Эргономичные клавиатуры: дизайн и принципы работы

Введение

Компьютерная клавиатура, разработанная с учетом эргономики.

Эргономическая клавиатура – это компьютерная клавиатура, разработанная с учетом эргономических принципов для снижения напряжения мышц, утомляемости и других проблем.

Особенности

Обычная раскладка клавиатуры QWERTY связывается с механической пишущей машинкой, разработанной C. Latham Sholes и запатентованной в 1878 году; исследования показывают, что на эту раскладку могли повлиять операторы телеграфа. Смещение столбцов между рядами было разработано для размещения физических связей между каждой клавишей и внутренними механизмами пишущей машинки; когда ввод текста перешел на электрические (моторизованные) пишущие машинки, а затем на компьютеры, раскладка была сохранена, чтобы облегчить переход для пользователей, уже обученных печати. Однако унаследованная механическая раскладка имеет множество особенностей, включая ступенчатую раскладку столбцов, которая может вынуждать пользователя совершать неудобные, повторяющиеся движения и принимать неестественные позы. С 1926 года было предложено несколько потенциальных решений. Эргономичные клавиатуры, по сути, создаются с целью минимизации дискомфорта в запястьях пользователей и уменьшения ненужных движений пальцев путем перестановки или изменения положения клавиш. Например, набор текста на обычной клавиатуре может вынуждать пользователя поднимать плечи, отклонять запястья в локтевом суставе и поворачивать голову. Более подробное исследование было опубликовано в 1972 году Крёмером, в котором предполагалось, что регулируемая разделенная клавиатура может уменьшить боль пользователя. В 1970-х годах было опубликовано несколько исследований, указывающих на риск развития травм опорно-двигательного аппарата у операторов ввода данных. С другой стороны, регулируемые разделенные клавиатуры иногда отпугивают потенциальных пользователей, которые могут опасаться, что они усугубят или повысят свою восприимчивость к травмам от повторяющихся нагрузок; фиксированные разделенные клавиатуры, такие как Microsoft Natural, продаются лучше в сравнении. Угловая разделенная клавиатура (иногда называемая клавиатурой Клокенбурга) похожа на разделенную клавиатуру, но ее центральная часть приподнята, так что указательные пальцы находятся выше мизинцев во время набора текста. Key Ovation производит эргономичную клавиатуру Goldtouch, которая представляет собой регулируемую угловую разделенную клавиатуру. На некоторых эргономичных клавиатурах угол наклона увеличивается до 90°, так что пользователь печатает руками перпендикулярно земле, большими пальцами вверх, подобно положению рук у аккордеонистов.

The common QWERTY keyboard layout is credited to the mechanical typewriter designed by C. Latham Sholes and patented in 1878; research indicates the layout may have been influenced by telegraph operators. The offset in the columns between rows was designed to accommodate the physical links between each key and the internal mechanisms of the typewriter; as typing duties transitioned to electric (motorized) typewriters and then computers, the layout was retained to ease the transition for users that had already been trained to type. However, the legacy mechanical layout has numerous idiosyncrasies, including the staggered column layout, which can force the user into uncomfortable, repetitive movements and postures. Several potential solutions have been proposed since at least 1926. Ergonomic keyboards, in essence, are created with the aim of minimizing discomfort in users' wrists and reducing unnecessary finger movements by rearranging or repositioning the keys. For instance, typing on a conventional keyboard layout can force the user into shoulder elevation, wrist ulnar deviation, and head rotation. A more detailed study was published in 1972 by Kroemer, suggesting that an adjustable split keyboard may reduce user pain. During the 1970s, several studies were published suggesting that data entry operators were at risk of developing musculoskeletal injuries. On the other hand, adjustable split keyboards sometimes intimidate potential users, who may fear they may exacerbate or become more susceptible to repetitive strain injuries; fixed split keyboards like the Microsoft Natural have sold well in comparison. The angled split keyboard (sometimes referred to as a Klockenburg keyboard) is similar to a split keyboard, but the middle is tented up so that the index fingers are higher than the little fingers while typing. Key Ovation makes the Goldtouch ergonomic keyboard which is an adjustable angled split keyboard. On some ergonomic keyboards, the tenting angle is increased to 90° so the user types with their hands perpendicular to the ground, thumbs up, similar to the hand position adopted by accordion players.

