Local blog for Japanese speaking developers
ディープ ラーニングを使ってモバイル端末のユーザビリティを改善する
2019年5月30日木曜日
この記事は Yang Li による Google AI Blog の記事 "
Using Deep Learning to Improve Usability on Mobile Devices
" を元に翻訳・加筆したものです。詳しくは元記事をご覧ください。
投稿者: Google AI リサーチ サイエンティスト、Yang Li
モバイルのインターフェースで最もよく使われるジェスチャーはタップです。アプリの起動からテキストの入力まで、あらゆる種類の操作を呼び出すために使われます。従来の PC の
グラフィック ユーザー インターフェース
では、クリック可能な要素(例: ボタン)のスタイルはある程度決まっていました。しかし、モバイルのインターフェースには実に多様なスタイルがあるので、タップできる要素とタップできない要素を見分けるのは難しくなっています。その難しさは、
間違ったアフォーダンス
(例: ボタンと間違われるような表現)や機能の見つけにくさにつながり、さらにはユーザーの不満や不安、間違いにつながる可能性があります。インターフェースのデザイナーは、これを避けるために調査したり、視覚的な意味合いを調べるためのテストを行ったりして、インターフェース上の項目がタップできるかどうかをわかりやすくしようとしています。しかし、そのような調査には時間がかかり、そこで判明した事実も特定のアプリやインターフェースのデザインに限定されます。
私たちの
CHI'19
の論文「
Modeling Mobile Interface Tappability Using Crowdsourcing and Deep Learning
」(クラウドソーシングとディープ ラーニングを使ってモバイル インターフェースのタップ可能性をモデリングする)では、モバイル インターフェースのユーザビリティを大規模にモデリングするアプローチについて紹介しています。まず、さまざまなモバイルアプリの UI 要素を調査し、ユーザーがタップできると感じるかどうかを測定する作業をクラウドソーシングしました。モデルによる予測は、最大 90% のレベルでユーザーグループの予測と一致しました。この結果は、費用も時間もかかるユーザーによるテストを行わなくても、機械学習モデルを使ってデザイン内のインターフェース要素の感覚的なタップ可能性を効率的に推定できることを示しています。
ディープ ラーニングでタップ可能性を予測する
多くの場合、デザイナーはインターフェースが操作できることを表すために、要素の色や立体感などの視覚特性を使います。
青字で下線の付いたリンク
はその一例です。こういったよく使われる表現は便利ですが、特定のデザインの中で利用した場合、常にわかりやすいものになるとは限りません。さらに、デザインのトレンドの進化とともに、従来からの表現方法も常に変化し刷新されるので、不確実さや間違いの原因になる可能性もあります。
ユーザーがこの変化する環境をどのように知覚するかを理解するため、実際のモバイルアプリのタップ可能性に影響しうる表現方法について分析しました。具体的には、要素の
種類
(例: チェックボックス、テキスト ボックスなど)、
場所
、
大きさ
、
色
、
文字
です。最初に行ったのは、最大 3,500 個のアプリから抽出した最大 2 万個の重複しないインターフェース要素について、タップできると感じるかどうかをクラウドソーシングのボランティアにラベル付けしてもらうことでした。テキスト ボックスを除けば、ユーザーは
種類
による表現をほぼ確実にタップできるものと考えました。
場所
による表現とは、要素の画面上の場所のことです。この情報は、モバイルアプリの一般的なレイアウト デザインから得ることができます。下の図をご覧ください。
場所ごとにタップできる要素とタップできない要素の精度を表したヒートマップ。赤くなるほど精度が高い。要素をタップできないとラベル付けしたユーザーの精度は、インターフェースの上中央に近づくほど上がる。要素をタップできるとラベル付けしたユーザーの精度は、インターフェースの下中央に近づくほど上がる。
要素の
大きさ
による影響はかなり少ないものの、タップできない大きな要素があると混乱を生む可能性があることがわかりました。ユーザーは、
色
が明るく
文字
数が少ないほどタップできる要素ととらえる傾向を示しましたが、
文字
の意味合いもタップできるかどうかの判断に大きな影響を与えていました。
これらのラベルを利用して、簡単な
ディープ ニューラル ネットワーク
をトレーニングしました。このネットワークは、ユーザーがインターフェース要素をタップできると感じるかタップできないと感じるかの可能性を予測するものです。このモデルは、インターフェースのある要素に対して、画面上の要素の空間的状況(
場所
)、要素の意味や機能(
文字
や
種類
)、見た目(
大きさ
やピクセルの生データ)などのさまざまな特徴を使います。ニューラル ネットワーク モデルは、ピクセルの生データから特徴を抽出するために
畳み込みニューラル ネットワーク
(CNN)を利用し、テキストの内容や要素の特性を表現するために要素の意味について学習させた埋め込み(embedding)を使います。その後、これらの特徴を組み合わせたものを全結合ネットワーク層に入力し、その出力として、要素がタップできるかを表す二値分類を生成します。
モデルの評価
このモデルを使うと、各インターフェース要素がタップできるかどうかについて、デベロッパーやデザイナーが指定した実際の(または意図した)要素の状態が、ユーザーの感覚(モデルの予測結果)とずれている部分を自動的に診断できます。次の例では、モデルは 73% の確率でユーザーが "Followers" や "Following" などのラベルをタップできると考えると予測しています。しかし実際は、これらのインターフェース要素はタップできるようにプログラムされていません。
