Mit dem elderly interaction & service assitent (elisa) entsteht im EU-Forschungsprojekt SI-Screen ein Tablet-Computer, der für die individuellen Bedürfnisse von älteren Menschen zugeschnitten ist. Um die Touch-Genauigkeit der älteren Generation auf Tablets zu messen, wurde eine Testapplikation für einen Multi-Directional Tapping Task nach ISO 9241-9 Standard angefertigt und in einem Pilottest mit vier Senioren evaluiert. In diesem Beitrag stellen wir die Testapplikation und erste Ergebnisse aus dem Pilottest mit vier verschiedenen Android Tablet-Computern vor. Über begleitende Interviews wurden die technische Vorkenntnisse der Teilnehmer und der Anspruch an Displaygröße, Formgebung und Material-Eigenschaften in Fragebögen festgehalten.

Motivation

Im Projekt SI-Screen besteht eine Herausforderung in der Wahl der optimalen Displaygröße, Gewicht, Form, Materialen und technischen Merkmale von Tablet-Computer für ältere Menschen. Darüber hinaus muss die Mindestgröße von berührbaren grafischen Elementen auf dem Multi-Touch-Display bestimmt werden, bei denen ältere Nutzer eine hohe Erkennungsrate (über 70 Prozent) erzielen. Um neben den subjektiven Eindrücken der Probanden die Genauigkeit der Touch-Bedienung zu messen und die Mindestgröße der Element auf Tablets mit unterschiedlicher Displaygröße zu bestimmen, wurde eine eigene Android Test-Applikation entwickelt. In den nachfolgenden Abschnitten wird der implementierte Multi-Directional Tapping Task (MDTT) nach ISO 9241-9 Standard vorgestellt und die Ergebnisse aus dem Pilottest präsentiert.

Evaluationsdurchführung

Ziel des Pilottests war die Test-Anwendung und den zugehörigen Fragebogen auf deren Korrektheit und Vollständigkeit zu prüfen. Infolgedessen beschränkte sich der Test auf vier Probanden. In den folgenden Abschnitten stellen wir die Teilnehmer, die Wahl der Tablet-Computer und den MDDT-Ergnomie-Test nach ISO 9241 Standard Teil 9 vor.

Teilnehmer des Pilottests

Am Pilottest nahmen insgesamt zwei ältere Damen und zwei ältere Herren aus Deutschland teil. Das durchschnittliche Alter der vier Teilnehmer Betrug 63,5 Jahre. Nach Überarbeitung der Test-Software und der Fragen wird der Tablet-Test im Rahmen des SI-Screen-Projektes mit 15 älteren Menschen in Deutschland, sowie 15 älteren Probanden in Spanien wiederholt und die Ergebnisse gegenübergestellt.

ISO 9241-9 Tablet Test ¹

Interview mit älteren Teilnehmerin ¹

Tablet-Computer im Pilottest

Bei der Vorauswahl der Tablet-Computer für den Pilottest wurde darauf geachtet, Endgeräte mit möglichst großen Unterschieden im Hinblick auf ihre physikalischen Merkmale zu wählen. Dabei kamen ausschließlich Android Tablets zum Einsatz, da der spätere Prototyp des elisa Tablets ebenfalls aus Tablet-Komponenten auf Android-Basis (Android Tablet Kits) gefertigt wird. Der Vorteil gegenüber einer Software-Lösung ist, dass die Anforderungen älterer Menschen auch gegenüber der Hardware-Benutzerschnittstelle berücksichtigen werden können.

HTC Flyer ²

Motorola Xoom ³

Sony Tablet P ⁴

Sony Tablet S ⁵

Nach eingehender Analyse der auf dem Markt verfügbaren Tablet-Computer (Stand 08.12.2011) fiel die Wahl auf das Motorola Xoom, Sony Tablet S, Sony Tablet P und das HTC Flyer. Diese unterscheiden sich in ihrer physischen Gesamtgröße, Displaygröße, Gewicht, Verarbeitung und Formgebung. Weiterführende Informationen zur Analyse der Tablet-Devices sind im Artikel Moderne Android Tablet-Devices im Vergleich einsehbar.

ISO 9241-9: Multi-Directional Tapping Task

Um die Ergebnisse der Touch-Eingabe auf unterschiedlichen Tablet-Computern testen zu können wurde der MDTT-Test herangezogen, der als Ergonomie-Test im „ISO 9241 Standard Teil 9: Anforderungen an Eingabegeräte – außer Tastaturen“ beschrieben ist. Eine detaillierte Übersicht zur Evaluation nach ISO 9241-9 bietet der Artikel Evaluation von Zeigegeräten nach ISO 9241-9.

Multi-Directional Tapping Test ¹

Wie die Abbildung zeigt, mussten die Probanden im MDTT-Test mehrere auf einem Kreis angeordnete Elemente in einer vorbestimmten Reihenfolge anwählen. Wurde ein Element erfolgreich angewählt, ist anschließend das gegenüberliegende Element anzuwählen. Während des Tests wurde die Genauigkeit bei der Berührung der Elemente sowie die Zeit für das Zurücklegen der Wegstrecke zwischen zwei Elementen gemessen. Die Größe der Elemente (W) wird durch den Schwierigkeitsindex (ID) und den Durchmesser des äußeren Kreises (D) nach Fitt’s law berechnet:

Nachdem für das Android-Betriebssystem bislang keine Software verfügbar ist, die den MDTT durchführen kann, wurde eine eigene Test-Anwendung für Android Tablet-Computer angefertigt. Die Test-Applikation bestimmt den Durchmesser des äußeren Kreises (D) über die kürzere Seite des jeweiligen Tablet-Displays mit Abstand zum Display-Rand.

Für jedes Tablet wurden insgesamt 12 MDTT-Tests aus einer Kombination von 4 Schwierigkeitsindizes (2.5 = sehr leicht, 3.0 = leicht, 3.5 = schwer,  4.0 = sehr schwer) und drei Wiederholungen nach Zufallsprinzip ausgewählt. In jedem Test wurden 11 Kreis-Elemente dargestellt, deren Größe (W) nach Fitts‘ law über den Durchmesser (D) und dem zufällig gewählten Schwierigkeitsindex (ID) berechnet wurden. Die Tests waren zufällig verteilt, um einen Lerneffekt bei den Probanden zu vermeiden. Der Test begann stets an einer festen Position und endet nach 11 Zügen mit dem letzten Kreis-Element.

Die Schwierigkeitsindex in den vier Schwierigkeitsstufen von 2.5 bis 4.0 entspricht auf einem 7″-Touchscreen einer Element-Größe von ~13,6 mm (ID=2.5) bis ~4,2 mm (ID=4.0). Auf einem Tablet von 10,1″ beträgt die Element-Größe jeweils ~21,7 mm (ID=2.5) bis ~6,6 mm (ID=4.0). Mit dem Grenzwerttest der Schwierigkeitsstufe 4.o konnte festgestellt werden, ob ältere Teilnehmer in der Lage sind, sehr kleine Größen anzuwählen und welche Genauigkeit dabei erzielt wird. Die Liste aller Element-Größen sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen.

Ermittlung der Fehlerrate

Jede Berührung des Display durch den Probanden wurde von der MDTT-Test-Anwendung aufgezeichnet. Neben der Position auf dem Bildschirm wurde insbesondere der Zeitpunkt der Berührung, die Abweichung vom Mittelpunkt des anzuwählenden Kreis-Elements und der Schwierigkeitsindex festgehalten. Eine Berührung außerhalb des anzuwählenden Elements führte zu einer Wiederholung an der selben Position.

Die Fehlerrate (Error Rate, ER) wurde anschließend aus der Anzahl der Berührungen pro Test (N) und der Anzahl der anzuwählenden Kreis-Elemente geteilt durch die Anzahl der Kreise-Elemente ermittelt.

Fragebogen

Zu Beginn des Pilottests wurde mit Hilfe von sechs Fragen die Technikaffinität der Probanden festgestellt, um später die Interview- und Messergebnisse von Personen mit unterschiedlichem Erfahrungsgrad vergleichen zu können. Hierzu kamen Fragen zur Erfahrungen mit Touchscreen-Geräten, wie zum Beispiel Navigationsgeräte in Autos, Fahrkartenautomaten, oder auch Tablet-Computer zum Einsatz.

Anschließend wurden die Teilnehmer gebeten, die Tests auf einem der vier verschiedenen Android-Tablets durchzuführen und direkt im Anschluss die subjektiven Eindrücke vom jeweiligen Gerät nach den Tests im Fragebogen festzuhalten. Zu jedem Gerät waren die nachfolgenden neun Aussagen auf einer 5er-Likert-Skala zu bewerten:

1. Die Bedienung macht Spaß.
2. Die Bedienung ist sehr genau.
3. Die Bedienung hat mich körperlich ermüdet.
4. Die Bildschirmgröße ist zu klein.
5. Das Gehäuse hat eine sehr hohe Qualität.
6. Das Bedienen mit dem Finger war sehr angenehm.
7. Ich musste mich beim Bedienen sehr konzentrieren.
8. Das Gewicht des Tablets ist zu schwer.
9. Das Tablet war insgesamt sehr leicht zu bedienen.

Nach Durchführung der Tests auf allen vier Geräten bildeten die Teilnehmer zusätzlich eine Rangreihe der bevorzugten drei Geräte entsprechend ihres Gesamteindrucks bei der Bedienung. Abschließend durfte jeder Proband ergänzende Kommentare im Fragebogen abgeben.

Diskussion der Ergebnisse

In der Evaluation der Testergebnisse wurden die aufgezeichneten Daten der Test-Applikation, die zugehörigen Fragebögen der Probanden sowie eigene Beobachtungsnotizen und Videoaufzeichnungen herangezogen. Die Ergebnisse der Tests können den nachfolgenden Abschnitten entnommen werden.

Messungen zur Touch-Genauigkeit

Die nachfolgende Tabelle zeigt für den jeweiligen Schwierigkeitsindex die durchschnittliche Trefferquote aller vier Tablet-Computer, welche durch die vier Probanden in jeweils 48 Tests mit drei Wiederholungen ermittelt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der logarithmisch ermittelten Element-Größe die Fehlerquote mit steigendem Schwierigkeitsgrad exponentiell abnimmt. Weiterer Einflussfaktor ist die Berührungsempfindlichkeit der kapazitiven oder resistiven Touchscreens, insbesondere bei sehr kleinen Elementen.

Wie die zweite Tabelle zeigt, muss bei der Trefferquote pro Schwierigkeitsindex berücksichtigt werden, dass die älteren Teilnehmer auf dem HTC Flyer eine signifikant hohe Fehlerquote erzielt haben, was den Gesamtwert zusätzlich beeinflusst. Dem gegenüber haben die anderen Tablet-Geräte eine durchschnittliche Fehlerquote von ca. 24 %.

Weibliche Probanden hatten mit durchschnittlich ca. 15 % eine niedrigere Fehlerquote als männliche Probanden mit ca. 41 %. Die Abweichung von ca. 25 % ist vermutlich auf die unterschiedlichen Fingerlängen-Verhältnisse, Trockenheit und faltige Fingerkuppen zurückzuführen.

Erkenntnisse aus den Fragebögen

Die folgenden Abschnitte fassen die Erkennisse zusammen, die auf Basis der subjektiven Meinungen der älteren Teilnehmer nach den Tests abgeleitet werden konnten. Über Netzdiagramme werden ausgewählte Antworten zu den jeweiligen Tablet-Computer im Test gegenübergestellt. Die Antworten sind im Uhrzeigersinn nach Displaygröße angeordnet. Aus Vergleichbarkeitsgründen wurden die bereits oben vorgestellten Statements dabei so umcodiert, dass ein höherer Skalenwert einer besseren Eigenschaft entspricht.

Technikaffinität

Während eine Dame und ein Herr fast keine Erfahrung im Umgang mit Computern oder Geräten mit Touch-Oberfläche angaben, erwies sich eine Dame fortgeschrittene Computer-Nutzerin und ein Herr berichtete von Erfahrung mit verschiedenen Tablet-Computern.

Spaß bei der Bedienung

Netzdiagramm: Spaß bei der Bedienung ¹

Das Diagramm zeigt, dass für die vier Testteilnehmer bei zunehmender Bildschirmgröße, der Spaß bei der Bedienung ansteigt. Dieses Ergebnis scheint nachvollziehbar, da  bei kleinen Display-Größen eine hohe Fehlerquote aufgezeichnet wurde, die bei zunehmender Display-Größe exponentiell gesunken ist. Eine bereits angedeutete Ursache dürfte die Berührungsempfindlichkeit und Technologie der Touchscreens sein. Je kleiner der Bildschirm ist, desto weniger genau kann die exakte Position der Berührung erkannt werden. Infolgedessen sinkt der Spaß bei der Bedienung des Gerätes, wenn die Eingabe mehrmals wiederholt werden muss.

Genauigkeit der Berührungserkennung

Netzdiagramm: Genauigkeit der Berührungserkennung ¹

Die Genauigkeit der Erkennung durch den Touchscreen der Tablet-Geräte wurde von den älteren Teilnehmern als durchschnittlich gut eingeschätzt. In der Auswertung erhält das HTC Flyer allerdings die niedrigste Wertung. Auch für das Sony Tablet P vergeben die Probanden eine negative Einstufung der Erkennungsgenauigkeit, obwohl die Messergebnisse auf eine niedrigere Fehlerquote gegenüber dem HTC Flyer aufzeigen.

Ermüdungsfaktor

Netzdiagramm: (Geringer) Ermüdungsfaktor ¹

Nach Aussage der Probanden sind nach  jedem Tablet-Test keine oder lediglich geringe körperlichen Ermüdungserscheinungen bei der Nutzung der Tablets aufgetreten, obwohl die älteren Teilnehmer die Geräte während der Tests durchgehend in der Hand halten mussten. Den Kommentaren der Teilnehmer zufolge wären sie bereit, auch zeitlich längere Tests durchzuführen.

Bildschirmgröße

Netzdiagramm: Bildschirmgröße ¹

In der Abbildung  ist erkennbar, dass das Sony Tablet P mit seinen beiden 5,5-Zoll-Displays von allen Teilnehmern als zu klein eingestuft wurde, obwohl die physische Gesamtfläche des Sony Tablet P größer ist als die des HTC Flyer ist. Die Testteilnehmer deuteten an, dass sie die Trennung der Bildschirme in der Mitte als störend empfinden. Ein Teilnehmer bemerkte, dass die geteilten Display-Flächen für ihn einen Kontext-Wechsel verursachen und er nicht die Bildinhalte als Ganzes wahrnehmen würde.

Das Display des HTC Flyers wurde von der Mehrheit als eher zu klein eingestuft. Dem gegenüber wurden im Durchschnitt die Bildschirme des Motorola Xoom und des Sony Tablet S als gut bewertet. Einzelne Teilnehmer können sich für das elisa-Tablet auch noch größere Displays vorstellen.

Qualität der Tablet-Gehäuses

Netzdiagramm: Qualität des Tablet-Gehäuses ¹

Die Testpersonen vergaben für alle Geräte eine hohe, jedoch keine sehr hohe Wertung für die Qualität. Dieses Ergebnis sollte vor dem Hintergrund betrachtet werden, dass drei der vier Personen vor dem Pilottest noch keine Erfahrung mit Tablet-Geräten hatten. Infolgedessen erfüllen die Probanden nicht die Voraussetzungen einen objektiven Vergleich zu anderen verfügbaren Tablet-Computern herzustellen. Die Angaben beschränken sich folglich auf den relativen Vergleich zwischen den verwendeten vier Geräten im Test.

Komfort der Touchscreen-Bedienung

Netzdiagramm: Fingerbedienung ¹

Analog zum Spaß bei der Bedienung verhält sich die Frage, ob die Bedienung mit den Fingern angenehm war. Das Netzdiagramm ist weitestgehend identisch. Der Ausschlag fällt beim HTC Flyer etwas geringer und beim Motorola Xoom etwas größer aus. Infolgedessen wird das Xoom Tablet von den Teilnehmern als sehr angenehm in der Bedienung eingestuft.  Ein möglicher Einfluss auf diese Angabe dürfte die geringe Fehlerquote haben.

Konzentrationsfaktor

Netzdiagramm: (Geringer) Konzentrationsfaktor ¹

Ähnlich verhält es sich mit den Angaben zur Konzentration bei den Tests. Insgesamt waren in den Fragebögen der Wert für die benötigte Konzentration bei den Tests durchgehend niedrig. Nur bei Tablet-Computern mit kleineren Displays, dem Sony Tablet P und dem HTC Flyer gaben die Probanden einen leicht höheren Konzentrationsbedarf an.

Tablet-Gewicht

Netzdiagramm: Tablet-Gewicht ¹

Das Diagramm verdeutlicht eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen und empfundenen Gewicht der Tablet-Computer.  Die beiden Sony Tablets wurden weder als zu schwer noch als zu leicht bewertet und liegen gegenüber den anderen Tablets im Mittelfeld. Das Xoom Tablet wurde von allen älteren Teilnehmern als zu schwer eingestuft und knapp danach folgt bereits das über 300 Gramm leichtere HTC Flyer.

Möglichen Einfluss auf die Beurteilung des Gewichts könnte zum Einen die Gesamtgröße des Geräts zusammen mit dem Rahmen haben. Zum Anderen besteht der Rahmen des Xoom Tablets und des HTC Flyers überwiegend aus Metall. Dem gegenüber besteht das Gehäuse des Sony S und P aus Kunststoff.

Gesamteindruck

Auf Basis der durchgeführten Rangreihenbildung durch die Testteilnehmer belegen das Motorola Xoom den ersten, das Sony Tablet S den zweiten,  das HTC Flyer den dritten und das Sony Tablet P den vierten Platz.

Den Probanden zufolge überzeugt das Motorola Xoom durch seine Bedienbarkeit, die Qualität, der Oberfläche und der Helligkeit. Dem Gegenüber wird das Sony Tablet S für seine Bedienbarkeit, das angeschnittene Gehäuse mit breitem Gehäuserand und dem relativ leichten Gewicht bei großer Display-Größe gelobt.