Вертикальная колонна

Поскольку в электрических пишущих машинках и компьютерных клавиатурах больше не требуется механической связи, клавиши можно располагать в вертикальных столбцах без смещения, что минимизирует боковые движения пальцев при переходе между рядами. Такая вертикальная компоновка перестраивает клавиши в линейные столбцы. Если ряды остаются выровненными по горизонтали, то результирующая ортолинейная раскладка располагает клавиши на ортогональной сетке. Другие конструкции используют вертикальные столбцы со смещенными рядами для компенсации разницы в длине пальцев. Клавиатура с вертикальными столбцами может потребовать времени на адаптацию, поскольку пользователю придется переучивать движения пальцев. Примеры клавиатур: ErgoDox (разъемная, с возможностью настройки, со смещенными рядами), ZSA Moonlander и Zergotech Freedom (разъемная, с возможностью настройки, с полусмещенными рядами).

Контурная поверхность

Предыдущие клавиатуры с разделенной конструкцией и вертикальным расположением клавиш размещали каждую группу клавиш на одной плоской поверхности. Контурные или вогнутые клавиатуры, такие как Maltron (1977) или более новая линейка Kinesis Advantage (1992+), представляют собой фиксированные разделенные клавиатуры с возможностью наклона, которые располагают клавиши в двух изогнутых углублениях на расстоянии примерно равном ширине плеч. Клавиши функций, навигации и модификаторы, такие как , , и т.д., расположены между группами клавиш для управления большими пальцами. У этих клавиатур получившиеся вогнутые поверхности клавиш предназначены для минимизации и унификации разгибания пальцев, необходимого для нажатия клавиш, расположенных вдали от базового ряда. Как правило, контурные клавиатуры также используют вертикальное расположение клавиш и смещенные ряды для каждой руки. Такая конструкция требует минимальных движений рук и запястий. Некоторые клавиатуры сочетают вертикальные столбцы клавиш и контурные поверхности с полностью регулируемыми (независимыми) группами разделенных клавиш. Примеры включают Kinesis Advantage 360, Dactyl Manuform и MoErgo Glove80. Из-за относительно небольшого рынка многие из них изготавливаются на заказ или продаются в виде комплектов для самостоятельной сборки, с широкими возможностями кастомизации.

Ключевые машины для ручной работы

Ручные эргономичные клавиатуры разработаны для удержания в руках, как игровой контроллер, и могут использоваться таким образом, вместо того чтобы располагаться на плоской поверхности стола. Они позволяют пользователю перемещаться по комнате или откинуться на спинку стула, при этом оставаясь способным печатать как перед компьютером, так и на некотором расстоянии от него. Некоторые модели ручных эргономичных клавиатур также оснащены трекбол-мышью, объединяющей функции управления курсором и набора текста в одном портативном устройстве.

Альтернативные макеты

Некоторые эргономичные клавиатуры не имеют привычного принципа "одна клавиша на букву", как, например, клавиатуры-кейеры или полностью бесклавишные эргономичные клавиатуры. Например, DataHand избавляет от необходимости совершать движения запястьями или вытягивать пальцы; каждый палец управляет пятью отдельными переключателями, активируемыми кнопками или рычажками. Прогресс в области распознавания речи позволяет полностью отказаться от использования клавиатуры, особенно на небольших устройствах, не оснащенных традиционными клавиатурными интерфейсами.

Рассмотрение

Широко распространено мнение, что эргономичная клавиатура может снизить мышечное напряжение и уменьшить риск развития синдрома карпального канала или других видов травм от повторяющихся нагрузок. Что касается "раздельных" клавиатур, то качественных исследований, демонстрирующих снижение травматизма, недостаточно, за исключением физически разделенных клавиатур с "резко наклоненными поверхностями клавиш". Однако есть данные, свидетельствующие о том, что такие клавиатуры плохо переносятся. Небольшие исследования, изучающие положение рук в состоянии покоя, не учитывают множество других возможных факторов. Например, важно понимать, что эффект "эргономичных" клавиатур заключается в изменении области опорно-двигательного аппарата, подверженной риску, а не в устранении вредных поз.