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Marcio R Juliato 
email: marcio.juliato@ic.unicamp.br
  
Eduardo H Tanaka 
email: etanaka@ic.unicamp.br
  
Christian Baudet 
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Miguel Galves 
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Thiago T Coelho 
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Heloísa V Rocha 
  
Proposta De 
  
Simulador De Teclado 
  
Com Diferentes 
  
Varreduras E Layouts 
  
Heloísa Vieira Da Rocha 
  
  
  
  
  
  
Proposta de Simulador de Teclado com Diferentes Varreduras e Layouts

à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Introdução

A sociedade ainda possui uma visão estigmatizada da pessoa portadora de deficiência (ou portadora de necessidades especiais), vendo-a como uma pessoa incapaz de aprender e trabalhar ou como uma pessoa que sempre necessita da atenção e da ajuda de terceiros para realizar qualquer tarefa.

É freqüente a criança portadora de necessidades especiais crescer com excessivas restrições de interação com o ambiente ao seu redor, não valorizando suas potencialidades e tornando-a passiva diante da realidade e dos problemas diários, por conta de suas limitações motoras e sociais e do tratamento dado a ela, muitas vezes paternalista [START_REF] Galvão | A utilização da telemática na construção do pensamento autônomo do aluno na educação especial: um relato[END_REF].

Na educação, esta visão estigmatizada da pessoa portadora de necessidades especiais também é comum e a pessoa considerada "diferente" acaba sendo excluída da ciranda escolar [START_REF] Mattos | Deficiente Mental: Integração/Inclusão/Exclusão[END_REF], por não ser compreendida e aceita.

Tentativas para integrar estas pessoas na sociedade e no ambiente educacional têm surgido. Na área de informática na educação, diferentes programas e dispositivos de hardware podem ser utilizados para proporcionar maior independência e promover as potencialidades das pessoas com necessidades especiais (Campos e Silveira, 1998). Dentre estes dispositivos, também conhecidos como tecnologias assistivas (Hogetop e Santarosa, 2001), encontra-se o simulador de teclado.

Um simulador de teclado é um teclado virtual, apresentado na tela do computador, que possui um sistema de varredura para seleção de caracteres, eliminando a necessidade de um teclado físico convencional, ideal para pessoas com comprometimentos motores tais que o uso do teclado físico é impossível ou dificultoso.

Entretanto, os modelos atuais de simuladores de teclado possuem características de funcionamento e operação que acabam restringindo sua adoção. Este artigo apresenta o TFlex, um simulador de teclado que visa diminuir estas restrições. Também, propõe-se com o TFlex meios alternativos para a varredura e para a disposição das teclas no teclado virtual (layout do teclado).

Estado da Arte

Teclado Virtual do Windows XP

O Teclado Virtual presente no Windows XP é apresentado na tela como um teclado com layout QWERTY com 101/102 teclas, contendo todas as teclas de um teclado (incluindo acentos, teclas de função F1-F12, Caps Lock, Shift, Alt, Ctrl e até mesmo a tecla do menu Iniciar do Windows).

As vantagens deste teclado sobre os demais é que ele acompanha o sistema operacional, não sendo preciso a compra e/ou a instalação de outros softwares, e é totalmente integrado ao sistema operacional, funcionando com praticamente qualquer software para Windows. Além disto, apresenta um sistema de varredura entre linhas de teclas e colunas (teclas em si).

Há como configurar o teclado para não mostrar o teclado numérico, reduzindo os estímulos visuais e a quantidade de itens a serem percorridos pela varredura, e também é possível acionar uma opção para emitir som de clique quando se pressiona uma das teclas. Mas, diferente de um teclado físico comum em que se pode enxergar que no número 1 está o ponto de exclamação ("!") quando se pressiona o Shift, no teclado virtual este e outros símbolos só irão aparecer após o pressionamento do Shift. A varredura acontece primeiro entre as linhas do teclado. Selecionada uma linha, a varredura se dá então entre as colunas/teclas desta linha. A Figura 1 mostra a quarta linha do teclado sendo percorrida pela varredura. Quanto à varredura do teclado, só é possível configurar o tempo de varredura entre 0,5 e 3 segundos e de que dispositivo (joystick, porta serial, ou uma tecla do teclado físico, como a barra de espaço) deve-se capturar o sinal que indica a seleção da opção sendo varrida. A própria Microsoft admite que este teclado é limitado e que, para uso freqüente, o usuário deveria procurar outros teclados com mais funcionalidades.

Teclado Amigo

O Teclado Amigo é um software desenvolvido por pesquisadores do Núcleo de Computação Eletrônica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (NCE-UFRJ), distribuído gratuitamente pela Rede SACI (2003) como "Kit SACI 2". Trata-se de um conjunto de diferentes teclados virtuais com varredura. Estes programas são uma calculadora, um editor de textos, e um teclado básico que permite apenas a escrita de pequenas frases.