Netzdiagramm: Zusammenfassende Übersicht ¹

Zusammenfassung und Ausblick

Aus den Ergebnissen der Pilottest konnten bereits sehr interessante Erkenntnisse gewonnen werden, die beim groß angelegten Test mit insgesamt 30 Probanden in Deutschland und Spanien verifiziert werden müssen. In erster Linie lassen die Ergebnisse aus den Messungen und Fragebögen eine klare Tendenz für Tablet-Computer mit großem Bildschirm erkennen. Dabei sollte allerdings berücksichtigt werden, dass trotz großem Display das Gewicht in einem annehmbaren Verhältnis zur Bildschirmgröße stehen sollte. Bei den vier getesteten Geräten bieten das Motorola Xoom und das Sony Tablet S den besten Kompromiss zwischen Größe und Gewicht. Darüber hinaus hatte das eingesetzte Material Einfluss auf das subjektive Empfinden bezüglich des Gewichts. Zwar wurde ein Tablet-Rahmen aus Metall als höherwertiger eingestuft, jedoch wurde das Gewicht von Plastik-Gehäusen als leichter empfunden.

Die Messungen der Fehlerquote der vier Tablets zeigt, dass für eine hohe Erkennung der Touch-Eingabe durch Senioren eine Mindestgröße von ca. 9-10 mm für die visuellen Interaktionselemente gewählt werden sollte. Andernfalls kann das einen negativen Einfluss auf den Spaß bei der Bedienung haben.

Nicht nur aus den aufgezeichneten Messwerten , sondern auch aus den Fragebögen der Probanden lässt sich das Motorola Xoom als Favorit herausstellen. Für das Tablet wurde mehrfach der erste Platz vergeben. Knapp danach folgt das Sony Tablet S auf dem zweiten Platz. Interessanterweise unterscheidet sich die Platzvergabe je nach Geschlecht. Während Männer eindeutig das Motorola Xoom bevorzugen, vergaben Frauen dem etwas kleineren und leichteren Sony Tablet S die Bestnoten.

Im Rahmen der Tests des SI-Screen Projekts in Spanien und Deutschland werden einige Messergebnisse und Beobachtungen näher beleuchtet werden; insbesondere, ob Frauen und Männer unterschiedliche Präferenzen und Anforderungen an Tablet Computer haben. Dabei wird nicht nur die subjektive Wahrnehmung der Probanden verglichen, sondern auch auf die geschlechtsspezifischen Unterschiede bei den Fingern geachtet.

Auffällig ist, dass die Finger älterer Herren eher breit und groß sind. Die Finger von älteren Damen sind dagegen eher schmal. Dieser Umstand kann Einfluss auf die Präzision der Bedienung haben.  Ein weiterer Einflussfaktor wäre auch die Veränderung der Struktur und Feuchtigkeitsaufnahme der Fingerkuppen  bei älteren Generationen ⁶.

Unabhängig davon planen wir, die Ergebnisse aus den Tests mit älteren Menschen denen von jüngeren Leuten gegenüber zu stellen. Ziel ist eine Analyse der altersbedingten Auswirkungen auf die Tests.

Danksagung

Wir bedanken uns herzlich bei den vier älteren Testkandidaten für das rege Interesse und die Teilnahme am Pilottest. Ein weiteres Dankeschön an Florian Ott, Benjamin Prost, Tobias Haugg und Britta Meyer für die Unterstützung bei der Vor- und Nachbereitung, sowie der Durchführung des Pilottests an der Universität der Bundeswehr München.

Dieser Beitrag steht im Zusammenhang mit dem Forschungsprojekt SI-Screen, das mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung, und Forschung (Förderkennzeichen 16SV3982), sowie durch das Europäische AAL Joint Programm (AAL-2009-2-088) gefördert wird. Das Vorhaben wird von der Innovationsmanufaktur GmbH (ehemals SportKreativWerkstatt GmbH) koordiniert und gemeinsam mit der Universität der Bundeswehr München realisiert. Weiterführende Informationen sind verfügbar unter http://www.si-screen.eu.

Das AAL-Forschungsprojekt Social Interaction Screen hat das Ziel die soziale Interaktion älterer Menschen mit ihrer Familie, Freunden und Bekannten aus der näheren Umgebung zu erleichtern und zu mehr realer sozialer Aktivität anzuregen. Vor diesem Hintergrund entsteht das nutzerorientierte soziale Interaktionswerkzeug elisa mit einer innovativen Benutzerschnittstelle für die Interaktion mittels dem Social Web. In diesem Beitrag stellen wir die Vision und die zentralen Konzepte von SI-Screen vor.

Ausgangssituation

Aktuell finden in ganz Europa im Rahmen des AAL Joint Programme umfangreiche Aktivitäten statt, um die Lebensqualität einer zunehmend älter werdenden Gesellschaft durch die Entwicklung neuer Technologien nachhaltig zu sichern. Das Ziel dieser Bemühungen besteht darin, neue Dienstleistungen und Technologien und insbesondere IKT zu entwickeln, um älteren Menschen so lange wie möglich ein selbstbestimmtes, unabhängiges und sozial integriertes Leben in ihren eigenen vier Wänden zu ermöglichen.

Das Ziel des AAL-Projektes SI-Screen ist die soziale Interaktion älterer Menschen mit ihrer Umwelt zu vereinfachen und zu unterstützen. Vor diesem Hintergrund arbeiten zehn europäische Partner an elisa, einem Tablet-Computer dessen Benutzerschnittstelle ganzheitlich auf die Bedürfnisse von Senioren ab Rentenalter ausgelegt ist. Die Interaktion und Kommunikation mit Familie und Freunden erfolgt unter Zuhilfenahme des Social Webs, mit dem Anliegen die soziale Bindung von Senioren zu fördern.

SI-Screen Vision

Die Benutzerschnittstelle von Desktop-Rechnern, Smartphones, Tablets etc. wurde vorwiegend für Personen konzipiert, die mehrere Stunden am Tag mit diesen Geräten arbeiten und den unterschiedlichsten Tätigkeiten nachgehen. Das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten reicht vom Stöbern im Internet über Dokumentenverarbeitung bis hin zur Anwendungsentwicklung.

Social Interaction Screen ¹

Der Nachteil für ältere Menschen besteht darin, dass sie durch die Vielzahl an Möglichkeiten überfordert sein können, insbesondere wenn sie zuvor keine oder nur wenig Erfahrung im Umgang mit Computern besitzen. Bei ihrer gezielten Suche nach Information oder Unterstützungsfunktion können sie beispielsweise die Orientierung verlieren oder die Angst aufkommen versehentlich einen „falschen“ Knopf zu drücken. Unsere Umfragen in Deutschland und Spanien haben ergeben, dass ältere Menschen vorwiegend ein Gerät benötigen, dass sie vorwiegend selbständig, ohne Anleitung und externe Hilfe, bedienen können.

elisa Tablet

Um dieser Anforderung gerecht zu werden gehen wir über die klassische Entwicklung einer Software-Anwendung hinaus. Mit elisa realisieren wir ein Tablet, dessen Möglichkeiten von älteren Menschen begreifbar sind und über dessen Design das Gerät mit einem eindeutigen Zweck verbunden wird. Dabei achten wir insbesondere auf eine moderne ästhetische Formgebung bei der Tablet Hardware, die auch für jüngere Generationen ansprechend ist und nicht als stigmatisierende Betonung des Alters unserer Zielgruppe wahrgenommen wird.

elisa Tablet-Computer ¹

elisa Standfuß ¹

elisa Tragetasche ¹

Elisa unterscheidet sich sowohl im Endgerät als auch im Aufbau der grafischen Oberfläche von Tablets, die aktuell auf dem Markt erhältlich sind. Entgegen dem Trend eine möglichst dünne Display-Fassung aus Glas und Aluminum anzubieten, sehen wir einen breiten Rahmen mit einem Bezug aus Leder vor. Ein breiterer Rahmen verfügt über ausreichend Platz für die Ablage der Hände, ohne dass die Finger die Touch-Oberfläche berühren und versehentlich eine Funktion auslösen können. Ein integrierter Standfuß und Tragegriff sorgen für Stabilität sowohl während der Bedienung am Tisch, als auch für einen sicheren Transport bei der Mitnahme des Tablets.

elisa User Interface

Mit dem elisa UI entsteht eine klar strukturierte grafische Benutzerschnittstelle, die eine nachvollziehbare Navigation und einen konsistente Darstellung und Ablauf für jeden Funktionsbereich vorsieht. Für den ersten elisa Prototypen wurden insgesamt zwei Layout-Varianten konzipiert – das Inhalts-zentrische und das Personen-zentrische Layout.

Beim Inhalts-zentrischen Layout liegt die Betonung auf dem Zugang zu aufbereiteten Inhalten aus dem Web, ausgewählt nach persönlichen Präferenzen. Die in Magazin-Stil dargestellten Inhalte sollen dazu anregen auf lokale Interessengruppen und deren Aktivitäten aufmerksam zu werden, daran aktiv teilzunehmen und Gleichgesinnte dazu einzuladen.

Bei der Personen-zentrischen Gestaltung der elisa UI steht hingegen die soziale Interaktion mit Familie und Freunden im Vordergrund. Mit dem Ziel über aktuelle Geschehnisse von Vertrauten selbst bei großer örtlicher Entfernung auf dem Laufenden zu bleiben und die Möglichkeit zu bieten Personen mit gleichen Interessen zu finden oder verlorene Kontakte wieder herzustellen. Durch die Integration von bestehenden sozialen Netzwerken kann eine Brücke zur jüngeren Generation entstehen.

elisa User Interface ¹

elisa Hauptseite ¹

elisa Artikel ¹

elisa Kalender ¹

elisa Blog ¹

elisa Hauptseite ¹

elisa Profilseite ¹

elisa Kalender ¹

elisa Kontakte ¹

Bei der elisa UI nehmen wir bewusst Abstand von der gegenwärtig dominierenden App-Metapher von Smartphones und Tablets. Unseren Beobachtungen zufolge werden Apps als inkonsistent in ihrem Funktionsumfang und grafischer Gestaltung wahrgenommen. Darüber hinaus setzen die verfügbaren Produkte voraus, dass der Endanwender administrative Aufgaben, wie z. B. die Installation und Konfiguration, selbständig übernehmen kann. Eine weitere Hürde für ältere Menschen ist oftmals die wiederholte Registrierung von Benutzerkonten für jede (Web-)Anwendung, bevor sie in den vollständigen Genuss der jeweiligen Funktionalität kommen.

Tablet Standard: für jeden Funktionsbereich ein Benutzerkonto ¹

In SI-Screen steht der Nutzen und eine freudvolle Bedienung durch ältere Menschen an erster Stelle. Vor diesem Hintergrund haben wir für elisa Konzepte erarbeitet, um die unterschiedlichen Funktionen von Webdiensten über eine einheitliche Benutzerschnittstelle zur Verfügung zu stellen und die notwendigen administrativen Aufgaben zu reduzieren oder zumindest auf ein Person des eigenen Vertrauens übertragen zu können. Idealerweise können ältere Menschen die Vorteile des Social Webs nutzen, ohne selbst eine Mitgliedschaft beim jeweiligen Dienst beantragen zu müssen. Die Einmalanmeldung und Konsolidierung der Inhalte und Funktionalität des Social Webs verwirklichen wir über den sogenannten Social Software Integration Layer (SSIL).

Social Software Integration Layer

Der SSIL ist eine Server-basierte Software-Lösung, die elisa unterstützt mehrere Dienste des Social Webs über eine einheitliche Schnittstelle anzubinden. Zu diesem Zweck verdichtet der SSIL Profil-Informationen, Activity Streams (Status Updates) und Content Streams (Kommentare, Empfehlungen, Photos) von bestehenden SNS ², Social Content Sharing Plattformen ³, Gruppenkalender ⁴ sowie Web Feeds ⁵, Mailing-Listen und persönliche Blogs. Der SSIL verfügt über keine Benutzerschnittstelle, sondern ermöglicht elisa den Bi-Direktionalen Zugriff auf das Social Web.

SI-Screen Vision: eine einheitliche Benutzerschnittstelle ¹

CommunityMashup

Für die Realisierung des SSIL setzen wir auf CommunityMashup, eine Personen-zentrische Mashup-Lösung die an der Forschungsgruppe Kooperationssysteme realisiert wird. CommunityMashup ist eine Service-orientierte Middleware, welche für jeden Endanwender Inhalte aus den verschiedenen SNS bezieht, zu einem einheitlichen Datenstrom (Awareness-Stream) verdichtet und anschliessend den elisa Tablets über eine REST API bereitstellt.

Um etwaige Zugangsbarrieren für technisch unerfahrene Senioren zu senken, wurde CommunityMashup um die Möglichkeit erweitert die Konfiguration von der Inhaltsbereitstellung zu trennen. Auf diese Weise erhalten ältere Menschen den Zugang zum Social Web, während die bereitstellenden Webdienste und deren Konfiguration vom Endanwender verborgen bleiben.

Social Software Integration Layer ⁶

Profile Admin UI

Die Konfiguration der Dienstzugriffe erfolgt über die Profile Admin UI. Mit Hilfe der Profile Admin UI können Vertrauenspersonen mittels Fernzugriff die administrativen Aufgaben für den Endanwender übernehmen. Konkret können Dritte im Bedarfsfall über eine Administrations-Webseite (temporär) dazu berechtigt werden, Benutzerzugänge zu bestehenden oder neuen E-Mail-Konten bzw. Web-Diensten im SSIL zu hinterlegen.

Auf diese Weise können ältere Menschen über ihre Einmalanmeldung auf ihrem elisa Tablet Zugriff auf die unterschiedlichen Dienste erlangen, ohne selbst einen Registrierungsvorgang durchführen zu müssen. Versierte Nutzer können weiterhin die Konfiguration von elisa übernehmen, sind aber ungezwungen und können zumindest einen Teil davon abgeben.

Service Integration

Unabhängig von der Administration können Familienmitglieder und Freunde mit Zugang zu sozialen Netzwerken einem elisa Nutzer Zugriff auf die eigenen Aktivitäten und publizierten Inhalte, wie Fotos oder geteilte Informationen, gewähren. Für Plattformen mit API-Key- oder OAuth-Unterstützung, wie z. B. Facebook oder Google+, ist für den Zugriff von elisa auf diesen Awareness-Stream keine Mitgliedschaft notwendig. Elisa ist bei ausgewählten Webdiensten als Anwendung registriert und mit Erlaubnis eines Mitglieds können Inhalte mit dem jeweiligen elisa Anwender geteilt werden.

Die Integration von Web-Diensten mittels SSIL geht über die Unterstützung von sozialen Netzwerken hinaus. Internetauftritte von lokalen Veranstaltern wie Theater, Museen, Kirchen Vereine oder Verbände, sowie Veröffentlichungen von Zeitungen oder Nachrichtenagenturen können beispielsweise über Web Feeds oder vergleichbare Datenquellen angebunden werden. Alternative Publikationsformen wie Newsletter werden in Zukunft über CommunityMashup ebenfalls unterstützt und können anschliessend abonniert werden.

Zusammenfassung und Ausblick

Das Ziel von SI-Screen ist die Realisierung eines Tablet Computers, der Inhalte und Funktionen über eine einheitliche und freudvolle Benutzerschnittstelle für ältere Menschen bereitstellt und zu sozialer Kommunikation und Aktivitäten im realen Leben anregt. Durch Übertragung der administrativen Vorgänge an Vertrauenspersonen können Senioren in die Vorzüge des Sozialen Webs gelangen, selbst wenn sie keine oder wenig Erfahrung im Umgang mit Computern haben.

Der erste Prototyp, eine klick-bare Demo-Anwendung der elisa UI, wurde im Januar 2012 fertig gestellt. In März und April 2012 wurden Senioren in Spanien und Deutschland zu den Hardware Designs und den beiden Layout-Varianten der grafischen Oberfläche befragt. Das Feedback fliesst in das gegenwärtige Design und Entwicklung des zweiten Prototypen ein. Über einen ISO 9241-9 Ergonomie-Test wird im Mai die Gebrauchstauglichkeit potentieller Tablet Computern evaluiert, deren Komponenten im zweiten Prototypen verarbeitet werden.

Danksagung

Dieser Beitrag steht im Zusammenhang mit dem Forschungsprojekt SI-Screen, das mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung, und Forschung (Förderkennzeichen 16SV3982), sowie durch das Europäische AAL Joint Programme (AAL-2009-2-088) gefördert wird. Das Vorhaben wird von einem Zusammenschluss aus zehn internationalen Partnern durchgeführt und von der Innovationsmanufaktur GmbH (ehemals SportKreativWerkstatt GmbH) koordiniert. Das Hardware-Design und Prototyping des elisa Produkts wird von Porsche Design Studio entwickelt. Die visuelle Gestaltung des Artikelbildes und der elisa UI erfolgt durch helios.bz. Die Koordination der Produkt- und Systementwicklung sowie die Integration von Social Software obliegt der Universität der Bundeswehr München. Weiterführende Informationen zu SI-Screen sind verfügbar unter http://www.si-screen.eu.

Out-of-Home Displays werden an unterschiedlichsten öffentlichen Orten immer häufiger für Produkt- und Unternehmenswerbung verwenden. Gleichzeitig steigt das Interesse an Gestensteuerung und anderen modernen Interaktionsmöglichkeiten mit Großbildschirmen durch den Erfolg von Spielekonsolen wie beispielsweise Microsoft Kinect stetig an. Vor diesem Hintergrund liefert der folgende Beitrag zunächst eine kurze Einführung in den Themenbereich „Out-of-Home Displays“ sowie die damit verbundenen Begriffe „Ubiquitous Computing“ und „Pervasive Advertising“. Anschließend werden mögliche Klassifikationskriterien zur Strukturierung  von Out-of-Home Displays erarbeitet und anhand von Beispielen vorgestellt. Am Ende des Artikels erfolgt ein kurzer Ausblick über Nutzungsparadigmen von Out-of-Home Displays, die sich auf die Verbesserung der Informationsversorgung innerhalb von Unternehmen übertragen lassen.

