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.

Die ISO Norm 9241 ist eine internationale Norm, die Richtlinien zur Interaktion zwischen Mensch und Computer bereitstellt. Neben Vorgaben zur Ergonomie des Arbeitsplatzes und zur Gestaltung der Bildschirminteraktion beschreibt der Teil 9 mit dem Titel „Anforderungen an Eingabegeräte – außer Tastaturen“ neben einer Vielzahl von Begriffsbestimmungen auch Angaben für Maße der Gebrauchstauglichkeit eines Interaktionsmechanismus. So wird die Gebrauchstauglichkeit nach ISO 9241-9 durch die Effektivität, die Effizienz und die Zufriedenheit des Nutzers bei der Nutzung eines Gerätes in einem gewissen Anwendungskontext bestimmt. ¹ Außerdem enthält die Norm neben Hinweisen zur Ergonomie und Nutzungsanforderungen bei der Gestaltung von Eingabegeräten außer Tastaturen im Anhang B auch Informationen zur Bewertung der Effektivität und Effizienz der Interaktionsmechanismen. ² Zur Evaluation wird demnach ein Fitts’ Law Test verwendet. Diese Evaluationsmethode wird nachfolgend genauer erläutert, indem zunächst die ursprüngliche Evaluation eines Zeigegerätes nach Fitts vorgestellt wird und anschließend das daran angelehnte Verfahren nach ISO 9241-9 beschrieben wird.

Geschichte der Fitts‘ Law Evaluation

Der in der ISO 9241-9 beschriebene Testablauf zur Bewertung von Zeigegeräten basiert auf dem in der HCI auch vor der Normierung häufig zur Evaluation von Zeigegeräten genutzten Fitts’ Law Modell. Der ursprünglich von Paul M. Fitts durchgeführte Testablauf diente der Überprüfung, ob eine schnelle, gezielte Bewegung der Hand durch die physische Stärke des Muskelapparates oder die Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung des menschlichen Nervensystems limitiert wird. ³ Dazu mussten die getesteten Personen mit unterschiedlich schweren Stiften abwechselnd zwei Aluminiumstreifen mit vorgegebener Breite und festem Abstand berühren.

Ursprunglicher Fitts' Law Test ⁴

Die Veränderung der Breite der Aluminiumstreifen und des Abstands der Streifen diente dann zur Veränderung des Schwierigkeitsgrades. Zur Bestimmung des Schwierigkeitsgrades nutzte Fitts ein Theorem von Shannon zur Bestimmung der Kapazität eines Kommunikationskanals in bit durch ID= log₂(2A/ W) mit dem Schwierigkeitsindex ID in bit, der Zielentfernung A und der Zielbreite W. ⁵ Daher wird auch nach der heutigen ISO Norm die Schwierigkeit eines Ziels in bit angegeben und die Leistung eines Zeigegerätes in bit/s gemessen. Das Ergebnis des Tests war eine geringe Abweichung der Bewegungszeiten bei unterschiedlichem Gewicht des Stifts, woraus Fitts folgerte, dass nicht die physische Muskelstärke die Bewegungszeit einschränkt. Fitts’ Law sagt außerdem aus, dass ein linearer Zusammenhang zwischen dem Schwierigkeitsindex eines Ziels und der Auswahlzeit besteht.

Fitts' Law ⁶

Evaluation nach ISO 9241-9

Die ISO Norm bietet zur Bewertung der Effizienz und Effektivität von Zeigegeräten verschiedene Verfahren, die je nach Interaktionsform ein unterschiedliches Vorgehen zur Datensammlung erfordern.

Dabei unterscheidet die Norm nach folgenden Interaktionsformen ⁷:

• Zeigen
• Auswählen
• Ziehen
• Nachziehen
• Freihandeingabe

Je nach vorwiegender Interaktionsform bei der Interaktion mit der Mensch-Computer Schnittstelle hat auch der Versuchsaufbau ein anderes Erscheinungsbild. Während Auswahltests verschiedene Objekte auf dem Display darstellen, die der Nutzer mit dem Zeiger erreichen und auswählen muss, sind Nachziehtest so aufgebaut, dass ein Cursor-Objekt auf einer vorgegebenen Bahn zwischen zwei Randbegrenzungen bewegt werden muss. Der Anordnung von Zeiger und Zielen kann dem folgenden Bild entnommen werden:

Anticktests ⁸

Durch die Testform wird auch die Messung der Daten zur Bewertung des Interaktionsmechanismus bestimmt. Die nachfolgenden Abschnitte beschäftigen sich mit der Bewertung von Zeigegeräten bei Zeige-, Auswahl- und Ziehaufgaben.