人間のユーザーと比べた際のモデルの動作について、とりわけ人間の判断があいまいになる場合について理解するため、2,000 個の重複しないインターフェース要素がタップできると感じるかどうかをクラウドソーシングで 290 人のボランティアにラベル付けしてもらい、もう 1 つの独立したデータセットを作成しました。ここでは、1 つの要素を、5 人のユーザーがそれぞれラベル付けしました。その結果、サンプルの 40% 以上の要素に異なるラベルが付いたことがわかりました。次の図に示すように、この不確定性の部分でも、モデルと人間の感覚はかなり一致しています。
同じデータセットの各要素について、モデルが予測したタップできる可能性(Y 軸)と、人間のユーザーによるラベルの一致度合い(X 軸)でプロットした散布図。
要素がタップできるかどうかについてユーザーの意見が一致している場合、モデルも明確な答えを出す傾向にあります。つまり、ユーザーがタップできると判断したものは 1 に近い確率を、タップできないと判断したものは 0 に近い確率を出すことが多くなっています。人間の意見が一致していない要素(X 軸の真ん中に近いもの)は、モデルの判断も不確かになります。全体では、タップできる UI 要素を特定することにおいて、モデルは人間の感覚にかなり近い精度を実現できました。具体的には、平均の
精度
は 90.2% で、
再現率
は 87.0% でした。
タップ可能性の予測は、ユーザー インターフェースのユーザビリティの問題を解決するために機械学習を使ってできることの一例に過ぎません。インタラクションのデザインやユーザー エクスペリエンスの研究には、多くの難題があります。ディープ ラーニングのモデルは、ユーザー エクスペリエンスに関する大規模で多様なデータセットを精製し、インタラクションの動作について科学的な理解を進める手段を提供してくれます。
謝辞
この研究は、Google の夏季インターンである Amanda Swangson 氏と、ディープ ラーニングおよびヒューマン コンピュータ インタラクションのリサーチ サイエンティストである Yang Li 氏が共同で行いました。
Reviewed by
Hak Matsuda - Developer Relations Team
ラベル
.app
1
.dev
1
#11WeeksOfAndroid
13
#11WeeksOfAndroid Android TV
1
#Android11
3
#DevFest16
1
#DevFest17
1
#DevFest18
1
#DevFest19
1
#DevFest20
1
#hack4jp
3
11 weeks of Android
2
A/B Testing
1
A4A
4
Accelerator
3
Accessibility
1
Actions on Google
16
Activation Atlas
1
Addy Osmani
1
ADK
2
AdMob
32
Ads
67
Ads API
63
Advanced Protection Program
3
AdWords API
12
Agency
1
AI
13
AIY
3
AIY Vision Kit
2
ALPN
1
AMP
116
AMP Cache
9
AMP Camp
2
AMP CSS
1
AMP Extension
1
AMP Fest
1
AMP for Email
4
AMP Optimizer
1
AMP Packager
1
AMP Playground
1
AMP Plugin
1
AMP SSR
1
AMP Story
4
AMP Toolbox
1
amp-bind
1
amp.dev
1
AMPHTML Ads
1
Analytics
9
Andorid
12
Android
393
Android 10
1
Android 11
20
Android 11 Compatibility
1
Android 11 final release
1
Android 11 meetups
1
Android 9
1
Android App Bundle
1
Android App Development
23
Android Architecture
1
Android Architecture Components
1
Android Auto
1
Android Design Support Library
1
Android Developer
14
Android Developer Story
4
Android Developers
12
Android Enterprise
5
Android for cars
2
Android Go
1
Android Jetpack
6
Android N
18
Android O
14
Android Open Source Project
1
Android P
7
Android Pay
1
android privacy
1
Android Q
13
android security
2
Android Security Year in Review
1
Android Studio
47
Android Studio 4.1
1
Android Support Library
6
Android Things
15
Android Tools
2
Android TV
11
Android Vitals
4
Android Wear
29
android11
6
androidmarket
3
androidstudio
1
AndroidX
6
Angular
2
Angular 2
2
AngularJS
2
Anthos
2
AoG
1
aosp
1
API
26
APIExpert
45
apk
2
APM
1
app
3
App Action
1
App Bundle
2
app engine
23
App Indexing
7
App Invites
6
App Maker
2
AppCompat
2
Apps Flutter eBay