Motivation

Interaktive Großbildschirme und andere Display-Technologien sind mittlerweile allgegenwärtig und werden ständig weiterentwickelt ¹. Geeignete Nutzungskonzepte mit informationellem Mehrwert für die unternehmensinterne Zusammenarbeit fehlen jedoch, obwohl sich die bereits erfolgreich angewendeten Methoden im Bereich Pervasive Advertising z.T. durchaus auf den Unternehmenskontext übertragen werden könnten. Um dies in einem ersten Schritt zu ermöglichen, werden im vorliegenden Artikel verschiedene Konzepte von Out-of-Home Displays vorgestellt und klassifiziert.

Begriffsdefinitionen

Um für die spätere Beschreibung verschiedener Anwendungen eine ausreichende Begriffsbasis zu schaffen, werden im folgenden Kapitel zunächst die Begriffe „Out-of-Home-Displays“ sowie die damit verbundenen Wissenschaftsbereiche  „Ubiquitous Computing“ und „Pervasive Advertising“ kurz vorgestellt.

Out-of-Home Displays

Der Begriff “Out-of-Home-Displays”, resp. “Out-of-Home-Media” stellt eine Erweiterung und Weiterentwicklung des vor allem im angelsächsischen Raums verbreiteten Begriffs der “Outdoor Media” dar.(Stalder, Ursula) ²

Out-of-Home-Displays bezeichnen damit alle digitalen Kommunikationsträger, die außerhalb des eigenen Hauses verwendet werden. Sie beruhen auf gemeinsamen technischen Grundlagen und haben gemeinsame medienspezifische Eigenschaften, z.B. Technologie, Informationsgehalt oder Eingabemöglichkeiten, die unterschiedlich genutzt werden. Es existieren unterschiedliche Anwendungsformen für Out-of-Home Displays. Die meisten Anwendungsgebiete sind vergleichbar mit konventionellen Werbe-, Unterhaltungs- und Informationssystemen, wobei sich vier Bereiche herauskristallisieren:

• Out-of Home-Medien: Infoterminals, Kiosksysteme, etc.
• Bild-Medien: TV, Videoclips, Film, Podcasts, etc.
• Display-Medien: TV, PC, Web, MP3-Player, etc.
• Netzwerk-Medien: Websites, Management-Informationssystemen, etc.

Diese unterschiedlichen Anwendungsgebiete lassen eine Kategorisierung nach verschiedenen konkreten Ausprägungen zu. Ihr Kontext als eigenständige Mediengruppe im medialen, sozialen und räumlichen Umfeld sind dabei die maßgebende Eigenschaft ³.

Ubiquitous Computing

Der Begriff des „Ubiquitous Computing“ ⁴ beschreibt die allgegenwärtige Informationsverarbeitung, die Datenzugriffsmöglichkeit und die Vernetzung des Alltages mit „intelligenten“ Maschinen und Geräten. Interaktivität, Automatisierung und Ubiquität sind die Eigenschaften, die für dieses Prinzip stehen und im Rahmen von E-Commerce-Szenarien und webbasierten Geschäftsprozessen nutzbar gemacht werden können ⁵. Das scheinbare Verschwinden der Technologie ist die mitunter wichtigste Eigenschaft:

The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it.(Weiser, Mark) ⁶

Für dessen Verwirklichung werden drei Teilen benötigt: günstige und leistungsstarke Computer, Software für ubiquitäre Anwendungen und ein Netzwerk, das alles miteinander verbindet. Anhand dieser aufgezählten Punkte fügt sich Pervasive Computing „unsichtbar“ in die Umwelt ein und verändert das Leben der Gesellschaft ⁷. Neue Technologien wie Sensoren, Netzwerke, Verarbeitungs- und Speichereinheiten ermöglichen die drei Kernprinzipen: Automation, Interactivity und Ubiquity ⁸.

Pervasive Advertising

Pervasive Advertising ist eine Zusammenführung der Fachrichtungen Pervasive Computing und Advertising. Advertising beschäftigt sich mit jeglicher Entwicklung von Werbung, um bei potentiellen Kunden Informationen zu vermitteln, Emotionen zu wecken und Reaktionen auszulösen. Neue Erkenntnisse aus der Marktforschung ⁹ argumentieren für das Einbinden von neuen effektiveren und insbesondere ubiquitären Technologien in die Werbung. Aus der Verbindung der beiden Fachrichtungen Advertising und Pervasive (Ubiquitous) Computing geht Pervasive Advertising hervor. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, die bestehende Art der Werbung zu verändern. Besonders Personalisierung und das Kreieren eines positiven Verkaufserlebnisses stehen im Vordergrund.

„Pervasive advertising is the use of pervasive computing technologies for advertising purposes.”(Müller et al.) ⁸

Durch die Verbindung mit Ubiquitous Computing bietet Pervasive Advertising im Vergleich zu traditionellen Werbemitteln, wie Plakatwänden oder Litfaßsäulen, fortgeschrittene Darstellungsmöglichkeiten. Pervasive Advertising beschäftigt sich u.a. mit:

• Symmetric Communication: Das Abgeben der Bestimmungsrechte der Werbemittelbetreiber in die Hände der Nutzer; der Kunde erhält bei der Auswahl der Werbung ein Eintscheidungsrecht. ¹⁰
• The Long Tail: Auch Kleinanbietern ist es möglich, durch geringen Einsatz eine effektive und individualisierte Werbekampagne zu starten. ¹¹
• Experiences: Neugier und das Interesse von Personen an neuen, unbekannten Systemen; Die visuellen Eindrücke, das Gefühlte und das daraus Reflektierte sind die drei Ebenen, die Pervasive Advertising anspricht. ¹²
• Personalization and Context Adaptivity: Speichern von Vorlieben und Verhalten von Zielgruppen oder -personen, um den Kontext, in dem eine Werbung steht, besser zu erfassen und für die Darstellung der Werbung berücksichtigen zu können. ⁸
• Audience Measurement: Messung von Reaktionen der Passanten oder Nutzer, um den Erfolg oder Misserfolg einer Werbekampagne in Zahlen und Daten noch exakter beschreiben zu können. ¹³
• Automated Persuasion: Überzeugungskraft von Pervasive Displays, die auf die allgegenwärtige, teilweise unterbewusste Wahrnehmung setzt, um das Verhalten von Passanten zu beeinflussen und Kunden anzulocken. ¹⁴.

Beispiele für Out-of-Home Displays

In der folgenden Kategorisierung werden die verschiedene Beispiele für Out-of-Home Displays entsprechend ihrer Nutzung näher beschrieben und kurz voneinander abgegrenzt.

Produktmedien

Produktmedien zeichnen sich durch Bildschirme mit Information, Werbung und Unterhaltungsangeboten an belebten Plätzen aus.

Carrefour Live, Schweiz

Die Carrefour Market-Kette mit über 1000 Filialen nutzt ein neues Netzwerk von Bildschirmen, das neben Produktnachrichten auch lokale Werbung und allgemeine Unterhaltung bietet ¹⁵.

Carrefour Live, Schweiz ¹⁶

Carrefour Live, Schweiz ¹⁶

BBC Launch Kampagne, New York

Während der BBC Launch Kampagne wurden dramatische Fotografien aus Nachrichtensendungen dargestellt, die das Interesse der amerikanischen Bevölkerung an internationalen Nachrichten stärken sollten. Die Rezipienten konnten mit ihrem Handy über wichtige Fragen abstimmen und haben damit unbewusst ein Stimmungsbild der Bevölkerung zu verschiedenen Themen erzeugt ¹⁷.

BBC Launch Kampagne, New York ¹⁸

BBC Launch Kampagne, New York ¹⁸

Architekturmedien

Architekturmedien werden als Markenrepräsentationen in verschiedenen Größenkategorien eingesetzt. Siesind zum einen ein mediales System zur Markeninszenierung (eingebettet in die Architektur), das im Außenbereich an Gebäudefronten oder kompletten Gebäude angebracht ist und zum anderen eine zukunftsträchtige architektonische Inszenierung einer Marke mit Hilfe moderner Technik und Design, um deren Ansehen zu steigern.

Uniqa Tower, Wien

Die Versicherungsgesellschaft Uniqa repräsentiert über die Fassade des Towers hinweg die Unternehmensphilosophie durch die abstrakten und gegenständlichen Motive ¹⁹. Für die visuelle Gestaltung wurde die gesamte Gebäudeoberfläche von mehr als 7000m², bestehend aus einer zweischaligen Glasfassade, genutzt ²⁰.

Uniqa Tower, Wien ²¹

Uniqa Tower, Wien ²¹

Swarovski Kristallwelten, Wattens

Die Firma Swarovski hat in Wattens, Österreich, eine Fantasiewelt geschaffen, die sich über 8500m² erstreckt und das Motto „The Art of Crystal Fiction“ trägt ²².

Swarovski Kristallwelten, Wattens ²³

Swarovski Kristallwelten, Wattens ²³

Forschungsmedien

Forschungsmedien sind interaktive (beispielsweise gestengesteuerte) Displays, die heute meist noch nicht in öffentlichen Anwendungen genutzt werden, sondern sich in der Entwicklung befinden. Es handelt sich meist um Prototypen, die zur Erforschung und Verbesserung von Gestensteuerung, Fingererkennung, 3D-Koordinaten-Verfolgung oder Multi-User-Nutzbarkeit dienen ²⁴. Potential ist im Spiele-, Unternehmens-, E-Learning- und Simulationssektor vorhanden ²⁵. Die Steuerung erfolgt über Bewegung der Hände und Finger, welche über verschiedene Kamerasysteme eingefangen digitalisiert und umgesetzt werden.

Omnitouch

Das System besteht aus einer Kamera und einem Pico-Projektor, die zusammen überall einen Touchscreen erzeugen können ²⁶.

Omnitouch ²⁷

Omnitouch ²⁷

iPoint Presenter

Mit dem iPoint Presenter, einer Entwicklung des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts, sollt die Mensch-Computer Interaktion, wie sie aus dem Film „Minority Report“ bekannt ist, verwirklicht werden ²⁸. Die Technologie ermöglicht es dem Nutzer, den Computer mittels einfacher Gesten auch ohne direkte Berührung zu bedienen ²⁹.

iPoint Presenter ³⁰

iPoint Presenter ³¹

Kulturell-Informelle Medien

Als viertes Einsatzgebiet existieren kulturell-informelle Medien, die sich durch interaktive Informations- und Orientierungssysteme, sowie digitale künstlerische Gestaltungsmöglichkeiten im öffentlichen Raum abgrenzen lassen.

Spots Facade, Berlin

Die Spots Medienfassade in Berlin besteht aus 1800 Leuchtstoffröhren, die in einer Matrix angeordnet und individuell steuerbar sind. Das Gebäude am Potsdamer Platz ist elf Stockwerke hoch und wurde durch die Glasvorhangfassade zu einem riesigen, 1350m² großen Display ³².

Spots Facade, Berlin ³³

Spots Facade, Berlin ³³

ibex Touchboard, Luzern

Seit dem 01. Januar 2010 ist in der Lobby des Hotels Continental in Luzern das Ibex Touchboard aufgestellt. Das Informations-Tool bietet den hauseigenen Gästen Informationen über das Wetter, aktuelle Nachrichten, lokale Veranstaltungen, Webcam-Übertragungen, z.B. vom Gipfel des nächsten Berges, Kino- und Restauranttipps und vieles mehr ³⁴.

ibex Touchboard, Luzern ³⁵

ibex Touchboard, Luzern ³⁵

Klassifizierung von Out-of-Home Displays

Die verschiedenen Out-of-Home Displays können nach den folgenden Vergleichskriterien klassifiziert werden. Diese Kriterien werden im Anschluss anhand eines Beispiels in einer Klassifizierungstabelle dargestellt.

Vergleichkriterien

• Anzeigetechnologie: Dieses Kriterium gibt die genutzte Displaytechnologie an, basierend auf den Herstellerangaben oder weiterführender Literatur.
• Größe: Als Größe wird bei Bildschirmen die Diagonale in Zoll oder die Maße in Quadratmeter angegeben.
• Betrachtungs- /Benutzungsabstand: Je nach Funktion des Displays gibt es entweder nur einen Betrachtungs- oder aber zusätzlich einen Benutzungsabstand. Diese Abstände sind in vier Zonen eingeteilt: Eine persönliche Interaktions-, eine subtile Interaktions-, eine implizite Interaktions- und eine Außenzone ³⁶.
• Multiuserfähigkeit: Multiuserfähigkeit beschreibt die Eigenschaft eines Displays, mit mehreren Benutzern gleichzeitig zu interagieren ³⁷.
• Nutzung: Die vorgestellten Modelle können entweder interaktiv sein oder zur reinen Darstellung verwendet werden.
• Verwendungszweck: Die Verwendungszwecke beinhalten z.B. Werbung, Informationsversorgung, Aufmerksamkeitserregung oder Markenrepräsentation und sind eng mit der Zuordnung in die jeweilige Kategorie verbunden.
• Informationsgehalt: Dieses Kriterium gibt das Verhältnis von reiner Werbung und Informationen an, z.B. Aktualität von Nachrichten.
• Eingabe: Die Eingabe an Displays kann über fünf Kategorien erfolgen: optisch, haptisch, akustisch, über Peripheriegeräte und Umwelteinflüsse.
• Ausgabe: Im Vergleich zur Eingabe existieren bei der Ausgabe des Displays an Rezipienten vier Kategorien: optisch, haptisch, akustisch und Peripheriegeräte.
• Umgebung: Out-of-Home Displays finden sich quasi überall im öffentlichen Raum ¹. Dieses Kriterium liefert daher eine Einschränkung der genaueren Umgebung, in der das System installiert wurde.
• Kategorie: Die Out-of-Home Displays werden in die im vorherigen Abschnitt vorgestellten Kategorien zugeordnet.

Beispiel: Hauptbahnhof Zürich

Das e-advertising Unternehmen hat im 2. Untergeschoss des Bahnhofs den ersten interaktiven Ad Screen der Schweiz eingerichtet. Auf dem Display wird abwechselnd, im 30 min Takt, Werbung für Coca-Cola und den VW Golf GTI angezeigt. Durch eine neue Softwaretechnik, die von der Vanija GmbH bereitgestellt wurde, soll die Werbung realistischer werden ³⁸.

Hauptbahnhof Zürich ³⁹

Mehrwerte für Unternehmen

Aus den betrachteten Out-of-Home Displays können verschiedene potenzielle Mehrwerte beim Einsatz von Großbildschirmen zur Verbesserung der Informationsversorgung in Unternehmen abgeleitet werden:

• User Attraction und die Nutzung von Mobile Devices wie im Beispiel der BBC Launch Kampagne: Dadurch wird die Attraktivität gesteigert und zur Interaktion mit einem eigenen Gerät, z.B. einem Smartphone angeregt.
• Gestensteuerung als moderne Interaktionsmöglichkeit wie im Beispiel des iPoint Presenter: Durch diese moderne Form der Interaktion kann die Steuerung intuitiver gestaltet und für ein größeres Zielpublikum nutzbar gemacht werden.
• Mehrbenutzerfähigkeit, bzw. die Mehrbetrachterfähigkeit, wodurch mehrere Personen gleichzeitig an einem Display arbeiten können: Das kollaborative Arbeiten kann effektiver und einfacher durchgeführt werden.
• Die Informationsdarstellung auf einem Display: Aus dem Beispiel des iBex Touchboard können geeignete Visualisierungsarten abgeleitet werden, um die benötigten Informationen auf sinnvolle Weise darzustellen. Dadurch kann ein Informationsüberfluss verhindert werden.

Zusammenfassung

Out-of-Home Displays sind mittlerweile allgegenwärtig und werden ständig weiterentwickelt ¹. Geeignete Nutzungskonzepte mit informationellem Mehrwert für Unternehmen fehlen jedoch. Neue Visualisierungs- und Interaktionsmöglichkeiten, z.B. Multi-Touch, Gestensteuerung oder synchron-mehrbenutzerfähige Darstellung finden aktuell fast ausschließlich Anwendung in der Werbe- und Unterhaltungsbranche.

Gestensteuerungsmöglichkeiten werden beispielsweise bereits durch verschiedene Systeme erfolgreich erforscht ^{24 25 40 41}.
Schwerpunktmäßiger Nutzungskontext sind allerdings Unterhaltungssysteme ⁴² , obwohl Gestensteuerung als zukunftsträchtiges Interaktionsverfahren gilt. Out-of-Home-Medien bieten darüber hinaus viele weitere Verwendungsmöglichkeiten ⁴³. Durch Übertragung der Konzepte können Unternehmen die vorhandenen Mehrwerte für sich nutzen, um die unternehmensweite Informationsversorgung  zu verbessern.

Diesbezügliche Ansätze finden sich u.a. hier auf der Plattform im Bereich CommunityMirrors – Interaktiven Großbildschirmen zur Verbesserung der peripheren Informationsversorgung im Unternehmenskontext.

Tablets haben inzwischen Laptops als ubiquitäre Benutzerschnittstellen den Rang abgelaufen und werden zunehmend zum alltäglichen Begleiter. Vor diesem Hintergrund fasst der vorliegende Artikel aktuelle sowie in naher Zukunft auf dem Markt erhältliche Tablet-Produkte zusammen und vergleicht sie miteinander. Der Schwerpunkt des Vergleichs liegt in erster Linie auf Tablets mit dem Betriebssystem Android, wobei zwei Geräte mit anderen Betriebssystemen als Referenz dienen. Der Artikel ist im Kontext des Forschungsprojekts SI-Screen entstanden, das aktuell unter Beteiligung der Forschungsgruppe Kooperationssysteme zusammen mit anderen Firmen durchgeführt wird und versucht, älteren Menschen durch eine einfach zu bedienende Benutzerschnittstelle einen leichteren Zugang zum Social Web zu ermöglichen. In der Zusammenstellung werden deshalb auch wesentliche Anforderungen an die Geräte für die Nutzung durch Senioren berücksichtigt. Darüber hinaus werden im Hinblick auf die im Projektkontext betrachtete Nutzergruppe der „Best Ager“ nicht nur Tablets, die in naher Zukunft bereits erscheinen behandelt, sondern auch Industrial-Design-Konzepte, die ein Wegweiser dafür sein können, wie derartige Geräte in wenigen Jahren aussehen könnten.