Wahl der Schwierigkeitsindizes

Der Schwierigkeitsgrad ID bei einem Auswahltest wird durch die Entfernung des Zeigers zur Zielmitte in der jeweiligen Bewegungsrichtung und der Größe des Ziels nach folgender Formel bestimmt ⁹:

ID = log₂ ((D/W)+1) = log₂ ((D+W)/W)

Dabei ist D die Zielentfernung (Distance) und W die Zielbreite (Width). Für die Wahl der Maßeinheit für Zielentfernung und Zielbreite macht die ISO Norm keine Vorgaben, jedoch wird darauf hingewiesen, dass eine konsistente Nutzung der gewählten Einheit erforderlich ist. Nach ISO Norm gilt folgende Einordnung der Schwierigkeitsindizes auf der logarithmischen Skala:

• 2 < ID <= 4 | leichtes Ziel
• 4 < ID <= 6 | mittleres Ziel
• ID > 6 | schweres Ziel

Die verwendeten Schwierigkeitsindizes sollten bei einer konkreten Evaluation in einem Bereich zwischen 2 und 8 liegen. Eine Kombination aus Zielentfernung und Zielbreite wird als Kondition bezeichnet. Je mehr Konditionen der Testperson präsentiert werden, desto aussagekräftiger ist das Bewertungsergebnis für das jeweilige Zeigegerät. Dabei ist jedoch zu beachten, dass eine Kondition dem Nutzer 15-25 mal angezeigt werden sollte. Welche Konditionen realisiert werden können, kann von dem verwendeten Display und der genutzten Testform abhängen.

Erhebung der Messwerte

Wurde die für das Einsatzszenario des Eingabegerätes geeigente Testform gewählt und eine Menge von Entfernungs-Zielbreite-Kombinationen festgelegt, wird eine korrekte Erfassung der Nutzerinteraktion während Durchführung des Tests vorgenommen. Dabei sind einige Maße zu erheben, die für die spätere Bewertung notwendig sind. Eines dieser Maße ist die Bewegungszeit MT (Movement Time), also die Zeit, die ab dem Moment vergeht, ab dem der Nutzer den Zeiger in Zielrichtung in Bewegung setzt bis das Ziel ausgewählt wurde.

Bewegungszeit und Auswahlzeit

Dabei dürfen die Reaktionszeit des Nutzers bis zum Inbewegungnetzen des Zeiger und die Verweilzeit über dem Ziel, die bei manchen Interaktionsmechanismen zum Auslösen des Auswahlevents nötig ist, nicht in der Bewegnungszeit enthalten sein. Außerdem sollten der Start- und der Endpunkt der Bewegung sowie die Zielmitte erfasst werden und eventuelle „Fehler“ (falsche Auswahlevents) wenn sich der Zeiger nicht innerhalb des Ziels befindet, dokumentiert werden. Im Rahmen der Evaluation wird der entwickelte Mechanismus zur Erfassung und Dokumentation der Messwerte für die gewählte Testform dann von einer möglichst breiten und repräsentativen ¹⁰ Grundgesamtheit an Testpersonen genutzt.

Anpassung der Daten

Wurden die beschriebenen Messwerte bei der Durchführung des gewählten Testdurchlaufs erhoben, kann eine Anpassung der Schwierigkeitsindizes erfolgen, um den tatsächlich erzielten Schwierigkeitsindex widerzuspiegeln. Dieser sog. „effektive Schwierigkeitsindex“ wird für jede Kondition (also Zielentfernungs-Zielbreite-Kombinationen) errechnet. Dazu ist zunächst die effektive Zielbreite W_e notwendig. Diese berechnet sich aus der Standardabweichnung der Entfernung zwischen Zielmitte und Auswahlposition multipliziert mit 4,133:

W_e = 4,133 * StA_{Distanz zur Zielmitte}

Die Berechnung des effektiven Schwierigkeitsindexes erfolgt dann auf Basis folgender Formel:

ID_e = log₂ ((D/W_e)+1) = log₂ ((D+W_e)/W_e)

Ist außerdem der Start- und Endpunkt der Zeigerbewegung bekannt, errechnet man zunächst die effektive Zielentfernung D_e aus dem Mittelwert der Distanz zwischen Start- und Endpunkt für alle ausgewählten Ziele der jeweiligen Kondition. Anschließend lässt sich der effektive Schwierigkeitsindex ID_e folgendermaßen berechnen:

