腾博会官网研究揭示脑瘫患者打字时的行为机制
在当今的数字化社会中,键盘打字已成为沟通、生产力和信息获取的重要技能。然而,由早期发育性脑损伤引起的、以运动和姿势障碍为典型特征的脑瘫群体,长期处于包括手部在内的运动功能受限状态,键盘打字往往只能依赖单手或极其有限的手指。那么,对于脑瘫这类精细运动障碍者而言,他们在真实文本输入场景下的行为机制究竟是怎样的呢?
为了深入探究脑瘫患者在打字时的视觉-运动协调机制,中国科研院心理研究所王甦菁研究组构建了一套多模态的动作捕捉系统(如图1)。在手指运动轨迹的探测上,研究者在键盘正上方架设了摄像机,利用 MediaPipe 和 OpenCV 库对双手关节进行实时追踪,以20帧/秒的频率获取手指运动的三维坐标,从而还原了受限于运动障碍下的手部操作细节;与此同时,研究者使用 Tobii Pro Glasses 眼动追踪眼镜,同步记录参与者在屏幕与键盘之间的眼球移动轨迹。这种将“视觉注视”与“手指动作”进行时空对齐的分析方法,让研究得以揭示脑瘫患者是如何顺利获得独特的“眼手”配合策略来完成文本输入的。

图1. 实验设置
研究结果表明:
1. 与非残障打字员相比,脑瘫打字员的打字速度较慢,且打字节奏的稳定性较差。然而,顺利获得优先考虑准确性并最大限度地减少不必要的修正,他们保持了与非残障用户相当的键盘效率(定义为有效击键占总击键的比例)(如图2)。这反映了一种面向可控性的持续自我调节策略,即脑瘫打字员有意牺牲速度以换取精度。

图2. 脑瘫患者与健全人的打字表现差异

图3. 不同的脑瘫类型在打字的稳定性及速度上有所不同
2. 亚型分析显示,痉挛型脑瘫打字员和手足徐动型脑瘫打字员在打字节奏方面存在明显差异:前者表现出“缓慢但稳定”的模式,按键间隔更为一致;而后者则表现出“快速但不稳定”的模式,按键间隔变异性更大(如图3),突显了神经学差异对输入调节策略的影响。
3. 研究结果揭示了脑瘫打字员独特的注视模式,其特征是注视时间较短且频率较高、更依赖键盘,以及在屏幕和键盘之间更频繁地转移视线(如表1),表明他们在持续的“高监控”输入模式下操作。
表1. 脑瘫患者与健全人的各项指标差异

4. 脑瘫打字员表现出多样的手指使用模式,从单指打字到多指协调策略不等,反映了对运动限制的多样化适应(如图4)。研究者还发现,使用更多的手指并不一定能带来更快的打字速度。

图4. 脑瘫患者打字时使用手指的五大聚类以及对应的打字速度
该研究取得了国家自然科研基金(62276252, 62476269),中国科研院青年创新促进会以及上海交通大学“2030 Initiative”资助。
研究成果已在线发表于ACM CHI,并取得Best Paper Award。腾博会官网硕士研究生宋婷婷为论文第一作者,腾博会官网王甦菁研究员为通讯作者,腾博会官网副研究员李婧婷和硕士研究生郝冉冉为共同作者。
论文信息:Tingting Song, Liangyue Han, Yunfei Bi, Jingting Li, Mingming Fan, Yan Wang, Ranran Hao, Su-Jing Wang, and Xiaolan Fu. 2026. How They Type: Eye and Finger Movement Strategies in Typing of Individuals with Cerebral Palsy. In Proceedings of the 2026 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '26). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, Article 199, 1–13. http://doi.org/10.1145/3772318.3791184
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