1
Apps Script
11
aprilfool
4
AR
2
Architecture Components
7
ARCore
1
ArtTech
1
Associate Android Developer Certificate
1
Audio
7
Auth Code
1
Authentication
9
AuthSub
2
Autofill
4
AutoML
1
Autotrack
2
award
1
Awareness API
1
Beacons
6
bento
1
BERT
1
Best Practices
1
Better Ads Standards
3
BigQuery
10
Billing
1
Biometrics
1
BLE
4
Blink
1
Blockly
1
blogger
1
BodyPix
1
Brillo
1
Brotli
2
Budou
1
Buildbetterapps
2
Calendar
3
campaign
1
Campus
1
Canvas
1
Cardboard
4
Career
1
Case Study
2
CCPA
1
CDS 2020
3
CDS Recap 2020
3
Certificate
2
chrome
187
Chrome Custom Tab
4
Chrome Dev Summit
5
chrome extension
14
Chrome for Android
2
Chrome for iOS
3
Chrome OS
7
Chrome Tech Talk Night
4
Chromebook
4
Chromecast
7
chromewebstore
9
Chromium
7
CLI
1
ClientLogin
3
Closure Compiler
1
Cloud
23
Cloud AI Platform
1
Cloud Firestore
5
Cloud Functions
9
Cloud IoT Device SDK
1
Cloud Next
9
Cloud OnAir
3
Cloud OnBoard
4
Cloud PubSub
1
Cloud Storage
1
Cloud Study Jams
3
Cloud Summit
1
Cloud Test Lab
2
Cloudflare
1
CNN
1
Coalition for Better Ads
2
CocoaPods
1
code review
1
codejam
5
codelab
5
Codepen
1
Colaboratory
1
Community
5
compatibility
1
Compose
1
compute engine
3
Contests
1
Context
1
controls
1
Conversation API
1
conversations
2
Cookie
10
Coral
2
COVID-19
2
Crash Reporting
2
Crashlytics
2
Custom Element
1
Custom Model
1
CWV
1
dark theme
1
Dart
2
DataCenter
1
Daydream
4
Deep Learning
4
Delegation
1
Demo Party
1
Design Patterns
1
Design Sprint
3
DesignBytes
1
Designer
1
DevArt
3
DevBytes
6
Developer
14
Developer Console
4
Developer Preview
6
Developer Relations
2
Developer Review
1
Developers Story
4
DevFest
10
DevFestX
3
DevOps
1
devtools
4
Dialogflow
1
Differential privacy
1
Digital Goods API
1
DirectShare
1
Discover
1
DNS-over-HTTPS
4
Domain
1
Doodle
1
DoubleClick
4
Doze モード
1
drive
2
DX
1
Dynamic Links
3
EarlGrey
1
Easter Egg
1
ECMAScript 2015
1
Eddystone
4
Edge
1
egypt
1
Encryption
1
English
2
Envoy
1
error
1
ES2015
1
ES2016
1
ES6
2
ES7
1
Event
6
Featured
25
FIDO
5
filter
1
final release
1
Firebase
120
Firebase Admin SDK
6
Firebase Analytics
10
Firebase Auth
4
Firebase Cloud Messaging
10
Firebase Crashlytics
2
Firebase Database
5
Firebase Libraries
1
Firebase Notifications
1
Firebase Performance
3
Firebase Remote Config
6
Flash
1
Flutter
6
Flutter App Development
1
font
3
fraud
1
G Suite
19
game
42
Game Developers Conference 2018
1
Game Developers Conference 2019
1
Gboard
1
GCP
17
GCPUG
1
GDC
1
GDD11JP
56
GDD2010JP
23
GDE
2
GDG
21
GDG Cloud
1
Geo
55
Gingerbread
1
GLIDE
5
Gmail
5
Gmail API
2
Go
1
golang
5
goo.gl
1
Google
7
Google Analytics
3
Google API
1
Google Apps
14
Google Apps Script
4
Google Assistant