ID_e = log₂ ((D_e/W_e)+1) = log₂ ((D_e+W_e)/W_e)

Durch die Anpassung des Schwierigkeitsindex an die tatsächlich vom Nutzer erzielten Ergebnisse wird der lineare Zusammenhang zwischen Schwierigkeitsindex eines Ziels und der zur Auswahl des Ziels benötigten Zeit verstärkt. ¹¹

Anpassung des Schwierigkeitsgrades ¹²

Bewertung anhand des Durchsatzes

Der Durchsatz ist ein Maß, das die Leistungfähigkeit des Zeigegerätes im Hinblick auf die ausgewählte Testaufgabe quantifiziert. Es kombiniert sowohl die Präzision als auch die Geschwindigkeit eines Interaktionsmechanismus zu einem vergleichbaren Wert. Das Maß für die Präzision ist dabei der zuvor beschrieben effektive Schwierigkeitsindex ID_e jederKondition. Das Maß für die Geschwindigkeit ist die durchschnittliche Auswahlzeit der Ziele einer Kondition t_m. Der Durchsatz T (Throughput) eines Zeigegerätes mit der Maßeinheit bit ergibt sich aus folgender Summe über alle x unterschiedlichen Konditionen:

T = ∑(ID_e/t_m)

Das Maß T erlaubt dann einen Vergleich der Leistungsfähigkeit eines Zeigegerätes bei verschiedenen Aufgaben oder verschiedener Zeigegeräte bei derselben Aufgabe. Zusätzlich kann mittels linearer Regression anhand der Wertepaare (ID_e,t_m) der einzelnen Konditionen überprüft werden, ob ein linearer Zusammenhang zwischen dem effektiven Schwierigkeitsindex und der dafür benötigten Auswahlzeit besteht und das Zeigegerät sich somit gegebenenfalls konform zu Fitts‘ Law verhält.

Praktische Anwendung

Geht man nach den beschrieben Schritten vor, wird mit dem Durchsatz ein Maß gewonnen, dass einen Vergleich verschiedener Eingabegeräte erlaubt. Daher ist die Evaluation nach ISO 9241-9 eine geeignete Methode, um beispielsweise verschiedene natürliche Interaktionsmechanismen zu vergleichen.
In Kürze folgt hierzu ein weiterer Bericht zu einer durchgeführten Evaluation über die Eignung verschiedener Eingabegeräte für die Steuerung eines großen Wandbildschirms unter Einhaltung der ISO-Vorgaben. Dabei wurden die Eigenschaften von fünf Interaktionsmechanismen aus unterschiedlichen Entferungen zu einem großen Wandbildschirm untersucht. Konkret handelte es sich dabei um die Nintendo Wii Remote, die Logitech MX Air Mouse, einen Friendlyway d-sign 52 Touchscreen, einen Microsoft Kinect Sensor und ein HTC Magic Smartphone.

Einsatzentfernungen der Interaktionsmechanismen

HTC Magic ¹³

Microsoft Kinect

Logitech MX Air ¹⁴

Friendlyway d-sign 52

Wii-Mote Plus ¹⁵

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.

Im Rahmen des EU-Projekts SI-Screen (Social Interaction Screen), an dem wir als einer von zehn Projektpartnern teilnehmen, wird binnen der nächsten drei Jahre ein Gerät entwickelt, das u.a. Älteren einen einfachen Zugang zu sozialen Netzwerken wie z.B. Facebook ermöglicht. Im derzeitigen Stadium untersuchen wir den Markt hinsichtlich relevanter Trends, Konzepte, Technologien und Geräte, die für die Entwicklung eines Prototypen-Konzepts inspirierend sein könnten.

Dieser Teil unserer kleinen Mini-Serie beschäftigt sich mit Bereichen, in deren derzeit große Fortschritte erzielt werden. Insbesondere mit Hinblick auf die 3-jährige Projektlaufzeit könnten die Ergebnisse in diesen Feldern neue Möglichkeiten bei der Konzeptfindung eröffnen.

Die meisten der hier zusammengetragenen Bildern stammen aus entsprechenden Artikeln auf der Internetplattform engadget.com. Des Weiteren wurden Bilder von wired.com, gizmodo.com, it-tech.org, oopsconcept.co.cc und concepte.info übernommen.

Performance

Natürlich ist eine verbesserte Leistungsfähigkeit in allen Bereichen der Technologie zu erwarten. Bei ausreichender Verbesserung der Geschwindigkeit einer Technologie ergibt sich beispielsweise häufig ein vorher undenkbar Echtzeit-Einsatz, was wiederum eine neue Dimension möglicher Anwendungsbereiche eröffnet.