Laut jüngsten Untersuchungen ist das Betriebssystem Android auf dem Vormarsch und hat im Smartphone-Bereich bereits einen Marktanteil von 50 Prozent erreicht. ¹ Auch im Tablet-Bereich wird Android immer mehr zum Apple-Konkurrenten. Apple iOS hat im 2. Quartal 2011 etwas über 30 Prozent Marktanteil im Vergleich zum Vorjahr verloren, wohingegen Android fast 30 Prozent hinzugewinnen konnte. ²

Marktanteil Smartphones 3. Quartal 2010 ³

Marktanteil Smartphones 3. Quartal 2011 ³

Marktanteile bei Smartphone-Betriebssystemen ⁴

Zukunftsvisionen

In diesem einführenden Abschnitt werden Konzepte von Tablet-Devices vorgestellt, die zum Teil nur als Grafik und Idee, aber auch bereits als Prototyp vorhanden sind. Im Vordergrund der Betrachtungen steht der potenzielle Mehrwert für ältere Menschen. ⁵

Papier-Tablet

Eine mögliche Weiterentwicklungsrichtung für Tablet-Devices ist das Material. Diesbezüglich existieren Visionen, dass ein Tablet in Zukunft einem Stück Papier ähnlich wird, auf dem man beispielsweise seine Zeitung lesen kann. Die digitale Version ist dabei immer aktueller als gedruckte Zeitungen und gleichzeitig flexibler als bisherige Tablets, da sich dieses Device falten lässt und somit auch bequem in einer Jackentasche unterzubringen ist. Um die Vision zu verwirklichen, läuft aktuell an der Stanford Universität ein Projekt um biegsame Batterien aus Papier herzustellen ⁶. Neben der grundlegend anderen Haptik liegt der Hauptvorteil des Konzepts darin, dass das leicht in jeder Jackentasche mitgenommen werden kann.

Konzept eines Papier-Tablets ⁷

Smartphone-Tablet-Hybrid

Eine andere Designstudie beschäftigt sich mit der Lösung für das Problem, mit einem Tablet auch telefonieren zu können. Nutzer haben heute häufig nur eine SIM-Karte. Sofern diese für den mobilen Internetzugang in einem Tablet verwendet wird, ist die telefonische Erreichbarkeit eingeschränkt. Im Lösungsansatz von HTC deshalb verfügt das Tablet über einen Telefonhörer in stabform zum Telefonieren. Somit kann man sein Tablet auch als Telefon benutzen und hat trotzdem nur einen kleinen Hörer am Ohr. Zudem ist der ein Hörer am Ohr eine seit langem bekannte Art zu telefonieren und erfordert somit keine Verhaltensumstellung.

HTC mit Telefon ⁷

Senioren-Tablet

In Japan bringt Sharp ein Senioren-Tablet ⁸ auf den Markt, welches das Einkaufen erleichtern soll, indem die Benutzer durch ein virtuelles Einkaufszentrum geleitet werden. Das Gerät eignet sich vor allem für Personen, die aus gesundheitlichen Gründen nicht mehr ausreichend mobil sind, um die Einkäufe selbst im Supermarkt durchzuführen. Durch die Verwendung von großer Schrift und speziell angepassten Bedienelementen, richtet sich das Tablet nach den besondere Bedürfnissen der Zielgruppe „Best Ager“. Die im Comic-Design gehaltene Software verwendet eine eigene Währung und nutzt eine virtuelle Bezugsperson (Avatar) als zusätzliche personalisierte Hilfestellung für die Benutzer.

Sharp Tablet für Senioren ⁹

Tablet-Auswahl im Überblick

Dieser Abschnitt gibt einen Überblick über die innerhalb der Marktstudie verwendeten Geräte sowie die zugrundegelegten Bewertungskriterien, wie beispielsweise Gewicht, Auflösung, Displaygröße oder Abmessungen. Die Geräteauswahl basiert u.a. auf dem Heise Preisvergleich für Tablets. Eine besondere Herausforderung war dabei die Konsolidierung der z.T. fehlenden oder voneinander abweichenden Angaben zu Ausstattung und technischen Details.

Asus EeePad Transformer TF101 ¹⁰

HTC Flyer ¹¹

Apple IPad 2 ¹²

Kindle Fire ¹³

Samsung Series 7 Slate ¹⁴

Samsung Galaxy Tab 8.9 ¹⁵

Sony Tablet P ¹⁶

Sony Tablet S ¹⁷

Eingrenzung des Studienrahmens

Der Begriff „Tablet“ wurde in der Vergangenheit für sog. „Tablet-PCs“, eine primär von Microsoft geprägte Laptop-Spezialform aus den späten neunziger Jahren verwendet. Diese ursprüngliche Kategorie des Tablet-PCs, bei der es sich quasi um einen Laptop mit drehbarem Touchscreen handelt wird heute meist als Convertible bezeichnet. Kennzeichnend für die Geräte ist u.a. der häufig mitgelieferte Stift sowie eine typischerweise vorhandene Handschrifterkennung.

Spätestens seit der Einführung des Apple iPad wird der Begriff „Tablet“ inzwischen synonym für ultra-mobile Touchscreens verwendet, die meist gänzlich ohne Tastatur auskommen und deutlich größer sind als die von der grundsätzlichen Bedienung her sehr ähnlichen Smartphones.  Im Unterschied zu Convertibles, deren Software meist keinerlei Unterschiede zu einem klassischen Desktop-PC aufweisen, arbeiten Tablets fast ausschließlich mit speziell angepassten Betriebssystemen, die auf dem App-Konzept basieren. Hierdurch erlauben sie die modulare und sehr einfache Erweiterung um neue Funktionen bzw. Anwendungen.

Am Beispiel der verschiedenen Transformationsstufen vom Laptop zu einem multimedialem Notizblock des HP EliteBook 2760p zeigt die nachfolgende Galerie den Unterschied zwischen dem Convertible und einem Viewsonic Viewpad 7:

HP EliteBook 2760p ¹⁸

HP EliteBook 2760p ¹⁸

HP EliteBook 2760p ¹⁸

Viewsonic Viewpad 7 ¹⁹

Bewertungskriterien

Um die Funktionalitäten und Besonderheiten der Tablets ausführlich gegeneinander abgrenzen zu können, wurden unterschiedliche Bewertungskriterien gesammelt und im tabellarischen Überblick am Ende dieses Artikels zusammengestellt. Alle hier aufgeführten Tablets sind WLAN-fähig und unterstützen Multitouch-Gesten. Die Bewertungskriterien sind folgende:

• Preisspanne: Spanne zwischen dem niedrigsten und höchsten Preis des Heise Preisvergleichs für Tablets. ²⁰
• Displaygröße: Display-Diagonale in Zoll
• Abmessungen: Breite und Höhe des Gerätes in Millimetern
• Dicke: Dicke des Tablets in Millimetern
• Gewicht: Gewicht des Tablets in Gramm
• Gewicht/Größe: Verhältnis von Gewicht in Gramm zu Displaygröße in Zoll (je kleiner, desto besser)
• Auflösung: Native Auflösung des Tablets
• Prozessor: CPU des Tablets mit Rechengeschwindigkeit in GHz
• Arbeitsspeicher: Arbeitsspeicher in GB
• Massenspeicher: Interner Flash-Speicher des Tablets
• Betriebssystem: Verwendetes Betriebssystem
• 3G- / WWAN-Modul: Möglichkeit, mit dem Tablet auch unterwegs ohne WLAN im Internet zu surfen.
• Speicherkarten: Welche und wie viele Speicherkartenslots sind vorhanden?
• Kamera: Sind Kameras vorhanden und welche Auflösung haben sie?
• haptische Tastatur: Wird eine haptische Tastatur speziell für das Gerät mitgeliefert, oder ist sie als Zubehör verfügbar?

Neben diesen quantitativen Bewertungskriterien wurden folgende subjektiven bzw. kontextspezifischen Vergleichskriterien für die Zusammenstellung herangezogen:

• Verarbeitung/Qualität: Wirkt das Tablet hochwertig verarbeitet?
• Haptik: Wie fühlt es sich an?
• Besonderheiten: Beispielsweise Stylus, Tastatur, aufklappbar
• Knöpfe: Hat das Tablet Knöpfe und wenn ja wie viele? Sind die Knöpfe sinnvoll belegt und gut zu erreichen?
• Ergonomie: Liegt das Tablet gut in der Hand?
• Mobilität: Kann man das Tablet auch bequem mit nur einer Hand halten?
• Displayqualität: Spiegelt das Display?

Tablet-Devices im Detail

In diesem Abschnitt werden die im Überblick oben bereits aufgeführten Tablets jeweils kurz mit ihren Besonderheiten im Detail vorgestellt.

Sony Tablet S

Sony Tablet S ¹⁷

Das Sony Tablet S hat eine Bildschirmdiagonale von 9,4 Zoll und im Gegensatz zu den meisten Tablets eine schräge Bauform. Dies ermöglicht eine ergonomische Körperhaltung, wenn das Gerät auf dem Tisch liegt, da man sich nicht nach vorne beugen muss um den Bildschirm ohne Spiegelungen zu erkennen. Die Top-Variante bietet  bis zu 32 GB Massenspeicher und 3G.

Das Tablet wird mit Android 3.1 ausgeliefert und kann auf Android 3.2 geupdatet werden. Der auf den ersten Blick gute technische Eindruck wird durch die Verwendung des etwas billig wirkenden Kunststoffs getrübt.

Sony Tablet P

Sony Tablet P ¹⁶

Im Gegensatz zu seinem zuvor vorgestellten großen Bruder hat das Tablet P zwei 5,5 Zoll Bildschirme, die es ermöglichen das Gerät zuzuklappen, was wiederum einen enorm hohen Mobilitätsfaktor mit sich bringt. Die CPU ist ein Tegra 2 mit 1,0 GHz, der auch in vielen anderen Android-Tablets wie zum Beispiel dem Asus EeePad Transformer TF101 oder dem Sony Tablet S zu finden ist.

Im Vergleich zu anderen Tablets ist das Gerät mit einem Preis von rund 599 Euro relativ teuer und mit 14 Millimetern vergleichsweise dick. Ein Pluspunkt ist die Tatsache, dass es bereits mit Android 3.2 ausgeliefert wird, der momentan aktuellsten Honeycomb-Version.

Asus EeePad Transformer TF101

Asus EeePad Transformer TF101 ¹⁰

Das Asus EeePad Transformer hat eine Bildschirmdiagonale von 10,1 Zoll und wiegt nicht zu unterschätzende 680 Gramm. Das Gerät verfügt über eine 1,2 Megapixel Kamera an der Vorderseite zur Videotelefonie und über eine 5,0 Megapixel Kamera für Schnappschüsse auf der Rückseite.

Das Tablet ist eines der Ersten, welches durch ein optional erhältliches Keydock zu einem Android-Laptop transformierbar ist. Das Keydoch steigert außerdem die Akkulaufleistung und bietet zusätzliche Anschlüsse.

HTC Flyer

HTC Flyer ¹¹

Das Flyer von HTC ist ein 7 Zoll großes Tablet, das durch die geringe Displaydiagonale hohe Mobilität verspricht. Entgegen der aufstrebenden Multitouch-Kultur ist das Tablet mit einem zusätzlichem Stylus ausgestattet, der schwierige Eingaben auf dem kleinen Displays vereinfacht.

Im Gegensatz zum Sony Tablet S wirk die Verarbeitung des HTC Flyer auf Grund des Metallgehäuses qualitativ hochwertig. Trotz der edleren Verarbeitung liegt das Gerät mit 420 Gramm bzgl. des Gewichts im Durchschnitt.

Amazon Kindle Fire

Kindle Fire ¹³

Das Kindle Fire ist der günstigste Kandidat im Vergleich und ist primär als eBook-Reader konzipiert. Daher hat es keine Kamera und der nicht vorhandene Speicherkartenslot ist von Amazon so beabsichtigt, da Inhalte ausschließlich über die eigenen Dienste bezogen werden sollen.

Das Tablet hat kein 3G-Modul und ist somit auf WLAN für den Internetzugang angewiesen. Das geringe Gewicht von 413 Gramm ordnet sich hervorragend in den 7 Zoll Tablet-Markt ein.

Samsung Galaxy Tab 8.9

Samsung Galaxy Tab 8.9 ¹⁵

Das Samsung Galaxy Tab 8.9 hat für seine Bildschirmdiagonale von 8,9 Zoll mit 470 Gramm ein relativ geringes Gewicht. Es bietet eine 2,0 Megapixel Kamera an der Front für gute Qualität bei Videotelefonie und eine 3,0 Megapixel Kamera auf der Rückseite für Schnappschüsse.

Das Tablet wird mit Android 3.1 ausgeliefert und hat ein 3G-Modul. Bemerkenswert ist die geringe Dicke des Gerätes von nur 8,6 Millimetern. Unglücklicherweise bietet es keinen Kartenslot zur Erweiterung des internen 16 GB Massenspeichers.

Samsung Series 7 Slate

Samsung Series 7 Slate ¹⁴

Das Samsung Series 7 Slate ist neben dem als nächstes vorgestellten Apple iPad2 das einzige nicht auf Android basierende Tablet in diesem Vergleich. Es wird mit Windows 7 ausgeliefert und hat einen Intel Core i5 Prozessor mit zwei Kernen bei einer Geschwindigkeit von 1,6GHz.

Das Gerät verfügt über 128 GB interne Speicherkapazität und einen microSD-Kartenslot. Es fehlt jedoch ein 3G-Modul. Außerdem weist das Tablet weist mit 890 Gramm bei 11,6 Zoll Bildschirmdiagonale ein sehr hohes Gewicht auf. Bemerkenswert ist der hohe Preis von über 1300 Euro, was eher an Preise für vollwertige Desktop-PCs erinnert. Als kleiner Pluspunkt ist eine Tastatur optional erhältlich.

Apple iPad2

Apple IPad 2 ¹²

Das Apple iPad2 ist auf dem Tablet-Markt heute quasi das Maß der Dinge und legt somit auch die Messlatte dieses Vergleichs vor. Der interne Flashspeicher des mit iOS5 ausgelieferten Geräts ist bis zu 64 GB groß. Darüber hinaus ist die teuerste Variante auch mit 3G-Modul erhältlich und wiegt 613 Gramm.

Beim iPad(2) muss erwähnt werden, dass es schon vergleichsweise lange auf dem Markt erhältlich ist, dabei aber wie viele Apple-Produkte immer noch einen sehr hohen Preis hat. Es verfügt zwar über eine Kamera in der Front und eine auf der Rückseite, beide besitzen allerdings nur geringe Auflösungen, die z.T. noch nicht einmal die vom iPhone 3S bekannte Fotoqualität erreicht. Weiterhin sucht man vergeblich nach einem Slot für eine Speicherkarte.

Zusammenfassung

Abschließend lässt sich sagen, dass auch heute noch kein Allround-Tablet existiert, welches perfekt für jedes Einsatzszenario zugeschnitten ist. Benötigt man viel Arbeitsspeicher und eine hohe Festplattenkapazität, ist das Samsung Series 7 Slate den anderen Tablets vorzuziehen, wobei hier natürlich der weit höhere Preis und das nicht nativ für Tablets ausgelegte Betriebssystem Windows zu beachten ist.

Falls die Mobilität im Vordergrund steht, darf man das Sony Tablet P nicht außer Acht lassen. Es zeichnet sich durch das beste Gewicht-Größe-Verhältnis im Vergleich aus und ist durch seine kompakte Bauweise leicht in der Hosentasche zu verstauen.

Um eine einfachere, dem individuellen Einsatzkontext entsprechende Auswahl zu erleichtern fasst der nachfolgende Überblick die wichtigsten oben bereits kurz vorgestellten Bewertungskriterien der Devices in einem abschließenden tabellarischen Überblick zusammen:

Überblick über Tablet-Devices ²¹

Danksagung

Dieser Beitrag steht im Zusammenhang mit dem Forschungsprojekt SI-Screen, das mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung, und Forschung (Förderkennzeichen 16SV3982), sowie durch das Europäische AAL Joint Programm (AAL-2009-2-088) gefördert wird. Das Vorhaben wird von der innovationsmanufaktur GmbH (ehemals SportKreativWerkstatt GmbH) koordiniert und gemeinsam mit der Universität der Bundeswehr München realisiert. Weiterführende Informationen sind verfügbar unter http://www.si-screen.eu.

Die Faszination dafür, Gegenstände nur durch die eigene Stimme zu steuern, hat mittlerweile zu einer merklichen Schwerpunktverlagerung in der Weiterentwicklung technischer Geräte geführt, wie zum Beispiel die Feature Liste des iPhone 4S jüngst zeigte. So wurde die Sprachsteuerung zu einem der wichtigsten Aspekte Multimodaler Interaktion. In diesem Artikel soll ein Überblick über Möglichkeiten zur Spracherkennung bzw. Sprachsteuerung vermittelt werden, dazu werden auch Webdienste behandelt. Möglichkeiten zur Implementierung beziehungsweise Einbindung für Software-Projekte, also vorhandene Programmbibliotheken ¹ werden sofern vorhanden vorgestellt. Er soll einen groben Umriss über aktuell Produkte bieten. Der Schwerpunkt liegt in diesem Artikel auf der Android-Entwicklung und wurde im Zusammenhang mit dem Projekt ELISA erstellt. Es soll eine Erleichterung der Bedienbarkeit von Tablets unter anderem durch Sprachsteuerung erreicht werden.  Zunächst werden grundlegende Begriffe sowie Mechanismen erklärt, bevor im weiteren Verlauf Webdienste und Produkte im Einzelnen behandelt werden. Sie sind dabei unterteilt in den Kategorien „kommerziell“ und „Open Source“. Im abschließenden Vergleich werden sie einander tabellarisch gegenübergestellt.