10
Google Assistant SDK
2
Google Cast
8
Google Cloud
34
Google Cloud Day
4
Google Cloud INSIDE Digital
2
Google Cloud INSIDE Games & Apps
8
Google Cloud INSIDE Media
1
Google Cloud INSIDE Retail
3
Google Cloud Messaging
11
Google Cloud Platform
16
Google Code-in
1
Google Developer Experts
2
Google Developers Academy
1
Google Developers live
5
Google Developers Summit
2
Google Drive
6
Google Earth
1
Google Fit
2
Google for Games
2
Google for Mobile
2
Google for Startups
4
Google for Work
1
Google I/O
17
Google Impact Challenge
1
Google Maps
62
Google Maps Platform
50
Google ML Summit
2
Google Open Source Peer Bonus
1
Google Pay
4
Google Photo
1
Google Play
146
Google Play App Safety
1
Google Play Billing
1
Google Play Console
15
Google Play developer distribution agreement
1
Google Play Developer Policies
2
Google Play Game Services
10
Google Play Instant
1
Google Play Services
23
Google Play Store
1
Google Play アプリ署名
1
Google Plus
14
Google Search
7
Google Sheets API
3
Google Sign-In
12
Google Slides API
5
Google Summer of Code
1
Google Tag Manager
1
Google Trust Services
2
Google マップ
4
Google+
2
Googleapps
10
GoogleGames
1
GoogleI/O
28
GoogleLabs
1
GooglePlay
3
GoogleTV
1
GPS
1
Gradle
1
gRPC
2
GTUG
5
GWT
2
hack4jp
2
hackathon
7
Hangouts Chat
2
Hosting
3
hotel
1
HTML5
17
HTML5Rocks
1
HTTP/2
5
HTTPS
14
I/O Extended
4
ID Token
1
Identity
15
Identity Toolkit
1
IGF2010
4
IGF2020
2
Ignite
4
IME
11
Indie Game
7
Indie Games Festival
7
Indie Games Festival 2018
2
Indie Games Festival 2019
12
Indie Games Festival 2020
7
Inevitable ja Night
30
Insights
1
Instagram
1
Instant Apps
6
intern
2
Invites
1
IO19
3
iOS
22
IoT
7
IPv6
1
Issue Tracker
2
IWD
1
Japanese
6
Japanese Developer
1
Japanese Input
1
JavaScript
11
Jetpack
5
Jetpack Compose
3
K-12
1
Key Transparency
1
Knowledge Graph
1
Kotlin
24
Kotlin Android Extensions
1
Kotlin Beginners
3
Kotlin Vocabulary
2
Kubernetes
2
l10n
8
latest
18
latest news
1
LaunchPad
2
lifull
1
Lighthouse
1
LINE
1
Local AI
1
Location
1
Lollipop
10
Machine Learning
29
MAD Skills
2
MADSkills
2
Maker Faire Tokyo
1
Marshmallow
10
Material
1
Material Design
31
MDL
1
MDN
1
metrics
1
MIDI
2
mikan
1
Mixed Contents
4
ML
1
ML Kit
12
Mobile
15
Mobile Bootcamp
4
Mobile Sites certification
1
Mobile Vision
4
mod_pagespeed
1
Model Maker
1
monetization
2
monetize
3
Mozc
15
Music
1
NativeDriver
2
NativeScript
1
Navigation
1
NBU
1
ndk
3
Nearby
5
News
1
Next Extended
1
Next Tokyo
3
Nexus
2
Nexus S
1
NFC
1
Node.js
3
notifications
2
Noto CJK
1
Now in Android
13
NPAPI
2
NPN
1
oauth
12
open source
1
OpenAI
1
opencensus
1
OpenGL
4
OpenID
3
OpenID Connect
4
OpenSocial
1
opensource
18
OpenTitan
1