Memjet ¹

Displays

Toshiba Regza GL1 ²

Multitouch Ltd's 46'' Display ³

GMC HP Slate Integration ⁴

3D-Brille ⁵

ViewSonic ViewFun 3D Show ⁶

Electronic Newspaper Konzept ⁷

LG Optimus 3D ⁸

Noincom MemoryKick ⁹

Chinavision Mini Projektor ¹⁰

Pocketbook Mirasol ¹¹

Multitouch Twitter Mauer ¹²

NoteSlate Konzept ¹³

Pico-Projektoren ¹⁴

Flexible Displays ¹⁵

Stifteo Cubes ¹⁶

Touchscreenprojektion im Schaufenster ¹⁷

Microsoft Surface 2 ¹⁸

Thimble Konzept ¹⁹

Konnektivität

Durch ein gutes Zusammenspiel von verschiedenen Geräten an unterschiedlichen Orten lässt sich eine neuer Grad an Freiheit erzielen.

Creative SoundBlaster Tactic 3D Omega ²⁰

NFC in iPhone 5 und iPad 2 ²¹

Razer Ferox ²²

Infotainment Systeme und Smartphones ²³

Robotik

Fortschritte im Umfeld der Robotik werden in (naher) Zukunft einen ersten produktiven Einsatz zur Unterstützung des Menschen erlauben. Im Rahmen des Projekts birgt eine Erleichterung alltäglicher Aufgaben natürlich ein großes Potential für Ältere.

Cyberdyne HAL ²⁴

iRobot AVA ²⁵

iRobot Scooda ²⁶

Roboter geht zur Schule ²⁷

Augmented Reality

Augmented Reality bezeichnet die künstliche Einbettung audiovisueller Inhalte in die reale Welt. Beispielsweise lassen sich in die Echtzeitanzeige des Kamerabilds eines mobilen Geräts Zusatzinformationen einblenden (z.B. zur Routenplanung oder als Stadtführung).

Showcorn Konzept ²⁸

Junaio ²⁹

Word Lens ³⁰

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.

Im Rahmen des EU-Projekts SI-Screen (Social Interaction Screen), an dem wir als einer von zehn Projektpartnern teilnehmen, wird binnen der nächsten drei Jahre ein Gerät entwickelt, das u.a. Älteren einen einfachen Zugang zu sozialen Netzwerken wie z.B. Facebook ermöglicht. Im derzeitigen Stadium untersuchen wir den Markt hinsichtlich relevanter Trends, Konzepte, Technologien und Geräte, die für die Entwicklung eines Prototypen-Konzepts inspirierend sein könnten.

Dieser Teil unserer kleinen Mini-Serie beschäftigt sich mit neuartigen und exotischen Eingabe- und Steuerungsmethoden.

Die meisten der hier zusammengetragenen Bildern stammen aus entsprechenden Artikeln auf der Internetplattform engadget.com. Des Weiteren wurden Bilder von wired.com, gizmodo.com, it-tech.org, oopsconcept.co.cc und concepte.info übernommen.

Art Lebedev Optimus Popularis ¹

N-Control Avenger ²

UrRobot Robii ³

TouchType SwiftKey ⁴

Circboard Gamepad Typing ⁵

Evigroup Paddle Pro ⁶

eyeSight Gestenerkennung ⁷

AirPrint ⁸

iControlPad ⁹

Mattel Mindflex ¹⁰

Razer Switchblade ¹¹

Playstation Phone ¹²

KinEmote ¹³

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.

Im Rahmen des EU-Projekts SI-Screen / elisa, an dem wir als einer von zehn Projektpartnern teilnehmen, wird binnen der nächsten drei Jahre ein Gerät entwickelt, das u.a. Älteren einen einfachen Zugang zu sozialen Netzwerken wie z.B. Facebook ermöglichen soll. Im derzeitigen Stadium untersuchen wir den Markt hinsichtlich relevanter Trends, Konzepte, Technologien und Geräten, die für die Entwicklung eines Prototyp-Konzepts inspirierend sein könnten.

Dieser Teil unserer kleinen Mini-Serie beschäftigt mit Methoden, mit denen man bestehende Technologien in einem grundsätzlich anderen Kontext nutzen kann.