Grundlagen

Zu unterscheiden ist neben Text-to-Speech (TTS) und Speech-to-Text (STT) vor allem zwischen Spracherkennung und Sprachsteuerung. TTS ist die künstliche Erzeugung (Synthese) von Sprache. Bei STT findet eine Digitalisierung der analogen Sprachsignale statt, welche mit Hilfe von akustischen Modellen, Wörterbücher und Sprachmodellen erkannt werden.

Bei der Spracherkennung werden eingegebene Sprachinformationen durch computerbasierte Systeme analysiert. ² Natürliche oder auch fließende Spracherkennung ist dabei die Fähigkeit des Systems nicht nur unterbrochene (diskrete) Sätze, sondern einen gesamten Sprachfluss zu erkennen. Es ist also bei modernen System nicht notwendig eine Pause zwischen den Wörtern einzulegen.

Als Sprachsteuerung hingegen bezeichnet man die Eingabe von Befehlen in technische Geräte per Stimme.  Diese baut direkt auf Spracherkennung auf, denn das gesprochene Wort muss erst erkannt werden, bevor es einem bestimmten Befehl zugeordnet werden kann.

Beispiel Spracherkennung ³

Mechanismen zur Spracherkennung

Hidden Markov Model

Als stochastisches Model der Spracherkennung wird unter anderem das Hidden-Markov-Model ⁴ verwendet und in der Spracherkennungssoftware implementiert.

Das Hidden-Markov-Model ist die einfachste Form eines dynamischen Bayes’schen Netzes und ist durch Zustände und Übergangswahrscheinlichkeiten gekennzeichnet. Es entscheidet abhängig von den bisherigen Eingaben welches Wort, oder auch welches Phonem, mit größerer Wahrscheinlichkeit gemeint ist. ⁵

Beispiel:

Otto möchte seinen Bekannten Charlie anrufen.
„Charlie“ wird im Optimalfall wie „t-sch-a-r-l-i“ ausgesprochen.
Aufgezeichnet wird jedoch eine Tonspur die sich eher anhört wie „d-sch-a-o-l-ü“.
Das gemeinte Wort „Charlie“ ist für das Spracherkennungsprogramm also keineswegs direkt erkennbar, „t-sch-a-r-l-i“ ist hidden.

Das Programm verfügt über zwei Wahrscheinlichkeitstabellen,
die es sich nun zuhilfe nimmt.
Die eine Tabelle enthält Information, die unter Anderem besagen, dass
ein hidden-t mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auch als „d“,
ein hidden-r mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auch als „o“ und
ein hidden-i mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auch als „ü“ beobachtet werden kann.
Die andere Tabelle enthält Information, die unter Anderem besagen, dass
ein hidden-t wahrscheinlicher einem hidden-sch vorrausgeht als ein hidden-d,
ein hidden-r wahrscheinlicher zwischen einem hidden-a und einem hidden-l vorkommt als ein hidden-o und
ein hidden-i wahrscheinlicher auf ein hidden-l folgt als ein hidden-ü.

Dank dieser Informationen  wird das Programm nach einer etwas aufwändigen Berechnung unter Beachtung vieler weiterer Informationen aus den Tabellen in der Lage sein, „t-sch-a-r-l-i“ als wahrscheinlicher anzunehmen, „d-sch-a-o-l-ü“ also zu verwerfen und die Tonspur als „Charlie“ richtig zu erkennen.

Kommerzielle Dienste und Produkte

Nuance

Nuance bietet neben verschiedenen Spracherkennungsprodukten für Desktopanwendungen auch einen Webdienst zur serverbasierten Spracherkennung zum Beispiel für mobile Apps. Es unterstützt sowohl iOS als auch Android. Zur Entwicklung solcher Apps wird ein entsprechendes Software Development Kit (SDK) bereitgestellt, das im Folgenden kurz erläutert wird.

Dragon Mobile SDK

Dragon Mobile Logo ⁶

Das Dragon Mobil SDK ist eine eigener Werkzeugsatz zur Integration von Spracherkennung in bestehende Applikationen und zur Erstellung eigener Anwendungen und nutzt eine serverbasierte Spracherkennung. Sogenannte Back-End-Systeme haben den Vorteil dass eine Verbesserung der Spracherkennung durchgeführt werden kann, ohne dass die Anwendung selbst aktualisiert werden muss.

Ein Codebeispiel:

 // Use the same handler for both buttons
 final Button dictationButton = (Button)findViewById(R.id.btn_startDictation);
 Button websearchButton = (Button)findViewById(R.id.btn_startWebsearch);
 Button.OnClickListener startListener = new Button.OnClickListener()
 {
 @Override
 public void onClick(View v) {
 _listeningDialog.setText("Initializing...");   
 showDialog(LISTENING_DIALOG);
 _listeningDialog.setStoppable(false);
 setResults(new Recognition.Result[0]);

 if (v == dictationButton)
 _currentRecognizer = MainView.getSpeechKit().createRecognizer(Recognizer.RecognizerType.Dictation, Recognizer.EndOfSpeechDetection.Long, "en_US", _listener, _handler);
 else
 _currentRecognizer = MainView.getSpeechKit().createRecognizer(Recognizer.RecognizerType.Search, Recognizer.EndOfSpeechDetection.Short, "en_US", _listener, _handler);
 _currentRecognizer.start();
 }
 };
 dictationButton.setOnClickListener(startListener);
 websearchButton.setOnClickListener(startListener);

Apple

Apple hat spätestens seit dem iPhone 4S ⁷ und ihren Plänen zu Sprachsteuerung von TV-Geräten ⁸ wieder eine wichtige Rolle in der Spracherkennung eingenommen. Es unterhält dementsprechend eigene Server zur Spracherkennung und -steuerung, limitiert deren Nutzung jedoch bisweilen stark.

SIRI

Logo Siri ⁹

Siri ist eine Software von Apple, die der Erkennung und Verarbeitung von natürlich gesprochener Sprache dient. ¹⁰ Apple hat durch den Kauf vin Siri ¹¹  bewiesen, wie interessant Sprachesteuerung für Kunden ist.

Microsoft

Tellme

Von Microsoft für Windows-Phone entwickelt Software Tellme bietet durch die Cloud eine ständige Verbesserung der Spracherkennung ¹².

Logo von Tellme ¹³

Es soll ein Konkurrent zu Siri sein, schnitt jedoch in vielen subjektiven Tests als deutlich schlechter und weniger intelligent ab. ¹⁴

WSR Macros

Dies ist ein kostenfreies Tool zum herunterladen, welches einem eine einfache Möglichkeit gibt die Sprachsteurung von Windows zu erweitern, ohne weitgreifende Programmierkenntnisse zu besitzen. Jedoch bleibt es weit hinter den Möglichkeiten anderer Anbieter zurück.

Google VoiceActions

Logo von Google Voice ¹⁵

Auch Google hat mit Google Voice Actions ¹⁶ eine Möglichkeit entwickelt das Mobiltelefon oder das Tablet per Sprache zu bedienen. Anders als andere Anbieter braucht es den Vergleich mit Siri nicht zu scheuen, obwohl es in der Umsetzung einen deutlich anderen Weg gewählt hat. Anders als beim Produkt von Apple wird weniger in Oberfläche von Siri angezigt, sondern auf die Suchmaschine von Google gesetzt. Es wirkt zwar dadurch technischer, aber häufig auch detaillierter. Es stehen also auf der einen Seite ein Dialog-Ansatz und Styling von Apple und auf der anderen Seite klare Anweisungen und aufgelistete Ergebnisse von Google. ¹⁷

Iris

Die erste Version von Iris soll innerhalb weniger Stunden entstanden sein und wurde später durch updates immer genauer und zuverlässiger. Dexetras Versuch Siri zu klonen stellt zur Zeit noch nicht eine ausgereifte Software dar, man kann aber vermuten, dass durchaus noch weitere Updates folgen werden. ¹⁸ Iris benötigt Google Voice Search ¹⁹ und TTS, welche aber frei im Android Market erhältlich sind. Da es keine Softwarebibliothek, sondern eine prototypische Implementierung  auf Basis des unten erläutertem Android SDK ist und kein Quellcode erhältlich ist, kann es nicht in eigenen Programmen verwendet werden.

Android SDK

Android bietet den Vorteil, dass es frei und kostenlosnlos ist und zusäzlich der Quellcode eingesehen und studiert werden kann. Beides erleichtert die Implementierung neuer Applikationen. Die SDKs sind umfangreich und schon mit verschieden Tests vorhanden. Mit der aktuellen Version 4.0 Ice Cream Sandwich soll zudem auch ein Front-End-System, also einer Erkennung auf dem Client, der Spracherkennung möglich sein. Es ist damit unabhängig von den Servern der Anbieter, die Anwendung muss aber zur Verbesserung manuelle aktualisiert werden.

ein Codebeispiel:

/**
 * A very simple application to handle Voice Recognition intents
 * and display the results
 */
public class VoiceRecognitionDemo extends Activity
{

    private static final int REQUEST_CODE = 1234;
    private ListView wordsList;

    /**
     * Called with the activity is first created.
     */
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
    {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.voice_recog);

        Button speakButton = (Button) findViewById(R.id.speakButton);

        wordsList = (ListView) findViewById(R.id.list);

        // Disable button if no recognition service is present
        PackageManager pm = getPackageManager();
        List<ResolveInfo> activities = pm.queryIntentActivities(
                new Intent(RecognizerIntent.ACTION_RECOGNIZE_SPEECH), 0);
        if (activities.size() == 0)
        {
            speakButton.setEnabled(false);
            speakButton.setText("Recognizer not present");
        }
    }

    /**
     * Handle the action of the button being clicked
     */
    public void speakButtonClicked(View v)
    {
        startVoiceRecognitionActivity();
    }

    /**
     * Fire an intent to start the voice recognition activity.
     */
    private void startVoiceRecognitionActivity()
    {
        Intent intent = new Intent(RecognizerIntent.ACTION_RECOGNIZE_SPEECH);
        intent.putExtra(RecognizerIntent.EXTRA_LANGUAGE_MODEL,
                RecognizerIntent.LANGUAGE_MODEL_FREE_FORM);
        intent.putExtra(RecognizerIntent.EXTRA_PROMPT, "Voice recognition Demo...");
        startActivityForResult(intent, REQUEST_CODE);
    }

    /**
     * Handle the results from the voice recognition activity.
     */
    @Override
    protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data)
    {
        if (requestCode == REQUEST_CODE && resultCode == RESULT_OK)
        {
            // Populate the wordsList with the String values the recognition engine thought it heard
            ArrayList<String> matches = data.getStringArrayListExtra(
                    RecognizerIntent.EXTRA_RESULTS);
            wordsList.setAdapter(new ArrayAdapter<String>(this, android.R.layout.simple_list_item_1,
                    matches));
        }
        super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
    }
}

Vlingo

Vlingo Logo ²⁰

Vlingo ist eine kostenfreie App, welche Nachrichten oder Mails sendet, Anrufe und Websuche durch einfache Sprachbefehle startet – welche aber beim ersten Start eingestellt werden müssen. Es ist nur mit Android Versionen ab 2.0 kompatibel. Im Hauptmenü werden alle verfügbaren Befehle aufgelistet und neben dem erstellen von SMS, ist es auch möglich andere Applikationen wie zum Beispiel Skype aufrufen. Die Spracherkennung wurde in mehreren Test als überraschend gut beschrieben und bietet auch einen inCar-Modus, welcher eine Steuerung mit fast gar keinem Berühren erlaubt. ²¹

Open Source Projekte

Neben kommerziellen Webdiensten und Produkten gibt es auch Open Source Projekte, die sich ebenfalls mit Spracherkennung (vordergründig) sowie zum Teil mit Sprachsteuerung befassen.
Durch eine freie und kostenlose Veröffentlichung eines Quelltextes fördern diese die Weiterentwicklung und erleichtern die Verbreitung. Es kann somit eine große Anzahl an Personen an einer Aufgabe arbeiten und jeder profitiert von den Erfolgen anderer.

CMU Sphinx

CMU Sphinx ist ein Open Source Projekt ²² zur Spracherkennung der Carnegie Mellon University. Es ist unabhängig vom Nutzer und bietet die Erkennung von ununterbrochenem Sprachfluss. ²³

Julius

Logo Julius ²⁴

Julius ist eine Spracherkennungs-Engine, welche Open Source ist und sowohl ununterbrochene Sprachflüsse versteht, als auch mit großen Wortschätzen umgehen kann. Es basiert auf Hidden Markov Modellen und läuft auf modernen PCs nahezu in Echtzeit. ²⁵ Neben dem vollständigen Quelltext bietet es zusätzlich noche eine Anleitung in Englisch und Japanisch.

VoxForge

Logo von Voxforge ²⁶

VoxForge erstellt akustische Modelle für die Verwendung mit Spracherkennungs-Engines wie Sphinx oder Julius. Es sammelt dafür eingereichte Sprachdateien von Benutzern. ²⁷ Aus den Sprachaufnahmen wir dann ein akustisches Modell erstellt, welches aber eine große Menge von Sprachaufnahmen benötigt.

RWTH ASR

Logo RWTH ASR ²⁸

RASR ist ein open source Spracherkennungs-Werkzeugsatz. Es wurde von der „Human Language Technology and Pattern Recognition Group“ an der Universität in Aachen entwickelt.

Nutzungsmöglichkeiten

Sprachsteuerung ²⁹

Das Ziel ist es im Schwerpunkt eine Verkürzung der Funktionsaufrufe um damit die Erleichterung der Bedienbarkeit zu erreichen. So soll es möglich sein vom Hauptmenü aus, mit nur einem Befehl, eine Person aus der Kontaktliste des Tablets anzurufen. Es entfallen also zum Teil lange Befehlsketten und werden durch  einzelne Befehle ersetzt. Es ist unter anderem für ältere Menschen, der Zielgruppe von ELISA, von Bedeutung.

In diesem Zusammenhang soll eine Beispielkontakliste auf einem Tablet erstellt und dem Nutzer ermöglicht werden sich einen dieser Kontakte durch einen Sprachbefehl anzuzeigen.

Vergleich

In dieser Tabelle können die vorgestellten Produkte und Webdienste nun miteinander verglichen werden.

Überblick über Anbieter- Tabelle

Zusammenfassung

Der Artikel zeigt, dass es bereits eine Vielzahl an Webdiensten, Produkten und Open Source Projekten zur Spracherkennung und Sprachsteuerung gibt, welche sich in vielen Gesichtspunkten jeweils sehr von einander unterscheiden. So wird die potentielle Nutzbarkeit zum Teil stark dadurch eingeschränkt, welche Betriebssysteme unterstützt werden, unter was für einer Lizenz die Veröffentlichung läuft, welche Sprachen erkannt werden und ob überhaupt Sprachsteuerung oder das Entwickeln eigener Anwendungen (SDK) vorgesehen ist. Dies wird in obiger Tabelle deutlich.

Die Spracherkennung derer Technologien, die sich für Android nutzen lassen findet bisweilen serverseitig statt. Die aufgezeichnete Eingabe wird an einen Server weitergeleitet und von diesem zu Text bzw. Befehlen verarbeitet.
Somit funktionieren jene nur, solange die Verbindung zwischen Gerät und Internet steht. Lediglich Google ließ verlauten, dass sein Android 4.0, welches Anfang Januar 2012 erscheinen soll, erstmals über eine autonom arbeitende Spracherkennung verfügt.

Unabhängig davon soll unbestätigten Berichten zufolge Anfang 2012 Googles Antwort auf Siri erscheinen. So berichtet der Fachblog androidandme, derzeit arbeite das Entwicklerteam an einer neuen Android-Sprachsteuerung mit Codenamen Majel. Auch heise.de zitierte den englischsprachigen Bolg in einem entsprechenden Artikel.
Majels Spracherkennung solle jedoch serverseitig stattfinden, hieß es, was wiederum mit Goggels offizieller Ankündigung einer autonom arbeitende Spracherkennung nicht ganz in Einklang zu bringen ist. Ein Google-Sprecher wiegelt Nachfragen indess damit ab, dass sie „keine Gerüchte und Spekulationen kommentieren“.
Man darf gespannt sein.

Das CommuntiyMashup ist eine Integrationslösung für Daten aus sozialen Diensten. Es vereinheitlicht und verbindet Daten aus den unterschiedlichsten Quellen. Hierbei steht im Sinne des „Social Web“ die Person im Vordergrund. Eine definierte Schnittstelle mit vorgefertigen Anwendungskompenten lässt eine einfache Verwendung der Daten in verschiedensten Anwendungsszenarien zu. Diese Seite gibt einen Überblick über die dem CommunityMashup zugrundeliegenden Konzepte und vermittelt einen Einblick in seine vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten.

Ausgangssituation

Mit dem Erfolg von Web 2.0 im privaten und Enterprise 2.0 im unternehmensweiten Bereich veränderte sich die Art und Weise wie Informationen strukturiert und kosumiert werden.

Social Networking

Auswirkungen des Erfolg von Social Software

Im Zuge des immer verbreiteteren Einsatzes von Social Software auch im Unternehmenskontext vollzieht sich eine Entwicklung von einer datenzentrischen Systemsicht hin zu einer personzentrischen Perspektive. Soziale Netzwerke wie Facebook oder Microblogging Dienste wie Twitter sind nur zwei Arten von Diensten die Einzug in unser tägliches Leben gefunden haben. Insgesamt lässt sich beoachten, dass fast jeder Nutzer inzwischen mehr als einen Dienst benutzt, sei es wegen spezieller Funktionalitäten, den Personen die über den jeweiligen Dienst erreichbar sind oder schlichtweg um private und berufliche Nutzung zu trennen. So sind wir unter anderem gezwungen den richtigen Kanal zu wählen um Informationen zu konsumieren bzw. zu verteilen. Dies nährt den Wunsch nach einer Integrationslösung, die unsere Daten aus unterschiedlichen Diensten vereint ohne dabei ein neues zentralisiertes System zu schaffen. Insbesondere muss uns die Wahl der Dienste und die Art und Weise, wie wir diese nutzen wollen offen bleiben.