Optimization
1
Page Experience
1
Password Manager
2
Payment
8
Payment Handler API
1
Payment Request API
1
PDF
1
PEM
33
people
2
People API
3
Performance
14
Performance budget
1
permissions
1
PersonFinder
1
Physical Web
3
Pi
1
Pixel
1
Place Picker
1
Platform Stability
1
Play Billing
2
Play Billing Library
2
Play Console
2
Player Analytics
4
Playtime 2017
1
Policy
8
policy compliance
2
policy violations
2
Polymer
7
pricing
1
privacy
13
Privacy Sandbox
15
Progressive Web Apps
14
project hosting
1
Promise
1
Promo code
1
Protocol Buffers
1
PRPL
1
publicdata
1
Push API
1
Push Notification
6
PWA
3
Python
2
QUIC
2
QWIKLABS
3
RAIL
1
React
1
React Native
2
Realtime Database
9
Recap Live Japan 2019
3
reCaptcha
1
Redux
1
release
1
Remote Config
3
Remote Display API
1
Requirements
1
Resonance Audio
1
Rewarded Video Ads
2
Runtime Permission
1
Safe Browsing
3
safety
1
Sample Code
2
Santa Tracker
1
schema.org
1
secur
1
security
71
Service Worker
4
SHA-1
1
sketchup
1
SmartLock for Passwords
4
social
4
Social Good
1
Social Media
1
software development
1
SPDY
3
speak2tweet
1
Spreadsheet
3
SSR
1
stable release
1
startup
7
Storage
2
story
1
streetview
3
Study Jams
9
subscriptions
5
sunset
1
Swift
2
SwiftShader
1
Symantec
1
tag
1
tapple
1
Task
4
Team Drive
1
techtalk
13
TensorFlow
41
TensorFlow Federated
1
TensorFlow Lite
8
TensorFlow Object Detection API
1
TensorFlow Probability
2
TensorFlow.js
4
test
4
Test Lab
6
TF Certificate
2
TFX
1
TLS
1
ToS
1
trace
1
Transliteration
1
Trusted Web Activity
1
Twitter
1
Udacity
20
Unity
3
update
1
UX
5
v3
1
V8
3
VP9
1
VR
11
Vulkan
2
Watch Face
2
wave
2
Wear OS
3
Weave
1
Web
34
Web Animations
1
Web Components
7
Web Manifest
1
Web Packaging
3
Web Stories
2
Web Story
3
Web Vitals
5
web.dev
1
WebAssembly
5
WebGL
1
WebM
1
WebMusic
5
WebRTC
1
WebView
1
Women Techmakers Scholars Program
1
Wordpress
1
workmanager
1
WTM
6
Xcode
1
YouTube
17
YouTube API
1
インタビュー
1
コードサンプル
1
プライバシー
1
機械学習
3
言論の自由
1
節電
3
定期購入
1
東日本大震災
9
日本語入力
41
ブログ アーカイブ
2021
2
1
2020
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2019
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2018
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2017
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2016
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2015
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
2014
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2013
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2012
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2011
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2010
12
11
Feed
Follow @googledevjp
"プロダクトに関するご意見は
プロダクトフォーラム
にお願いします"