Die meisten der hier zusammengetragenen Bilder stammen aus entsprechenden Artikeln auf der Internetplattform engadget.com. Des Weiteren wurden Bilder von wired.com, gizmodo.com, it-tech.org, oopsconcept.co.cc und concepte.info übernommen.

Skinning

Durch einfaches Ändern der Optik eines Geräts lässt sich auf simple Weise eine unterschiedliche Wahrnehmung des Geräts erreichen, das zu einer neuartigen Verwendung einladen kann.

Macbook Air Skin ¹

Erweiterungen

Vorhandene Geräte können durch Erweiterungen neue Anwendungsfälle zulassen. Erweiterungen müssen aber nicht zwangsweise entsprechende Peripheriegeräte, o.ä. sein; z.B. kann auch ein einfacher Ständer ein Tablet zu einem digitalen Rezeptbuch in der Küche machen.

iPhonECG ²

N-Control Avenger ³

Alphyn Industry PADX-1 Ledge ⁴

iPod Nano Watch ⁵

Alupen iPad Stylus ⁶

Smart Baby Monitor ⁷

Clamcase iPad Tastatur ⁸

iPad Gesture Control ⁹

iPad Joystick ¹⁰

Handyscope ¹¹

iControlPad ¹²

iFusion ¹³

iHealth iPod Dock ¹⁴

iPad Küchenständer ¹⁵

Nuu MiniKey ¹⁶

Rullingnet Vinci ¹⁷

Integrationen

Unter Integration wird hier der Gebrauch eines Geräts als Teil eines anderen (größeren) Systems verstanden. Logisch gesehen entspricht dieses Konzept einer Erweiterung, lediglich die Wahrnehmung unterscheidet sich hier.

GMC HP Slate Integration ¹⁸

Akai SynthStation 49 ¹⁹

iRobot AVA ²⁰

QNX Playbook Integration ²¹

Samsung RF4289 ²²

Kombinationen

Durch Kombination verschiedener Geräte lassen sich zum Teil grundlegend neue Anwendungsfelder erschließen.

Philips uWand ²³

Nox Audio Admiral Touch ²⁴

Shogun Bros. Chameleon X-1 ²⁵

GenosTV ²⁶

iChef ²⁷

Samsung RMC30D ²⁸

Playstation Phone ²⁹

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. 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.

Im Rahmen des EU-Projekts ELISA, an dem wir als einer von zehn Projektpartnern teilnehmen, wird binnen der nächsten drei Jahre ein Gerät entwickelt, das u.a. Älteren einen einfachen Zugang zu sozialen Netzwerken wie z.B. Facebook ermöglicht. Im derzeitigen Stadium untersuchen wir den Markt hinsichtlich relevanter Trends, Konzepte, Technologien und Geräte, die für die Entwicklung eines Prototypen-Konzepts inspirierend sein könnten.

Dieser Teil unserer kleinen Mini-Serie beschäftigt mit außergewöhnlichen Bauformen von aktuellen und zukünftig erhältlichen Geräten. Viele dieser Bauformen ergeben sich v.a. durch die fortschreitende Miniaturisierung und die Fortschritte in der Display-Technolgie ergeben.

Die meisten der hier zusammengetragenen Bildern stammen aus entsprechenden Artikeln auf der Internetplattform engadget.com. Des Weiteren wurden Bilder von wired.com, gizmodo.com, it-tech.org, oopsconcept.co.cc und concepte.info übernommen.

Kleine Bauformen

Planon Slimscan ¹

Compulab PC3 ²

Disposable Printer Konzept ³

Futjitsu ScanSnap S1100 ⁴

Chinavision Mini Projektor ⁵

Mythos XTR-50 ⁶

Große Bauformen

Multitouch Ltd's 46'' Display ⁷

Wandbildschirme ⁸

Multitouch Twitter Mauer ⁹

Veränderliche Bauformen

Rocketfish iCapsule ¹⁰

Felix Schmidbergers Compenion Konzept ¹¹

Smartfish Engage ¹²

Faltbare Tastatur Konzept ¹³

Flip Phone Konzept ¹⁴

Smartbook Konzept ¹⁵

Kno Tablet Textbook ¹⁶

Sprint Kyocera Echo ¹⁷

LG Eagle Konzept ¹⁸

Innovative Bauformen

Art Lebedev Optimus Popularis ¹⁹

Band&Olufsen Beo6 ²⁰

Aluratek Bump ²¹

Sound Egg ²²

Dell Froot ²³

Sony Ericsson LiveView ²⁴

Razer Ferox ²⁵

Stifteo Cubes ²⁶

Thimble Konzept ²⁷