The effect of visual notifications on user performance in an augmented reality environment: a  distribution of attention between exogenous and endogenous stimuli

This study examined the interface design of an augmented reality (AR) system that was being developed by the Dutch Police Force to assist police officers on horseback in navigating unknown terrain. The main research objective was to investigate the effect of visual notifications on the officers’ responsiveness to navigation-assisting stimuli (i.e. ‘user performance’). These stimuli consisted of buzzer sounds and direction indicators. Since navigation support was the primary goal of the interface, attention focused on navigation-supporting stimuli was regarded endogenous. Because information provision was a secondary goal, attention drawn to notifications was regarded exogenous. To investigate the influence of exogenous stimuli on the quality of endogenous information processing, a virtual environment was created. In this environment, ninety-nine participants walked both a route with notifications and a route without notifications. (Endogenous) response times of both conditions were...Show moreThis study examined the interface design of an augmented reality (AR) system that was being developed by the Dutch Police Force to assist police officers on horseback in navigating unknown terrain. The main research objective was to investigate the effect of visual notifications on the officers’ responsiveness to navigation-assisting stimuli (i.e. ‘user performance’). These stimuli consisted of buzzer sounds and direction indicators. Since navigation support was the primary goal of the interface, attention focused on navigation-supporting stimuli was regarded endogenous. Because information provision was a secondary goal, attention drawn to notifications was regarded exogenous. To investigate the influence of exogenous stimuli on the quality of endogenous information processing, a virtual environment was created. In this environment, ninety-nine participants walked both a route with notifications and a route without notifications. (Endogenous) response times of both conditions were compared to determine the effect of the exogenous stimuli. Subsequently, both the role of timing and the effect of endogenous-exogenous competition on travel speed were investigated. Several repeated measures analyses of variance have been conducted. Exogenous stimuli were found to have a significant negative effect on user performance, F(1,87) = 11.193, p = .001, η2 = .114. In addition, the range between approximately 600 and 1000 milliseconds before the appearance of endogenous stimuli is probably the region in which endogenous user performance starts to be prone to exogenous stimuli, F(1,9) = 10.005, p = .011, η2 = .526. Lastly, it turned out that notifications caused participants to run faster, F(1,86) = 8.162, p < .05, η2 = .087. This study showed that stimuli in AR interfaces can enhance the travel speed of users. This is a desirable effect, since it is important for police officers to arrive at their destination as quickly as possible. This study also showed that exogenous stimuli can decrease user performance, as a result of which they could jeopardize users and others in the (traffic) environment. However, this study also provided an indication of the timing range in which exogenous stimuli are most likely to cause this undesired effect. Based on this range, timing-related blockages of distracting stimuli can be built into AR systems in an effective and efficient way, through which the performance-reducing effect of exogenous stimuli could be avoided. ----------------------------------------------------------------------- In deze studie is onderzoek gedaan naar een ‘augmented reality’ (AR) navigatie systeem dat de politie wil gebruiken bij evenementen. Met de AR technologie kan door middel van een digitale bril een virtuele laag over het gezichtsveld van politieagenten worden geplaatst. Deze laag bestaat deels uit richtingaanwijzers en deels uit notificaties. Hierdoor kunnen politieagenten worden geholpen met het vinden van de weg en kunnen zij daarnaast worden geïnformeerd over de omgeving of noodsituaties. Het effect van notificaties op de ‘gebruikersprestatie’, die aan de hand van reactietijden is gemeten, stond centraal in dit onderzoek. Het idee hierachter is dat de gebruikersprestatie iets zegt over de mate waarin iemand zich kan concentreren op de richtingaanwijzers en het verkeer. Dit is onderzocht aan de hand van een virtuele omgeving, waarin participanten zowel een route met notificaties als een route zonder notificaties hebben gelopen. Het onderzoek heeft aangetoond dat de snelheid waarmee de participanten door de virtuele omgeving liepen door de notificaties werd verhoogd. Dit is een gewenst effect, omdat het in noodsituaties van belang is dat politieagenten snel ter plaatse zijn. Ook is gebleken dat het tonen van notificaties de gebruikersprestatie verlaagt, hetgeen een ongewenst effect is omdat het in het kader van de navigatiedoelstelling en de verkeersveiligheid belangrijk is dat politieagenten snel op richtingaanwijzers en hun omgeving kunnen reageren. Echter kwam uit het onderzoek ook naar voren dat de gebruikersprestatie minder sterk werd beïnvloed wanneer een notificatie minimaal 1000 milliseconden na een navigatie-ondersteunend signaal werd weergegeven dan wanneer een notificatie maximaal 600 milliseconden na een dergelijk signaal werd weergegeven. Dit resultaat stelt ontwerpers van AR-systemen in staat om te voorkomen dat notificaties de gebruikersprestatie verlagen, omdat zij op basis van deze informatie een specifiek kader hebben waarmee zij notificaties afhankelijk van hun timing tijdelijk kunnen blokkeren. Zo kan op een effectieve en efficiënte manier worden voorkomen dat agenten op kwetsbare momenten worden afgeleid, zonder dat dit ten koste gaat van tijdige communicatie van informatie die de agenten nodig hebben om hun overige taken uit te voeren.Show less

Leiden University Student Repository

Documents

In Collections

The effect of visual notifications on user performance in an augmented reality environment: a distribution of attention between exogenous and endogenous stimuli