A velocidade da varredura no teclado é configurável. Porém, ao abrir a janela de configuração de velocidade de varredura, não fica visível qual é a velocidade atualmente em uso. 

Click-N-Type

O Click-N-Type da [START_REF] Lakefolks | Click-N-Type Virtual Keyboard[END_REF] 

Simulador de Teclado (NIEE)

Este simulador de teclado é um dos pioneiros no Brasil, desenvolvido para o sistema operacional MS-DOS. Trata-se, na verdade, de uma adaptação de um projeto da Universidade Técnica de Madri realizada por uma equipe do Núcleo de Informática na Educação Especial da Universidade Federal do Rio Grande do Sul [START_REF] Niee | Simulador de Teclado[END_REF].

Por se tratar de um software desenvolvido há muito tempo, logo na instalação o usuário é questionado sobre qual a porta serial será usada pelo acionador. Caso tenha sido feita uma escolha por engano ou mesmo se queira instalar um acionador em outra porta serial, será necessário reinstalar o software. A varredura implementada no Simulador de Teclado do NIEE é a de linhas por colunas, mas as letras são dispostas na tela seguindo um layout diferente do QWERTY. E, como não havia espaço na tela do MS-DOS para dispor todas as opções, existem sub-janelas para escolha entre vogais com acentos, números e símbolos matemáticos, teclas de função (F1-F12), e teclas para navegação no texto (home, end, page up, page down, etc.).

A área reservada para ver a escrita do texto no Simulador de Teclado do NIEE possui espaço para uma única linha, fazendo com que o usuário pressione freqüentemente teclas para navegação no texto. A Figura 4 mostra uma tela deste simulador de teclado. 

Via Voice e outros sistemas de reconhecimento de voz

É possível substituir o teclado e o mouse através de um sistema de reconhecimento de voz. A maioria destes programas é de uso pessoal, já que vai se adaptando à voz do usuário. Depois de um período em que o software é treinado para reconhecer e entender a fala do usuário, praticamente todos os comandos do computador podem ser dados através do microfone. Há dois problemas no uso destes sistemas. Primeiro, a língua utilizada é predominantemente o Inglês.

Segundo, nem todos são gratuitos, como é o caso do ViaVoice, da IBM.

A Proposta: desenvolvimento do TFlex

Como visto na seção anterior, os atuais softwares para substituir o teclado físico apresentam restrições, principalmente no caso de simuladores de teclado. Contudo, nota-se que o funcionamento de um simulador de teclado é bem simples e a sua implementação, a princípio, não pode ser considerada muito complexa, embora existam desafios de interface. Portanto, propôs-se o desenvolvimento de um novo simulador de teclado, o TFlex, capaz de funcionar paralelamente com outros programas sem interferir em dispositivos como o mouse ou o teclado físico, sendo ainda capaz de se adequar às habilidades e necessidades do usuário.

Para obter esta adequação, foram implementados no TFlex dois tipos diferentes de layout.

Além do tradicional QWERTY, foi desenvolvido um layout alfabético, que dispõe as letras de acordo com a ordem do alfabeto. O layout QWERTY destina-se àqueles que já conhecem e tiveram experiências com o computador e com um teclado físico (por exemplo, um jovem adulto experiente no uso do computador que, por conta de um acidente, perdeu parte dos movimentos dos braços e não pode mais utilizar um teclado físico). Já o layout alfabético, por ter as letras organizadas de uma maneira mais simples e direta, é destinado àqueles que estão tendo seus primeiros contatos com o computador (por exemplo, uma criança com paralisia cerebral que possui movimentos limitados nos membros superiores), não exigindo esforço de busca por letras em uma ordem pouco conhecida (caso do QWERTY). A Figura 5 mostra o TFlex configurado com o layout QWERTY. Figura 5. Layout QWERTY no TFlex.

Outro aspecto que pode ser visto na Figura 5 são algumas das decisões de implementação do TFlex. Para a entrada de letras acentuadas, o TFlex poderia se comportar como um teclado típico: clica-se no tipo de acento e em seguida na letra que se deseja acentuar. Contudo, esta forma de entrada exigiria duas varreduras, uma para o acento e outra para a letra. Assim, tentando-se reduzir o esforço do usuário, o TFlex apresenta botões com letras já acentuadas.

Além disto, a área ocupada na tela pela janela do TFlex não poderia ser grande para não atrapalhar a janela do programa em que se está trabalhando com o simulador de teclado. Contudo, os botões mostrados na tela deveriam ser do maior tamanho possível para facilitar a leitura de seus rótulos e possibilitar o uso por portadores de deficiência visual parcial. Portanto, alguns caracteres não são exibidos na janela principal, sendo mostrados em janelas extras como a de símbolos e a de teclas de funções (F1 à F12).

