can provide the user with tetraplegia with an important autonomy increase. I propose a new form of interaction, a input device controlled by the lower lip. The idea was not starting from the technology and aggregate resources, but starting from the user needs to research, to propose, to develop and to evaluate technological alternatives. In order to investigate the lower lip ability to efficiently and precisely control an input device, prototypes of a wearable device were developed. I presented an evaluation of the lower lip potential to control a pointing input device, according to the state of the art. The lower lip throughput was compared with the thumb throughput using the same input device under the same conditions. The objective was to establish the baseline for future researches about the lower lip capacity to operate a computer pointing device. The results proved and measured the capacity of the interface as well as the lower lip as a body part able to control a input device.

As technology evolves, new devices and interaction techniques are developed. These transformations create several challenges in terms of usability and user experience. Our research faces some challenges for data input or content exploration in scenarios with restrictions. It is not our intention to investigate all possible scenarios, but we deeply explore a broad range of devices and restrictions. We start with a discussion about the use of an interactive coffee table for exploration of personal photos and videos, also considering a TV set as an additional screen. In a second scenario, we present an architecture that offers to interactive digital TV (iDTV) applications the possibility of receiving multimodal data from multiple devices. Our third scenario concentrates on supporting text input for iDTV applications using a remote control, and presents an interface model based on multiple input modes as a solution. In the last two scenarios, we continued investigating better ways to provide text entry; however, our restriction becomes not using the hands, which is the kind of challenge faced by severely motor-disabled individuals. First, we present a text entry method based on two input symbols and an interaction technique based on detecting internal and external heel rotations using an accelerometer, for those who keep at least a partial movement of a leg and a foot. In the following scenario, only the eyes are required. We present an eye-typing technique that recognizes the intended word by weighting length and frequency of all possible words formed by filtering extra letters from the sequence of letters gazed by the user. The exploration of each scenario in depth was important to achieve the relevant results and contributions. On the other hand, the wide scope of this dissertation allowed the student to learn about several technologies and techniques. / Com a evolução da tecnologia, novos dispositivos e técnicas de interação são desenvolvidas. Essas transformações criam desafios em termos de usabilidade e experiência do usuário. Essa pesquisa enfrenta alguns desafios para a entrada de dados e exploração de conteúdo em cenários com restrições. Não foi intenção da pesquisa investigar todos os possíveis cenários, mas sim a exploração em profundidade de uma ampla gama de dispositivos e restrições. Ao todo cinco cenários são investigados. Primeiramente é apresentada uma discussão sobre o uso de uma mesa de centro interativa para a exploração de fotos e vídeos pessoais, a qual também considera um aparelho de TV como tela adicional. Com base no segundo cenário, uma arquitetura que oferece a aplicações de TV digital interativa (TVDI) a possibilidade de receber dados multimodais de múltiplos dispositivos é apresentada. O terceiro cenário se concentra no suporte a entrada de texto para aplicações de TVDI usando o controle remoto, resultando na apresentação de um modelo de interface baseado em múltiplos modos de entrada como solução. Os dois últimos cenários permitem continuar a investigação por melhores formas de entrada de texto, porém, a restrição se torna a impossibilidade de usar as mãos, um dos desafios enfrentados por indivíduos com deficiência motora severa. No primeiro deles, são apresentados um método de entrada de texto baseado em dois símbolos de entrada e uma técnica de interação baseada na detecção de rotações do pé apoiado sobre o calcanhar usando acelerômetro, para aqueles que mantêm pelo menos um movimento parcial de uma perna e um pé. No senário seguinte, apenas os movimentos dos olhos são exigidos. Foi apresentada uma técnica de escrita com o olho que reconhece a palavra desejada ponderando o comprimento de a frequência de ocorrência de todas as palavras que podem ser formadas filtrando letras excedentes da lista de letras olhadas pelo usuário. A exploração de cada cenário em profundidade foi importante para a obtenção de resultados e contribuições relevantes. Por outro lado, o amplo escopo da dissertação permitiu ao estudante o aprendizado de diversas técnicas e tecnologias.