Mobile und ubiquitäre Nutzung

Eine weitere Veränderung der letzten Jahre lässt sich in der Nutzung verschiedenster Geräte, mit denen wir Informationen konsumieren, festhalten. Sei es mit dem Tablet zuhause im Wohnzimmer, unterwegs per Smartphone oder klassisch im Büro mit dem Desktoprechner. Hinzukommen ubiquitäre Systeme wie interaktive Wandbildschirme, welche die letzten Lücken unserer Informationsversorgung schließen. Eine zukunftsfähige Integrationslösung muss daher dem Nutzer die Möglichkeiten der freien Geräte- und Plattformwahl offen lassen.

Nutzerzentrische Aggregation verschiedener Quellen

Der Grundgedanke des Web 2.0 beinhaltet die starke Einbeziehung aller Nutzer bei der Erstellung von Inhalten und die Möglichkeit diese mit anderen Personen zu teilen. Mit der Integration von Daten aus uterschiedlichen Diensten entsteht der Wunsch diese untereinander mit zusätzlichen Informationen zu Verknüpfen und diese wiederum mit anderen zu teilen. Hierin liegt auch ein Kritikpunkt an aktuellen Integrationssystemen, die meist nur aus einer Single-User Perspektive getrieben sind. Beispielsweise ist die Verteilung der Information innerhalb einer Gruppe, wer welche Artikel zu einem gemeinsamen Interessensgebiet gelesen hat, aus dieser Perspektive unmöglich. Wobei die Artikel natürlich aus verschiedensten Quellen stammen können. Zusammen mit der personenzentrischen Sicht auf Daten, der Vielzahl verschiedenster genutzer Dienste und der Verwendung unterschiedlichster Geräte führt dies zum Wunsch einer neuen Integrationslösung für die wir im folgenden die Konzepte und Lösungsansätze vorstellen.

Grundidee

Das CommunityMashup verbindet die Inhalte aus verschiedensten sozialen Diensten. Dazu zählen beispielsweise Soziale Netzwerke wie facebook, Microblogging Dienste wie twitter oder Bild-Dienste wie flickr, aber auch spezielere wie beispielsweise der Referenzmanagement-Dienst Mendeley für wissenschaftliche Veröffentlichungen. Die Daten aus diesen Diensten werden über die Schnittstellen der Services abgerufen und über spezielle Adapter vereinheitlicht, so dass sie miteinander vermischt und verbunden werden können („mashup“). Die vereinheitlichten Daten werden anschließen wieder über spezielle Schnittstellen bereitgestellt. Hierbei wird auf unterschiedliche Anwendungsszenarien und deren spezielle Anforderung eingegangen, die insbesondere durch verschiedene Geräte und Plattformen beeinflusst sind. Wir unterscheiden ganz allgemein zwischen Web-Anwendungen, Desktop-Anwendungen und Anwendungen für mobile Geräte. Die folgende Grafik visualisiert diese Zusammenhänge noch einmal grafisch. Hierbei ist vorallem zu beachten, dass Daten nicht nur von den angebunden Diensten zu den Endbenutzer Anwendungen fließen, sondern auch in umgekehrter Richtung.

Grundidee des CommunityMashup

Model Driven Approach

Ausgehend von der Grundidee einer Integrationslösung für soziale Dienste, die Daten vereinheitlicht und über spezielle Schnittstellen wieder bereitstellt, stellt sich die Frage nach dem passenden Entwicklungsansatz. Erfahrungen haben gezeigt, dass Internetdienste sowie ihre ggf. vorhandenen Schnittstellen einer permanenten Änderung und Weiterentwicklung unterworfen sind. Dienste kommen und gehen bzw. sind populären oder unpopulärer ebenso verhält es sich mit ihren Funktionen und Schnittstellen. Um flexibel auf diesen kontinuierlichen Wandel reagieren zu können und dabei eine stetige Evolution der Integrationslösung zu ermöglichen, schlagen wir einen modellgetriebenen Ansatz vor. Dieser basiert auf einem dafür konzipierten personenzentrischen Datenmodell, das die Zusammenhänge in sozialen Diensten wiedergibt. Dieses Datenmodell und die darauf aufbauenden Anwendungskomponenten stellen wir im weiteren Verlauf näher vor.

Datenmodell

Untenstehende Abbildung zeigt die Kernelemente des personenzentrischen CommunityMashup-Datenmodells. Es enthält die drei Kernelmente Person, Organisation und Inhalt (Content). Organisationen wie auch Inhalte können hierarchisch strukturiert werden. Inhalte werden über eine Autor-Beziehung mit Personen verknüpft, diese wiederum können über Organisationen gruppiert werden. Personen-Objekte spiegeln jeweils reale Menschen wieder, d. h. für eine Person wird nicht ein eigenes Element für je benutzten Dienst erzeugt werden, vielmehr bilden alle verteilten Profile zusammen eine digitale Identität ab. Das Selbe gilt auch für die Profile von Organisationen. Jeder weitere Dienst trägt seine zusätzlichen Profilinformationen über Erweiterungs-Objekte (Extensions) bei. So bleibt auch der Bezug zur ursprünglichen Quelle erhalten.

Kernelemente des CommunityMashup Datenmodells

Ein Kernkonzept des Datenmodells ist die bewusst offene Verwendung von Tags für Metainformationen, um ein Minimum von zusätzlichen Attributen für die einzelnen Daten-Objekte fix speichern zu müssen. Beispielsweise erhält eine Person nicht mehr zwei Attribute für die private und die berufliche E-Mail-Adresse, sondern Referenzen zu zwei E-Mail Objekten getaggt mit privat bzw. beruflich. Ein E-Mail Objekt lässt sich dann beispielsweise noch facebook taggen um so deren Verwendung auszuzeichnen. Dieses Verfahren wird auf alle Objekte des Datenmodells angewandt und erlaubt sehr flexible Such- und Filtermethoden und ermöglicht dadurch letztlich eine nutzungsoffene Verwendung der Integrationslösung.

Anwendungskomponenten

Mit der aus dem Datenmodell hervorgehend Abbildungsvorschrift, die es erlaubt Daten aus sozialen Diensten zu vereinheitlichen und miteinander zu verbinden, stellt sich die Frage, welche Teile einer konkreten Anwendung direkt vom vorliegenden Datenmodell abängen und somit ebenfalls automatisch aus dem Modell generiert werden können. Um eine nachhaltige und erweiterbare Lösung zu ermöglichen, ist es quasi ein Muss, dass alle diese direkt ableitbaren Teile automatisch bzw. zumindest semi-automatisch generiert werden. Die folgende Grafik gibt einen Überblick über die für das CommunityMashup relevanten, automatisch generierbaren Anwendungskomponenten:

Modell-Getriebene-Entwicklung

Viele UML-Werkzeuge unterstützen mittlerweile die automatische Erzeugung einer (Java) Schnittstelle mit zugehörigen leeren Klassen und Methoden. Für eine durchgängige Lösung wird allerdings ausführbare Code mit einer Laufzeitumgebung (RunTime) benötigt. Diese kümmert sich beispielsweise um die Erzeugung von Objekten bzw. um die Bereitstellung von Methoden zur Manipulation solcher Instanzen. Ein zusätzlicher Event-Mechanismus erlaubt das Verfolgen dieser Änderungen. Eine weitere wichtige Anwendungskomponente stellt die Persistierung dar. Diese wird beispielsweise für Caching benötigt. Für die Persistierung von Daten ist eine Serialisierung und Deserialisierung der Objekte notwendig. Diese wird ebenfalls für den Datenaustaustausch über Web-Schnittstellen im XML-Format benötigt. Im Rahmen des CommunityMashup-Projektes wird aktuell eine durchgängige Werkzeugkette aufgebaut, die die automatische Erstellung dieser Komponenten ermöglicht. Wir wenden den gleichen modellgetrieben Ansatz auch auf ein Meta-Modell an, das die möglichen Konfigurationen des CommunityMashup beschreibt. Hierfür werden viele identische Komponenten benötigt, allerdings jeweils bezogen auf ein anderes Modell. Die Verwendung des Meta-Modells erlaubt es, Konfigurationen speichern und laden zu lassen (Persitierung) und beispielsweise aus Gründen der Fernwartung auch über eine Web-Schnittstelle abfragen und verändern zu lassen.

Service-Orientierte-Architektur

Alleine durch die oben beschrieben, aus einem Modell erzeugbaren Komponenten lässt sich noch keine gesamte Integrationslösung erstellen. Ziel des CommunityMashups ist nicht nur ein flexibles Entwicklungskonzept das durch den modellgetriebenen Ansatz erreicht wird, sondern auch eine flexible Systemarchitektur die aufgrund von Anforderungen wie Skalierbarkeit, Performance und Ausfallsicherheit eine Verteilung von Systemkomponenten zulässt. Diese Service-Orientierte-Architektur, muss sich dadurch auszeichnen, dass definierte Systemkomponenten als eigenständige Services mit definierten Schnittstellen realisiert werden. So lassen sich selbst zur Laufzeit einzelne Komponenten aktualisieren bzw. austauschen ohne die Verfügbarkeit des Gesamtsystems zu beeinflussen. Nachfolgende Abbildung zeigt ein exemplarisches verteiltes Szenario mit Client- und Server Komponenten.

Verteilte Umgebung

Die Verbindung der Daten aus den eizelnen Quelldiensten (Source 1 bis Source n) wird auf einem Server durchgeführt und durch eine Konfiguration gesteuert. Jede dieser Quellkomponenten wird als eigener Service realisiert, der sich sich einzeln aktualiseren lässt, beispielsweise um auf die Änderung einer entfernten Schnittstelle zu reagieren.Java Intern überführen die dargestellten Quellkomponenten Daten der externen Dienste in das dem personenzentrische CommunityMashup-Datenmodell und tragen diese hierdurch sukzessive zu einem gemeinsamen Datensatz zusammen. Die zentrale CommunityMashup-Komponente stellt diesen Datensatz (ggf. je nach Bedarf gefiltert) wieder über eine Java Schnittstelle bereit. Darauf aufbauend lässt sich eine REST Schnittstelle hinzufügen, die die aggregierten und gefilterten Daten (zugriffsbeschränkt) über das Web verfügbar macht. Spezielle Anwendungskomponenten lassen nun eine Verwendung der Daten auf Client-Seite über eine identische Java API zu. Die je nach Client-Typ (im oben abgebildeten Beispiel eine klassische Desktop Anwendung in Kombination mit einem Android Mobile Device) speziell ausgeprägten Anwendungskomponenten kümmern sich im Hintergrund transparent um den Datenaustausch und verlagern je nach Client rechenintensive Aufgaben auf den Server.

Das CommunityMashup stellt Anwendungen eine auf Web2.0-Inhalte spezialisierte und auf einem personenzentrischen Datenmodell basierende Datenbasis zur Verfügung. Um Anwendern/Entwicklern generische Zugriffsmöglichkeiten auf diese Datenbasis zu ermöglichen, wurde im Rahmen einer Masterarbeit eine REST-Schnittstelle für das CommunityMashup entwickelt, die nachfolgend kurz vorgestellt wird

Problemstellung

Zu Beginn der Entwicklung des CommunityMashups wurde der Zugriff auf die Daten des Frameworks lediglich über eine Java-Schnittstelle ermöglicht, d.h. eine es nutzende Anwendung musste in Java implementiert sein und auf der gleichen Maschine wie das CommunityMashup laufen.Eine auf verschiedene Geräte oder Architekturen verteilte Nutzung wurde somit starkt erschwert (vgl. Abbildung links).

Aufbau des CommunityMashups

Verwendung der REST-Schnittstelle

Um diesem Problem zu begegnen, wurde das CommunityMashup im Rahmen einer Masterarbeit um eine REST-Schnittstelle erweitert. Mit Hilfe dieser Schnittstelle können verschiedenste Arten von Anwendungen (z.B. normale Anwendungen, Smartphone-Apps oder Widgets) auf unterschiedlichen Geräten auf die Daten eines oder mehrerer CommunityMashups zugreifen und diese verwenden sowie manipulieren (vgl. Abbildung rechts).

Verwendung der Schnittstelle

Die Schnittstelle kann prinzipiell von jeder Anwendung verwendet werden, die entsprechend der Schnittstellen-Dokumentation erstellt/konfiguriert wurde:

Aufbau des erweiterten CommunityMashups

Da die Kommunikation mit der REST-Schnittstelle über das HTTP-Protokoll und damit potentiell dem gesamten Internet geschehen kann, ist die Anwendungsentwicklung sowohl was den Ort als auch die Architektur des Zielsystems betrifft vom CommunityMashup unabhängig.

Die REST-Schnittstelle wird vom CommunityMashup in Form eines Java-Servlets bereitgestellt, welches ebenfalls die Dokumentation der Schnittstelle enthält.

Beide können über die URL des CommunityMashup-REST-Services erreicht werden, der eine selbsterklärende Beschreibung der angebotenen Dienste bereithält. Unter anderem kann die Syntax der REST-Anfragen nachgeschlagen werden und die Anfragen können im Browser getestet werden, was bei der Entwicklung kompatibler Anwendungen hilft.

Webeinstieg der REST-Schnittstelle

Dokumentation der Schnittstelle

Technische Umsetzung

Um die REST-Schnittstelle mit der modellgetriebenen Entwicklung des CommunityMashups ¹ im Einklang zu halten, werden die dynamischen (vom Datenmodell des CommunityMashups anhängigen) Methoden und Funktionen mit Hilfe angepasster JET-Templates automatisch aus dem Modell generiert, was eine spätere manuelle Anpassung der Schnittstelle an Änderungen des CommunityMashups überflüssig macht:

Die Verwendung von JET-Templates

Um den unauthorisierten Zugriff auf das CommunityMashup einzuschränken, wurde ein Sicherheitssystem entwickelt, das nur registrierten Anwendungen den Zugriff auf die Daten und Funktionen des CommunityMashups gestattet. Die Absicherung der REST-Anfragen geschieht durch eine Signatur, welche die Anfrage vor einer Manipulation schützt und den Absender der Anfrage eindeutig identifiziert.

Sicherheitssystem der Schnittstelle

Die Sicherheit der Daten des CommunityMashups wird durch die Verwendung sogenannter Message Authentication Codes (MAC) sichergestellt, welche auch bei anderen (REST)-Schnittstellen namhafter Online-Dienstanbieter wie Amazon, GoogleMaps oder Flickr verwendet wird. Dabeiwird neben der eigentlichen Anfrage der Hashcode der Anfrage und eines geheimen Schlüssels übermittelt, wodurch zum einen die Integrität der Nachricht und zum anderen die Identität des Absenders sichergestellt sind.

REST-Zugriff

Die folgenden Prozessdiagramme liefern einen kurzen Überblick über die Zugriffsmöglichkeiten auf das CommunityMashup über die REST-Schnittstelle, darunter auch über den Ablauf einer gesicherten REST-Anfrage:

Zugriff über die REST-Schnittstelle

Gesicherter Zugriff über die REST-Schnittstelle

Gesicherter Zugriff über die REST-Schnittstelle

Unauthorisierter Zugriff auf die REST-Schnittstelle

Natürliche Benutzerschnittstellen (engl. „Natural User Interfaces“, kurz NUI) stellen nach der Ära der Kommandozeilenbedienung und der grafischen Benutzeroberflächen eine neue Generation der Mensch-Computer Interaktion (engl. „Human-Computer Interaction“, kurz HCI) dar

Die erste Generation der HCI waren Command-Line Interfaces (CLI). Auf einer monochromen Darstellungsfläche konnte der Benutzer durch eine vorgegebene Menge von Befehlen Manipulationen am System oder den Dateien, die das System enthält, vornehmen. Dabei erforderte diese Form der Interaktion eine strikte Einhaltung der Syntax eines Befehls, sodass der Nutzer nur mit dem Wissen über die verfügbaren Befehle und unter erhöhter Konzentration zur Einhaltung der syntaktischen Vorgaben Manipulationen vornehmen konnte. Die Eingabe erfolgte ausschließlich über eine Tastatur.

Erscheinungsbild eines CLI

Die zweite Generation der Benutzerschnittstellen sind die heute weit verbreiteten grafischen Benutzerschnittstellen (GUI). Neben einer größeren Farbvielfalt sorgten besonders einge Metaphern in der Gestaltung der Darstellung dafür, dass die Bedienung eines Computers deutlich vereinfacht und somit für eine breitere Nutzergruppe zugänglich wurde. So haben die Desktopmetapher, welche die Oberfläche, auf der der Nutzer interagiert einem Schreibtisch nachempfindet und das WIMP-Prinzip, dass die Zusammensetzung der grafischen Komponenten in Fenster (engl. Windows), Symbole (engl. Icons), Menüs (engl. Menus)  und Zeiger bzw. Zeigegeräte (engl. Pointer bzw. Pointing Device) einführte bis heute Bestand. Häufig werden Maus und Tastatur zur Interaktion genutzt.

Erscheinungsbild eines GUI

Die dritte Generation der Benutzerschnittstelle, die erst seit wenigen Jahren unter diesem Begriff eine eigene Entwicklungsrichtung der Gestaltung der HCI darstellt, sind Natural User Interfaces (NUI). Die Gestaltung der Darstellung und der Interaktion solerfolgt hier auf natürliche und intuitive Weise, indem auf Fähigkeiten zurückgreifen wird, die ein Nutzer im Laufe seines Lebens erworben hat. Die Interaktionsmechnismen sind vielfältig und verfolgen unterschiedliche Ansätze, die von Touchscreens über eine Steuerung durch spezielle Zeigegeräte wie der WiiRemote bis hin zu einer Gestensteuerung mit dem gesamten Körper reichen.