Finalmente, foi implementado no TFlex dois modos de varredura: uma mais simples, entre linhas e colunas, chamada de tradicional, e uma varredura baseada no algoritmo de busca binária. A idéia por trás da varredura por busca binária é dividir o conjunto de botões entre dois subconjuntos e varrer sempre entre dois grupos, até que seja escolhido apenas um botão. A Figura 6 mostra alguns passos desta iteração no TFlex, onde pode ser vista a divisão das teclas até se chegar em um grupo em que restam as letras "a" e "k" no layout alfabético. 

Figura 1 .

 1 Figura 1. Teclado Virtual do Windows XP.

Na

  Figura 2 observa-se o Teclado Básico. As teclas são separadas entre subgrupos contendo vogais, consoantes, números e símbolos diversos (pontuação, sinais matemáticos, parênteses e outros). Também há teclas com vogais já acentuadas. Ilustrando falta de consistência, há alguns botões com letras em maiúsculas e outros com letras em minúsculas e sem nenhuma razão aparente para tal diferenciação.

Figura 2 .

 2 Figura 2. Teclado básico do Teclado Amigo. O Teclado Básico e o Editor de Textos do Teclado Amigo possuem abreviações nem sempre fáceis de serem inferidas (ZUPT, ABRV, FALA, por exemplo). Além de não funcionar com outros programas, outro ponto negativo de todo o conjunto de programas do Teclado Amigo é que, para indicar qual é a linha ou tecla que está sendo varrida, os programas movem o cursor do mouse, praticamente impedindo o uso do mouse concomitantemente com estes programas.

  Figura 3. Telas do Click-N-Type. Percebe-se que este tipo de varredura acaba produzindo mais pressionamentos de botões do que o do Teclado Virtual do Windows XP ou dos programas do Teclado Amigo. Outro ponto negativo é que o retângulo de varredura se move entre blocos de teclas e nem sempre as teclas ficam totalmente dentro do retângulo, exigindo que o usuário tenha uma certa coordenação motora para acertar a intersecção na tecla desejada. E, assim como o Teclado Amigo, enquanto a varredura estiver ativada no Click-N-Type, o cursor do mouse fica desabilitado.

Figura 4 .

 4 Figura 4. Simulador de Teclado do NIEE. Outro ponto negativo, por causa da idade do software, é que ele só consegue interagir com outros programas do MS-DOS. Mesmo assim, ao menos uma característica presente neste simulador de teclado é rara em outros mais recentes: a varredura por todas as opções de configuração, permitindo que o próprio usuário configure o software, garantindo sua autonomia e independência.

Figura 6 .

 6 Figura 6. Alguns passos da varredura binária.Como se nota, a varredura baseada em busca binária necessita de mais cliques do usuário, que precisa selecionar entre dois grupos até que as divisões resultem em um único caractere; portanto, é uma funcionalidade destinada a usuários com uma melhor condição motora. Então, supondo que o usuário possui uma maior liberdade motora, e após um período de aprendizagem, a velocidade das divisões realizadas pelo usuário seria capaz de melhorar o tempo necessário para acessar determinadas posições do teclado se comparado com a varredura tradicional.

Tabela 2 .

 2 Resultados do testes.Nota-se que o aprendizado e a experiência têm uma influência direta na eficiência de digitação independente da varredura. Observa-se que o usuário 1 (que testou primeiro no modo tradicional) utilizou menos toques na varredura binária que o usuário 2 provavelmente devido a sua experiência prévia com a busca tradicional, onde se acostumou com a disposição das teclas.Nota-se que o usuário 5 obteve o menor número de toques na busca binária devido a sua ampla experiência com esse tipo de varredura, assim como o tempo utilizado para a digitação foi o menor de todos. Por outro lado, o usuário 3, por sua falta de experiência com a busca tradicional utilizou o maior tempo para digitar o texto.Conforme o esperado, o número de toques para a varredura binária foi sempre maior do que o para a varredura tradicional. Entretanto, não se observou melhorias no tempo de digitação quando utilizando o modo de varredura binária, possivelmente por ser um modelo não tão simples de ser inferido quanto o de uma varredura apenas por linhas e colunas (tradicional).

Tipo de Busca (minutos) Tipo de Busca (cliques)

  

		Tradicional	Binária	Tradicional	Binária
	Usuário 1	14	23	269	597
	Usuário 2	-	18	-	824
	Usuário 3	15	-	n.c.	-
	Usuário 4	11	17	242	656
	Usuário 5	10	12	250	555
	n.c.: não computado.				

A fim de adaptar-se às habilidades e necessidades de diferentes usuários, além da escolha do modo de varredura entre binário e tradicional e entre os layouts do teclado, o tempo de varredura e a cor da varredura no TFlex são configuráveis na janela de opções de configuração. A janela de opções de configuração em si também possui varredura, o que permite que o próprio usuário do TFlex realize as configurações conforme suas preferências.

Comparações, avaliações e testes

Comparando o TFlex com os modelos atuais de simuladores de teclado, vê-se que o TFlex apresenta características que o tornam uma opção mais flexível do que os demais simuladores. A Tabela 1 ilustra esta comparação.