[CHI 24 REVIEW] Improving Attention Using Wearables via Haptic and Multimodal Rhythmic Stimuli

This document is structured as follows:

- **Meta Information about the Paper (논문 정보)**

- **Researcher's Affiliation Site (저자 연구실 정보)**

- **Content for General Readers (일반 독자를 위한 내용)**

- **Content for Readers Who Want to Know More about the Paper (관련 분야 전문가를 위한 내용)**

- **Summary of Lessons Learned (교훈 정리)**

let’s start.

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**Meta Information about the Paper**

Whitmore, N. W., Chan, S., Zhang, J., Chwalek, P., Chin, S., & Maes, P. (2024, May). Improving attention using wearables via haptic and multimodal rhythmic stimuli. In *Proceedings of the CHI Conference on Human Factors in Computing Systems* (pp. 1-14).

Video:

https://dl.acm.org/doi/full/10.1145/3613904.3642256

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**Researcher's Affiliation Site**

Prof. Pattie Mae

https://www.media.mit.edu/groups/fluid-interfaces/overview/

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**Content for General Readers**

## motivation

Vigilant attention, a crucial aspect of cognitive performance, is maintained by neural oscillations and arousal. Rhythmic sensory stimuli can influence these neural oscillations, specifically through the process of neural entrainment, which leads to the production of brainwaves that can impact brain function. While there is growing interest in using wearable devices, such as smartwatches and smartglasses, to enhance cognition through neural entrainment, there is a significant gap in the literature regarding their effectiveness and usability. To date, most studies have pointed out the discomfort associated with these devices, and there is little evidence supporting their role in improving attention. This paper aims to address this gap by investigating the effectiveness and user experience (UX) of these wearable devices, particularly in the context of devices worn on the wrist, and how they can be leveraged to enhance cognition in everyday life.

한글 요약)

주의력 유지에 중요한 요소인 각성과 신경 진동은 리듬감 있는 감각 자극에 의해 영향을 받을 수 있으며, 이는 신경 동조(neural entrainment)를 통해 뇌파를 생성하여 뇌 기능에 영향을 미친다. 스마트워치나 스마트글래스 같은 웨어러블 기기가 이러한 신경 동조를 활용해 인지 능력을 향상시킬 수 있는 가능성에 대한 관심이 높아지고 있지만, 이러한 기기의 효과성과 사용성에 대한 연구는 거의 없는 상태이다. 현재까지 대부분의 연구는 이러한 기기들이 불편하다는 점만 지적할 뿐, 주의력 향상에 기여한다는 명확한 증거는 부족하다. 본 논문은 이러한 공백을 메우기 위해 손목에 착용하는 기기와 같은 웨어러블 기기의 효율성과 사용자 경험(UX)을 연구하고, 이를 일상생활에서 인지 능력 향상을 위한 도구로 어떻게 활용할 수 있는지를 탐구한다.

## contribution

RQ1) What are the effects of different combinations of light, sound, and haptic rhythmic stimuli on attention and user experience?

-> answer

Auditory, visual, and haptic stimuli were all found to enhance attention. Among these, haptic stimulation showed the highest usability and social acceptance, making it the most practical for real-world applications.

RQ2)What are the user perceptions of various haptic stimulation protocols from smartwatches and their effects on the perceived effectiveness in improving attention in-the-wild?

->answer

There were no significant differences in attention levels based on the various haptic stimulation protocols. Interestingly, users reported that sham stimuli (placebo-like) were the most comfortable.

한글요약:

연구질문 1) 청각, 시청각, 진동 리듬 자극의 조합이 주의력과 사용자 경험에 미치는 영향은 무엇인가?

답변) 청각, 시청각, 진동 자극 모두 집중력 향상에 도움을 주는 것으로 나타났고, 그중에서도 진동 자극은 가장 높은 사용성 및 사회적 수용성을 보였다.

연구질문 2)스마트워치에서 제공하는 다양한 햅틱 자극 프로토콜에 대한 사용자 인식과 그들이 실생활에서 집중력 향상에 미치는 효과는 무엇인가?

답변)다양한 햅틱 자극에 따른 집중력 차이는 유의미하지 않았다. 흥미롭게도 사용자들은 sham 자극(가짜 자극)이 가장 편안하다고 응답했다.

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**Content for Readers Who Want to Know More about the Paper**

## Experimental Conditions

### Data acquisition

• percentage of incorrect responses in the SART

• Reaction time

• comfort of each type of stimulation using a 7-point scale

• rate the usability and social acceptability (based on System Usability Scale)

한글요약)

집중력을 테스트하기 위한 응답 정확도, 반응속도, 편안함 정도, UX 등의 데이터를 수집했다.

### Limitations

Prior experience with the device may have influenced comfort and usability ratings. Additionally, only two questions from the System Usability Scale (SUS) were used, which may not provide valid results. The differences in delivery methods for the stimulus modalities could also have impacted the outcomes. Lastly, the sample size was insufficient for robust conclusions.

기기 사용에 대한 사전 경험이 편안함과 사용성 평가에 영향을 미쳤을 수 있다. 또한, System Usability Scale(SUS)에서 두 개의 질문만 사용했기 때문에 유효하지 않을 가능성이 있다. 자극 전달 방식이 달랐던 점 역시 결과에 영향을 미쳤을 수 있으며, 샘플 수가 부족하여 결론의 견고함이 떨어진다.

Detailed Points for take away

Sham이 높다면 플라시보 효과로인한 집중력 향상이 가능할 것 같다.

If you have any questions, please contact me at the email address below.

ehlkim0215@gmail.com