Horizontal Experience ¹

Anders als bei den beiden schon seit mehreren Jahrzehnten etablierten Formen der HCI gibt es jedoch wegen der dynamischen Entwicklung im Forschungsfeld NUI innerhalb der vergangenen beiden Jahre noch keine einheitliche, allgemein anerkannte Definition. Nachfolgend werden einige Definitionen vorgestellt, deren enthaltene Ansichten beschrieben und miteineander verglichen werden, um das derzeitige vorherrschende Verständnis von NUI in Wissenschaft und Praxis aufzuzeigen.

Überblick über existierende Definition

Einige der bereits existirenden Definition beziehen sich auf unteschiedliche Konzepte und Theorien und gewichten gemeinsame Aspekte verschieden. Folgende Beispiele verdeutlichen diesen Sachverhalt:

Blake 2010:

A natural user interface is a user interface designed to reuse existing skills for interacting directly with content. [Blake 2010, S. 2] ²

Diese Definition von Joshua Blake enthält folgende Aspekte:

1. Ein NUI ist „designed“. Es bedarf also einer gezielten Gestaltung eines Interaktionmechnismus durch den Entwickler, sodass die Form der Interaktion sowohl für den Nutzer, als auch für den Inhalt und den Kontext geeignet ist.
2. Ein NUI baut auf dem „reuse of existing skills“ auf. Es ermöglicht also die Wiederverwendung von Fähigkeiten, die der Nutzer im Laufe seines Lebens (z.B. bei der zwischenmenschlichen Kommunikation) erworben hat und die es ihm erlauben ein NUI ohne vorherige Anleitung zu nutzen.
3. Ein NUI erlaubt „interacting directly with the content“. Der Nutzer muss also die Möglichkeit haben, Inhalte direkt durch sein Handeln zu manipulieren.

Bollhoefer et al. 2009:

Ein Natural User Interface (NUI) beschreibt ein Interface, welches unmittelbar durch einen oder mehrere Sinne des Benutzers bedient wird. [Bollhoefer et al. 2009, S.6] ³

Bei dieser Definition eines NUI stellen Bollhoefer et al. folgende Aspekte heraus:

1. Die unmittelbare, direkte Interaktion und damit auch eine direkte Manipulation.
2. Die Nutzung eines oder mehrerer Sinne des Benutzers.

Monson-Haefel 2010:

A Natural User Interface is a human-computer interface that models interactions between people and the natural environment. [Monson-Haefel 2010] ⁴

Richard Monson-Haefel stellt also folgende Aspekte heraus:

1. Ein NUI ist eine besondere Ausprägung von HCI.
2. Ein NUI bildet die Interaktion eines Nutzers mit seiner natürlichen Umgebung (Wasser, Bäume, etc.), nicht jedoch mit seiner künstlichen Umgebung (Autos, Computer) ab.

Vergleich der Definitionen

Aus der Tabelle geht hervor, dass lediglich die direkte Manipulation von Inhalten durch die Benutzerinteraktion als gemeinsames Merkmal aller drei Definitionen auftritt. Außerdem beantworten alle Definitionen die Frage, womit aus Sicht des Nutzers interagiert wird (Fähigkeiten, Sinne, natürliches Verhalten), gehen jedoch auf keine konkrete Ausprägung von dieser Interaktion, wie beispielsweise Multi-Touch Interfaces (z.B. MS Surface ⁵, Apple iPhone ⁶, etc.), Gestensteuerung (MS Kinect ⁷, etc.), gerätevermittelte Interaktion (Nintendo WiiRemote ⁸, Air Mouse Konzepte ⁹, etc.) ein.

Fazit

Es existieren bereits einige Definitionen von „Natural User Interface“, die zum Teil Überschneidungen zeigen, zum Teil jedoch auch sehr unterschiedlich Ansätze verfolgen. Daher besteht im Rahmen des wissenschaftlichen Diskurses mit der Materie die Notwendigkeit, eine Definition abzuleiten, die sowohl die Aspekte bereits existierender Definitionen aufgreift, als auch für zukünftige Entwicklungen im Umfeld der NUI ihre Gültigkeit behält.

Dieser Artikel fasst die Ergebnisse einer Bachelorarbeit zur Identifikation von Einflussfaktoren auf die Akzeptanz von Touchscreen-Geräten zusammen. Innerhalb der Arbeit wurden in den vergangenen drei Monaten zunächst in einer explorativen Studie mit 27 Probanden positive und negative Einflussfaktoren in Bezug auf Kauf und Nutzung von Touchscreens eruiert. Anschließend wurden die gewonnenen Erkenntnisse mit bestehenden Einsatzszenarien von Touchscreens verglichen, um deren jeweiligen Bekanntheitsgrad zu beurteilen. Zusätzlich wurden mithilfe der von den Probanden angegebenen Nutzungsverhalten weitere Einsatzszenarien abgeleitet. Ziel der dargestellten Arbeit war es, durch die explorative Vorstudie eine Grundlage für spätere quantitative Untersuchungen zur Akzeptanz von Touchscreens zu schaffen.

Problemstellung & Zielsetzung

Die Verbreitung von berührungsempfindlichen Bildschirmen bzw. Touchscreens hat in den vergangenen Jahren stark zugenommen. Am deutlichsten wird dies im Bereich der Personal Devices, also kleinen Geräten wie Smartphones, Tablets und Ähnlichem. Die Verkaufszahlen steigen ¹ und die Auswahl an unterschiedlichen Geräten am Markt nimmt zu. Aufgrund fallender Display-Preise sind immer mehr Unternehmen im Besitz von Touchscreen-Geräten ².

Tablets vs. eReaders vs. Smartphones ³

Trotz großem Funktionsumfang gibt es immer noch wenig Einsatzszenarien, in denen die Geräte sinnvoll zur Produktivitätssteigerung oder anderen Unternehmenszielen eingesetzt werden können ⁴. Insbesondere interaktive Wandbildschirme, die mit Touch-Technologie ausgestattet sind, sind davon betroffen.

Mithilfe einer explorativen Studie wurde deshalb in der vorliegenden Arbeit ermittelt, wie die Akzeptanz von Touchscreen-Geräten in der Praxis ausgeprägt ist. Nach einer kurzen Einführung in die Akzeptanztheorie wurden einige Einsatzbereiche aus der Literatur beschrieben und kategorisiert, in denen Touchscreens eingesetzt werden. Im empirischen Teil der Arbeit wurden in mehreren semistrukturierten Interviews Nutzungsgründe, Barrieren und Akzeptanzhemmer sowie akzeptanzsteigernde Einflussfaktoren ermittelt. Abgeleitet aus den gewonnenen Informationen wurden die zuvor genannten Einsatzszenarien beurteilt und wenn möglich sinnvollere Einsatzszenarien konstruiert. Anhand der gewonnenen qualitativen Daten schafft diese Arbeit eine Grundlage für vertiefende quantitative Untersuchungen.

Der Akzeptanzbegriff

Unter Akzeptanz versteht man die positive Annahmeentscheidung einer Innovation durch die Anwender ⁵. Die Gründe für die Akzeptanz einer Technologie sind somit ein wichtiges Indiz für ihren Erfolg. Die Akzeptanzforschung befasst sich mit dem Umgang des Nutzers mit Innovationen und verfolgt das Ziel, die Gründe für eine Annahme bzw. eine Ablehnung durch den Nutzer zu beleuchten. Dies dient u.a. dazu, Unternehmen bei der zielführenden Entwicklung und Einführung von technischen Innovationen zu unterstützen. Um eine Erfolgsprognose für der Entwicklung und Einführung einer Technologie geben zu können, bezieht sich die Akzeptanzforschung auf Ergebnisse früherer Akzeptanzstudien, was jedoch nicht immer zielführend ist, da häufig neue Faktoren außer Acht gelassen werden und sich die Akzeptanz anders entwickelt als vorhergesagt ⁶. Anhand der Touchscreen-Technologie, an der seit 1971 gearbeitet wird ⁷, wird deutlich, dass es unter Umständen viele Jahre dauern kann, bis eine Technologie akzeptiert wird. Mit den Einflussfaktoren auf eine späte Annahmeentscheidung beschäftigt sich das Forschungsfeld der Postadoption ⁸.

Einsatzszenarien interaktiver Touchscreens

Um einige Möglichkeiten des Einsatzes zu nennen, die bisher in der Literatur behandelt wurden, wurden beispielhaft die folgenden Einsatzszenarien und zugehörige Prototypen aufgeführt und nach in der Literatur verwendeten Ansätzen wie Zweck, Aufstellungsort oder Nutzung kategorisiert:

Öffentliche virtuelle Pinnwand

Diese öffentlich platzierten Geräte dienen zur Förderung von sozialen Verbindungen und zur Informationsgewinnung durch Zusammenarbeit. Die „City Wall“ (s. Abbildung) kann beispielsweise zur Anzeige von Informationen und Fotos verwendet werden, die vom Benutzer über das Smartphone hochgeladen werden können.

CityWall ⁹

„ice-breaker“ zur Gesprächsanregung an halböffentlichen Orten

Der Zweck dieses Einsatzszenarios ist die Förderung der Gemeinschaft, Anregung zur zwischenmenschlichen Interaktion und Stärkung der sozialen Verbindungen. Diese Geräte sind in der Regel an halböffentlichen Orten wie Messen, Konferenzen, Alumni-Treffen oder ähnlichen Veranstaltungen platziert. Ein virtuelles Jahrbuch wie das „USI Alumni Faces“ ¹⁰ (s. Abbildung) zeigt Fotos der beteiligten Personen an und animiert zur ungezwungenen Interaktion.

USI Alumni Faces ¹¹

Wandbildschirm zur Unterstützung von Zusammenarbeit eines Teams bei Projekten

Der Zweck liegt hier in der Unterstützung der Zusammenarbeit durch Verbesserung des Informationsmanagements. „AwareMedia“ ¹² (s. Abbildung) beispielsweise ist ein System, das die Koordination von Projekten und zwischen Mitarbeitern unterstützt. Als Prototyp eingesetzt in einem Krankenhaus half es, Raumbelegungen und Dienstpläne zu organisieren, Patientendaten zu verwalten und eine Kommunikationsplattform für die Mitarbeiter, Schwestern und Ärzte bereitzustellen.

Aware Media ¹³

Brainstorming an einem digitalen Whiteboard

Bei der zeitlich begrenzten Gruppen- oder auch Einzelarbeit an einem digitalen Whiteboard kommt es auf die Flexibilität des Systems an. (Klein-)Gruppenarbeit wird unterstützt durch Einblendung von Arbeitsmaterialien wie Bildern, Texten und der Möglichkeit zum Notieren, Malen oder Schreiben. Das „Flatland“ ¹⁴ bietet zusätzlich zu den normalen Funktionen eines Whiteboards das Zoomen und einen sog. Time Slider, der den Stand des Geschriebenen aufzeichnet. So kann zu einer beliebigen Stelle des Fortschritts zurückgesprungen und erneut angesetzt werden.

Kollaboratives Brainstorming ¹⁵

Aktivitätsanzeige

Ein in Gemeinschaftsräumen platzierter Wandbildschirm bietet den Mitarbeitern und Besuchern einer Firma oder Abteilung Informationen über die Aktivität von Personen. Hier liegt der Fokus auf der „Awareness“ der Nutzer. Awareness beschreibt in diesem Zusammenhang die Erkenntnis über die Aktivitäten anderer, die einen Kontext für die eigene Aktivität darstellen. ¹⁶ Das „Idle Display“ ¹⁷ dient bspw. als Informationsanzeige über die Aktivität von Personen. Auf einem eingeblendeten Foto werden aktive Personen farbig dargestellt. Je inaktiver die Person wird, desto grauer wird die Anzeige des Bildes.

Idle Display ¹⁸

Interaktiver Multitouch-Tisch für Spiele, Musik und Unterhaltung

Die Prototypen in diesem, aus dem privaten Umfeld stammenden Einsatzszenario haben die Gemeinsamkeiten der horizontalen Touch-Oberfläche, sind allesamt Multitouch-fähig und haben den Zweck der Unterhaltung und des Entertainments. Das „Comino“ ¹⁹ z.B. ist ein Tisch, auf dem mehrere Benutzer ein Spiel spielen können. Der Tisch interagiert ebenfalls mit Objekten, die auf ihm abgestellt oder abgelegt werden.

Comino ²⁰

Explorative Analyse

Um zu erfahren, aus welchen Gründen Menschen Touchscreens kaufen und nutzen, wurde eine Befragung von unterschiedlichen Zielgruppen in Form eines semistrukturierten Interviews durchgeführt. Hierzu wurde ein Fragebogen mit qualitativen Fragen entworfen, auf die die Befragten ausführlich antworten konnten. Der Fragenkatalog enthält Fragen aus den folgenden Bereichen:

• Beweggründe für den Kauf
• Hinderungsgründe für den Kauf
• Wahrgenommener Aufwand
• Persönliche Einstellung zur Nutzung
• Soziale Einflüsse
• Berufliche Nutzung
• Private Nutzung
• Alternative Einsatzmöglichkeiten
• Fehlende Funktionalität
• Daten zur Person

Die gesammelten Fragen wurden nach der Befragung zusammengefasst und generalisiert sowie in eine sinnvolle geclusterte Struktur gebracht.

Ergebnisse der Studie

Für die Auswertung der Interviews wurden die Antworten transkribiert und die inhaltstragenden Aussagenteile in eine Kurzform gebracht. Anschließend wurde kategorienweise ausgewertet.

Probanden

Befragt wurden 27 Probanden, von denen 21 männlich sind. Mehr als die Hälfte (14) haben ein abgeschlossenes Hochschulstudium und drei weitere haben promoviert. 20 der befragten Personen sind angestellt, die restlichen sieben sind selbständig. Die Altersverteilung der Probanden reicht von 20 bis 54.

Bildungsstand

Altersverteilung

Geschlechterverteilung

Familienstand

Geräte und Nutzungsdauer

Die befragten Nutzer von Touchscreens haben meist (18 Probanden) mehr als ein Touchscreen-Gerät in ihrem Besitz. In elf Fällen ist es die Kombination aus Apple iPhone und iPad. Die weiteren Geräte sind fünf Tablet-PCs, je vier Smartphones anderer Marken und iPod Touch, zwei Navigationsgeräte und ein Touch-Fernseher. Die bisherige Nutzungsdauer der Geräte ist ausgewogen zwischen jahrelanger Erfahrung und frisch gekauften Geräten. 14 der 25 Gerätenutzer gaben an, dass sie bereits mit allen Funktionen ihrer Geräte vertraut sind, zehn beantworteten die Frage aufgrund der vielen versteckten Funktionen mit Nein. Die meisten (9) Probanden waren in weniger als einer Stunde sicher im Umgang mit dem Gerät. Der Großteil der Probanden (15) hat diese Zeit ebenso lang erwartet. Sieben Probanden fanden die Zeit kürzer und drei länger als erwartet. Zwei der drei Probanden über 50 Jahren haben länger als eine Woche für die Eingewöhnung benötigt.

Anzahl Touchscreens

Art der Geräte

Nutzungsdauer

Mit allen Funktionen vertraut

Sicherheit im Umgang

Zeit wie erwartet

Nutzungsintensität

Bei der Nutzungsintensität wird zwischen Nutzungshäufigkeit und Nutzungsdauer unterschieden. Die absolute Mehrheit der Befragten (20 Probanden) gab an, die eigenen Touchscreen-Geräte täglich zu nutzen. Desweiteren gab es niemanden, der seine Geräte nicht mindestens einmal in der Woche nutzt. Die Nutzungsdauer am Tag ist unterschiedlich, liegt aber meistens (7 Probanden) bei einer bis zwei Stunden am Tag. Häufig sind sich insbesondere Smartphone-Nutzer nicht darüber bewusst, wie intensiv sie ihre Geräte tatsächlich nutzen. Die gewonnenen Informationen zur Nutzungsdauer lassen auf eine hohe Erfahrung der Probanden mit dem Gerät und eine hohe Nutzungsintensität schließen.

Nutzungshäufigkeit

Nutzungsdauer

Kaufgründe

Die Kaufgründe der Probanden sind sehr unterschiedlich. Es gab Probanden, die ihr Gerät kauften, um einen bestimmten Bedarf zu decken, wie bspw. die Nutzung im Studium (4 Nennungen). Es standen häufig Mobilität, Akkulaufzeit und der kurze Bootvorgang als Kaufgründe im Vordergrund. Es gab weiterhin einige intrinsisch motivierte Gründe wie Frustkauf und Neugier nach Innovationen (2 Nennungen) sowie sozial motivierte Gründe. Am häufigsten jedoch wurde die einfache und intuitive Bedienung (6 Nennungen) als ausschlaggebender Grund genannt.

TagCloud Kaufgründe

Viele Probanden waren überrascht, als sie erfuhren, dass die Touchscreen-Technologie bereits Ende der 1960er Jahre erfunden wurde. Diese Tatsache ist häufig nicht bekannt. Teilweise herrscht sogar die Meinung, dass die Firma Apple die Technologie im Zuge von iPhone und iPad erfunden habe. Auf die Frage, warum die Probanden erst jetzt ein Touchscreen-Gerät gekauft haben, gab es ähnlich viele unterschiedliche Antworten wie auf die Frage nach den Kaufgründen.

TagCloud Gründe für den späten Kauf

Nutzung

Die Tätigkeiten, für welche die Probanden ihre Geräte nutzen, sind sehr vielfältig und reichen von Kommunikation über Unterhaltung bis zu klassischen Arbeits-Settings.

TagCloud Nutzungszwecke

22 der Befragten gaben an, dass das Gerät oder die Geräte zur Erleichterung der Mobilität angeschafft wurden. Die weiteren Gründe waren Arbeitserleichterung (10 Nennungen) und die Ersparnis von Zeit (2 Nennungen) bzw. Kosten (1 Nennung). In 19 Fällen ist diese Erleichterung im Nachhinein betrachtet auch gelungen. Die Nutzung von Touchscreens hat 16 der befragten Probanden in irgendeiner Weise Schwierigkeiten bereitet. Darunter sind viele Aspekte der Steuerung, aber auch Unzulänglichkeiten im Bereich Display und Funktionalität. Die Probanden wurden auch gefragt, was ihnen an der Nutzung der Geräte am meisten Freude bereitet. Hierbei macht der Bereich der Bedienung den größten Anteil mit 23 Nennungen aus. Weitere Freudefaktoren sind die sofortige Verfügbarkeit des Geräts (6 Nennungen), sowie die Geschwindigkeit und Funktionsvielfalt (je 4 Nennungen). Ebenso wurden Ärgernisfaktoren identifiziert.

Kategorien der Erleichterung

Freudefaktoren

Ärgernisfaktoren

Schwierigkeiten bei der Eingewöhnung

Nur zwölf der Probanden gaben an, dass in ihrem Arbeitsumfeld Touchscreens genutzt werden, was auf viel Verbesserungspotenzial hindeutet. Die Einsatzgebiete sind dabei unterschiedlich.

Berufliche Nutzung

Auf die Nachfrage hin, wo sich die Probanden eine effektive Nutzung von Touchscreens vorstellen könnten, antworteten die Probanden ausführlich und berufsbezogen.

TagCloud Mögliche Berufliche Nutzung

Beurteilung der Szenarien

Auf Basis der mit der Studie gesammelten Informationen wurden die zuvor aufgestellten Einsatzszenarien auf ihre Bekanntheit hin beurteilt. Dabei wurde nach folgendem Prinzip vorgegangen:

Beurteilung Einsatzszenarien

Aus den Nennungen für den jeweiligen Prototypen wurde anschließend ein Ranking für jedes Einsatzszenario erstellt und nach dem gleichen Schema für die Einsatzszenarien untereinander verglichen. Es lässt sich erkennen, dass das Einsatzszenario 3 mit 155 die höchste Anzahl an Nennungen erzielt. Einsatzszenario 5 mit seinen vier Prototypen stößt mit den wenigsten Nennungen auf niedrige Bekanntheit seitens der Probanden. Einsatzszenario 2 ist ebenfalls wenig bekannt. Einsatzszenario 1 landete mit 86 Nennungen im Mittelfeld.

Einsatzsszenarien im Gesamtbild

Weitere Einsatzszenarien

Nachdem die in der Literatur gefundenen Einsatzszenarien beurteilt wurden, konnten weitere Einsatzszenarien sowohl für das private als auch fürs berufliche Umfeld konstruiert werden. Hierzu wurden beschreibende Begriffe mit vielen Nennungen kombiniert mit Begriffen, die keinen der Prototypen beschreiben. Dabei sind folgende neue Szenarien entstanden:

• Installierter Entertainment- und Informations-Wandbildschirm in Sanitärbereich oder Küche
• Tragbarer Mediacontroller für die Steuerung der heimischen Entertainmentgeräte
• Tragbares, robustes Touchscreen-Gerät für den Einsatz zur Datenerfassung im Freien
• Stationär installierter Touchscreen zur Bedienung von Anlagen und Maschinen
• Tragbarer Präsentations-Touchscreen
• Halböffentlicher interaktiver Wandbildschirm für die Koordination in einer Abteilung

Erfolgspotenziale & Nutzungsbarrieren für Unternehmen

Mithilfe der gefundenen Bedürfnisse, Freudefaktoren und potenziellen Einsatzmöglichkeiten wurde festgestellt, wo die Potenziale der Nutzung von Touchscreen-Geräten liegen. Den Probanden macht die Bedienung der Geräte am meisten Freude, es gibt aber Barrieren in Form von Defiziten im Funktionsumfang und der Qualität von Software und Hardware. Diese Erkenntnis kann dazu verwendet werden, den Geräteherstellern Mängel aufzuzeigen, sodass die kontinuierliche Verbesserung vorangetrieben werden kann. Nutzern von Touchscreen-Geräten wird empfohlen, sich vor dem Kauf eines Geräts ausführlich über den Funktionsumfang der Geräte zu informieren, um Ärgernisse im Vorfeld zu minimieren. Ebenso sollten Nutzer andere Kaufwillige mit Erfahrungsberichten unterstützen. Die vielen möglichen Einsatzfelder im beruflichen Bereich deuten auf ein positives Marktpotenzial von Touchscreens im Allgemeinen und auf Verbesserungspotenzial in Unternehmen hin. Der Nutzungswille der Unternehmen muss steigen. Die von vielen Probanden gewünschten mobilen Geräte steigern die Effizienz, sparen Zeit und erzeugen mehr Freude bei der Nutzung. Zeitersparnis, Effizienz und zufriedene Mitarbeiter sind wichtige Unternehmensziele. Es müssen Einsatzmöglichkeiten erkundet werden, in denen – auch mobile – Touchscreen-Geräte sinnvoll genutzt werden können. Die Käufer solcher Geräte sollten mit sinnvollen und innovativen Nutzungs- und Bedienungskonzepten überzeugt werden. Entwicklungen im Bereich der Natural User Interfaces zeigen, worum es in Zukunft geht: Die Reduzierung der Komplexität für den Benutzer mit dem Ziel der Minimierung von Hindernissen der Akzeptanz.

Zukunftsvision Natural User Interface ²¹

Zusammenfassung & Ausblick

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, mithilfe einer explorativen Analyse die Technologieakzeptanz von Touchscreens zu untersuchen. Im empirischen Teil der Arbeit wurden Nutzungsintentionen sowie Potenziale und Barrieren der Verwendung von Touchscreens ausgemacht. Als Einflussgrößen auf die Akzeptanz stehen Freudefaktoren im Bereich der Bedienung und Ärgernisfaktoren an äußerlichen Merkmalen der Geräte sowie fehlende oder mangelhaft umgesetzte Funktionen im Mittelpunkt. Daneben zeigen sich Potenziale in Form von möglichen Einsatzbereichen im privaten und beruflichen Umfeld. Einsatzbereiche von Touchscreens sind zwar bekannt, es mangelt jedoch an der praktischen Umsetzung im Unternehmensumfeld. Hier sind weitere Maßnahmen seitens der Unternehmen zu ergreifen, um geeignete und sinnvolle Einsatzbereiche zu identifizieren. Die identifizierten Einflussfaktoren helfen bei der Verbesserung und Neuentwicklung von Touchscreen-Geräten und können damit einen Beitrag zur Entwicklungspraxis von Hardware-Herstellern oder Anwendungsentwicklern leisten. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen potenzielle Einsatzszenarien derartiger Geräte im Unternehmenskontext auf und legen einen Grundstein für weitere, quantitative Forschungen im Bereich Touchscreen-Akzeptanz.

Im Rahmen eines Projektes der Vorlesung „CSCW – Rechnergestützte Gruppenarbeit“ entsteht aktuell in der datArena auf dem Gelände der Universität der Bundeswehr München ein Testaufbau unseres CommunityMirror-Konzeptes. Die datArena ist ein aktiv betriebenes historisches Rechenzentrum mit Computern aus allen Generationen seit den 1950er Jahren und stellt ein neuartiges Lehr-, Forschungs- und Ausstellungszentrum bereit, das zwischen Technik-, Kultur- und Sozialgeschichte vermittelt und zugleich ein Forum für Begegnung bietet. ¹ In diesem Setting steht eine Fläche von ca. 20 Quadratmetern zur Verfügung, um die verschiedenen Hardware-Komponenten von CommunityMirrors in einem konsistenten Laborumfeld aufzubauen, damit ihr Zusammenwirken in der Praxis überprüfen werden kann.

Labor datArena am 09.07.2011

datArena Innenansicht

Blick auf CSCW-Bereich

datArena Außenansicht

Dieser Artikel beschreibt die bisherigen Vorgänge bis zum aktuellen Stand, wobei die Installation noch nicht abgeschlossen ist. Daher wird in der nächsten Zeit abhängig vom Fortschritt des Projektes ein weiterer Artikel erscheinen.

Aufbau

Kernaufgabe war es, die Hardware zu positionieren und aufzubauen. Der Laborbereich liegt in einer Ecke der datArena und ist somit von zwei Wänden begrenzt und von den anderen beiden Seiten zugänglich. Da der Bereich möglichst offen wirken soll und die Wege aufgrund der Fluchtwegsbestimmungen ohnehin frei bleiben müssen, konnten nur wenige Komponenten an den offenen Seiten platziert werden. Das zentrale Element ist der große Wandbildschirm, der natürlich an einer Wand befestigt wird, wodurch sich auch die restlichen Elemente eher an den Wänden orientieren. Des Weiteren sind die Standorte der RFID-Antennen für die Benutzeridentifikation relativ genau vorgegeben, da sie ganz bestimmte Bereiche erfassen sollen.

Komponenten des Labors datArena

Die grundlegende Platzierung der Geräte ist inzwischen abgeschlossen: Der Wandbildschirm als zentrales Element ist in Augenhöhe mittig an der längeren Wand befestigt. Die RFID-Antennen sind seitlich davon in den Raum ragend positioniert, während die Fingerprintsensoren am Monitor befestigt werden. Eingerahmt wird der Bereich von zwei Arbeitsplätzen mit Workstations (PC & Mac). Das Terminal steht mit dem Display zur Wand am PC-Arbeitsplatz, um dort eine private Zone zu erzeugen und gleichzeitig die Geschehnisse am großen Monitor verfolgen zu können. Die Trolley-PCs sind frei beweglich. Am PC-Arbeitsplatz ist in erhöhter Position eine Webcam angebracht, die einen möglichst großen Bereich erfasst, damit sich Aufnahmen und Videos zur Protokollierung von Vorgängen im Interaktionsbereich erstellen lassen. Um zusätzliche „Lounge“-Atmosphäre zu schaffen, ist mittig im Bereich eine Sitzgruppe mit mehreren Sesseln eingerichtet.

Überblick des ersten Testaufbaus

Grobaufbau

Grobaufbau Seitenansicht

Grobaufbau Gesamtansicht

Installation/Konfiguration

Neben diversen Aktualisierungen, die an den PCs und am Setting vollzogen werden mussten (Updates einspielen, CommunityMirrors-Framework aktualisieren, Kabel verlegen, etc.), bestand die Hauptarbeit in der Konfiguration und Integration der verschiedenen CommunityMirror-Komponenten, die im Folgenden kurz in ihrem Gesamtzusammenhang beschrieben werden.

RFID

Die Standorte der Antennen standen, wie oben bereits beschrieben, bereits fest. Daher mussten diese nur entsprechend aufgestellt und an die Lesegeräte angeschlossen werden. Dazu wurden je 2 Antennen an den Mid-Range und den Long-Range Reader angeschlossen. Ersterer dient zur Erfassung von Personen in der aktiven Zone, also derjenigen Personen, die direkt mit dem Wandbildschirm interagieren. Letzterer erfasst Personen, die sich dahinter befinden und das Geschehen passiv beobachten bzw. nur mit den Personen in der aktiven Zone interagieren, nicht aber mit dem Gerät selbst. Da die Lesegeräte beide an den Host-Rechner am Wandbildschirm angeschlossen werden mussten, sind diese in unmittelbarer Nähe davon positioniert.

Die Konfiguration der beiden Lesegeräte musste unabhängig erfolgen, da das eine per USB angeschlossen wird (Mid-Range Reader) und das andere per Ethernet (Long-Range Reader). Mit den RFID-Lesegeräten ist es, anders als es die Namensbezeichnung „Reader“ vermuten lässt, auch möglich, die zugehörigen RFID-Chipkarten mit einer selbst gewählten ID zu beschreiben. Dazu ist eine andere Konfiguration der Geräte nötig, als wenn die gelesenen RFID-Daten zum Host-Rechner übertragen werden. Die Umschaltung zwischen Konfigurationen geht mithilfe des mitgelieferten OBID ISOStart relativ schnell. Das CommunityMirrors-Framework besitzt bereits eine Schnittstelle zur Verwendung der RFID-Daten, sodass die Anzeige des Wandbildschirms in der datArena nun auf erkannte Personen reagieren kann.

Auch im Stand-Terminal ist ein RFID-Lesegerät, sowie eine entsprechende Antenne integriert. Es handelt sich um denselben Mid Range-Reader, der auch am Wandbildschirm Verwendung findet, sodass die Einrichtung hier analog verläuft.

Rückseite der RFID-Antenne

CMF mit RFID-Sicht 1

CMF mit RFID-Sicht 2

Logo der FEIG ELECTRONIC GmbH

ID ISOStart

Oberfläche des ISOStart-Konfigurationstools

OBID Long Range RFID-Reader 1

OBID Long Range RFID-Reader 2

OBID Mid Range RFID-Reader 1

OBID Mid Range RFID-Reader 2

RFID-Zonenkonzept

RFID-Antenne Kopf

RFID-Antenne Gesamansicht

Terminal Frontansicht

Terminal Schrägansicht

Terminal Schrägansicht Detail

Fingerabdruckscanner

Vor allem am zentralen Wandbildschirm kommen Fingerabdruckscanner zur Anwendung, um sich am Gerät anzumelden und sich so zum Beispiel benutzerspezifische bzw. personalisierte Informationen anzeigen zu lassen. Weiterhin können Informationen hierdurch in einer Art Warenkorb gesammelt und per E-Mail verschickt werden, um sie beispielsweise am Arbeitsplatz oder zu Hause ebenfalls zur Verfügung zu haben.

Im CommunityMirrors-Framework sind bereits mehrere Ansätze zur Integration der Geräte vorhanden. Auch am Stand-Terminal wird in Kürze ein Fingerabdruckscanner angebracht werden, um personalisierte Informationsmitnahme zwischen dem halböffentlichen Interaktionsbereich und der privaten Interaktionszone am Terminal zuzulassen.

Fingerabdruckscanner

Näherungssensoren

An einigen Geräten sind Näherungssensoren zur Erfassung einer Person im näheren Umfeld integriert, um zum Beispiel Bildschirmschoner oder ähnliches zu unterbrechen und interessantere Informationen anzeigen zu können. Hier findet jeweils dasselbe Modell Verwendung.

An Trolleys und Stand-Terminal sind die Näherungssensoren bereits integriert und installiert, sodass im Falle des Terminals dieser nur noch richtig befestigt werden musste. Der Näherungssensor vom Wandbildschirm dagegen konnte noch nicht angebracht werden, da zum einen die Frage der Stromversorgung noch offen ist, zum anderen wird der Sensor normalerweise an einen COM-Port angeschlossen, der Rechner im Wandbildschirm aber über keinen verfügt, sodass ein COM-Port/USB-Adapter notwendig ist.

Testen eines Näherungssensors

Echo-Finder HB1033-M

Echo-Finder HB1033-M

Mobile 19 - Näherungssensor

Terminal Frontansicht

Terminal Schrägansicht

Terminal Schrägansicht Detail

Netzwerkkonfiguration

Die im Setting integrierten Rechner verfügen alle über einen Internet-Zugang, der über das Rechenzentrum-eigene WLAN, welches vor Kurzem in der Halle installiert wurde, bereitgestellt wird. Hierüber werden insbesondere die mobilen Trolleys angeschlossen. Daneben existiert eine ebenfalls vom Rechenzentrum verlegte Kabelverbindung.

Um die angebundenen Komponenten (RFID-Lesegerät, Fingerabdrucklesegeräte) vom Uni-Netz zu trennen und sie in einem Subnetz gliedern zu können, wurde im Rechner des Wandbildschirms eine zweite Ethernetschnittstelle integriert.

Weitere Komponenten

Neben den oben beschriebenen, bereits seit Längerem für CommunityMirrors eingesetzten Systembestandteilen, sind vor Kurzem weitere Komponenten hingekommen, die noch installiert und konfiguriert werden müssen. Dazu zählt zunächst eine Microsoft Kinect, eigentlich eine Erweiterung der Spielekonsole Xbox 360, über die sich aber auch der Rechner per Gestensteuerung bedienen lässt. Dazu existieren Open Source Treiber, die dies unter anderem auch für Windows XP ermöglicht. Microsoft selbst hat vor kurzem ein Kinect-SDK für Windows als Beta-Version veröffentlicht, sodass die Möglichkeit besteht, das Gerät noch weitergehend in das Framework zu integrieren.

Auch mit dem sogenannten Headtracker TrackIR 5 Pro lässt sich der Rechner auf andere Weise steuern. Dabei wird eine Tracking-Komponente auf einer Schirmmütze auf dem Kopf eines Nutzers befestigt, ein Sensor ermittelt so die Kopfbewegungen und gibt diese an den Hostrechner weiter.

Zuletzt sind die Wii-Controller zu nennen, die eigentlich Zubehör der Nintendo Wii sind, mit passenden Treibern aber auch eine Maus ersetzen können. Die Steuerung schien in einem ersten Test allerdings nicht sehr präzise, sodass für diese Art der Steuerung eine gewisse Menge an Fingerspitzengefühl notwendig ist.

Headtracker

Microsoft Kinect

Nintendo Wii Controller

Mehrwert des Labors

Mit dem Aufbau des Labors wurde das CommunityMirrors-Konzept, welches bisher eher in theoretischer Form existierte, in die Tat umgesetzt. Im Folgenden können nun Forschungsarbeiten in dieser Richtung direkt am Objekt in der Praxis umgesetzt oder getestet werden. So kann das Labor bei wissenschaftliche Arbeiten, wie zum Beispiel Bachelor- oder Masterarbeiten, eine wertvolle Hilfe beim Testen von Komponenten oder Implementierungen in einem bestehenden Setting sein. Neue potentielle Komponenten lassen sich direkt testen, wie es bei der Microsoft Kinect und weiteren Komponenten bereits geschieht. Außerdem können theoretische Konzepte in der Praxis untersucht und verifiziert werden.

Ausblick

Der Testaufbau ist noch nicht abgeschlossen. Neben den neuen Komponenten, die noch integriert werden müssen, sind auch noch nicht alle ursprünglichen Arbeiten erledigt. So fehlen beispielsweise noch Kabelschächte und ein weiterer Arbeitsplatz. Weitere Informationen dazu folgen in einem späteren Bericht.

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