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Neue Tastatur für Touchscreens

17.04.2013
Informatiker entwerfen neues Tastaturlayout auf Touchscreen-Geräten

Ein neues Tastaturlayout für Geräte mit berührungs-empfindlichen Bildschirmen hat ein Team um Antti Oulasvirta vom Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken entworfen. Die neue Anordnung der Tasten beschleunigt die Zwei-Daumen-Eingabe deutlich.


Die KALQ-Tastatur
Max-Planck-Institut für Informatik

Mithilfe von Computeroptimierung und eines Modells von Daumenbewegungen untersuchten die Forscher Millionen von möglichen Layouts, um das mit den besten Eigenschaften zu finden. Eine Untersuchung bestätigte, dass nach kurzer Gewöhnungsphase normale Nutzer 34 Prozent schneller tippen konnten als auf einem Tablett mit QWERTY-Layout.

Auf heutigen Smartphones und Tablet-Computern zu schreiben, dauert länger als nötig. Denn die Tasten sind auf Geräten mit berührungsempfindlichen Bildschirmen genauso wie auf einer klassischen Schreibmaschine angeordnet. Dieses QWERTY-Layout ist nicht an die Eingabe per Daumen angepasst.
Die Zwei-Daumen-Eingabe unterscheidet sich ergonomisch deutlich vom 10-Finger-System auf einer separaten Computertastatur. Bei der Verwendung des QWERTY-Layouts tippen normale Nutzer mit den Daumen nur ungefähr 20 Wörter pro Minute, erheblich weniger als auf einer Tastatur. Nun haben die Forscher des Max-Planck-Instituts für Informatik das Tastaturlayout gemeinsam mit Kollegen von den Universitäten St. Andrews und Montana Tech deutlich verbessert, indem sie ein Modell der Daumenbewegungen mit einem Computer-Optimierungsalgorithmus verknüpften.

Den Informatikern war bei ihren Untersuchungen schnell bewusst, dass kleinere Änderungen am Layout, zum Beispiel durch das Vertauschen oder Verschieben einiger Tasten, keinen großen Gewinn brächte. Häufig verwendete, englische Wörter wie "on, see, you, read, dear, immune, based", müssen auf einem geteilten QWERTY mühsam mit einem einzelnen Daumen eingegeben werden. Das war der Auslöser, ein Tastaturlayout für die Zwei-Daumen-Eingabe – erst einmal in englischer Sprache – zu entwickeln, das sowohl die Eingabegeschwindigkeit erhöht als auch die Belastung für die Daumen minimiert.

"Der Schlüssel für eine Daumen-optimierte Tastatur liegt darin, längere Eingaben mit nur einem Daumen zu vermeiden. Außerdem möchten wir häufig genutzte Buchstaben zentral und nahe beieinander anordnen“, sagt Antti Oulasvirta. „Erfahrene Schreiber bewegen ihre Daumen simultan: Während ein Daumen einen Buchstaben eingibt, befindet sich der andere schon bei der nächsten Taste“. Um die Eingabe zu optimieren, haben die Informatiker ein entsprechendes Vorhersagemodell entwickelt.

Die computergestützte Optimierung hatte zwei Ziele: die Bewegungszeit der Daumen zu minimieren und möglichst abwechselnd beide Seiten zu verwenden. Das Resultat dieser Berechnungen war unerwartet. Im neuen Tastatur-Layout KALQ liegen alle Vokale außer dem "y" im Bereich des rechten Daumens, wohingegen der linke Daumen mehr Buchstaben zugewiesen bekommt. Zur bestmöglichen Verwendung der neuen Tastaturanordnung wurden die Nutzer darin geschult, ihre Daumen wie erfahrene Schreiber simultan zu bewegen.

Per Ola Kristensson von der Universität St. Andrews: "Das überkommene QWERTY bindet den Menschen bei der Verwendung von mobilen Computern an eine suboptimale Schnittstelle. Ehe die Nutzer aber QWERTY den Rücken kehren, möchten sie eine verlockende Alternative. Wir denken, dass KALQ mit einer ausreichend hohen Leistungssteigerung belohnt, um die Nutzer zum Umsteigen zu bewegen und dann von der schnelleren und komfortableren Texteingabe zu profitieren."

Die Autoren haben dazu eine Fehlerkorrektur auf Grundlage der Wahrscheinlichkeitstheorie entwickelt, die sowohl die Daumenbewegung als auch statistische Erkenntnisse über die eingegebenen Texte in Betracht zieht. Diese Fehlerkorrektur ermöglicht geübten Nutzern, bei akzeptabler Fehlerrate deutlich schneller zu tippen. Dank dieser Verbesserungen konnten die Nutzer bis zu 37 Wörter je Minute eingeben – das beste bisher erreichte Ergebnis für Zwei-Daumen-Eingabe auf berührungsempfindlichen Bildschirmen.

Die Forscher werden ihre Arbeiten am 1. Mai auf der CHI 2013 in Paris vorstellen. Computer Human Interaction ist das zentrale internationale Forum für Spitzenforschung und -entwicklung auf dem Gebiet Mensch-Computer-Interaktion.

KALQ wird ab Anfang Mai als freie App auf Android-Smartphones zur Verfügung gestellt werden. Weitere Informationen und Videos sind auf der Projekt-Webseite verfügbar:
http://www.mpi-inf.mpg.de/~oantti/KALQ/

Ansprechpartner

Dr. Antti Oulasvirta,
Max-Planck-Institut für Informatik, Saarbrücken
Telefon: +49 681 302-71927
E-Mail: antti.oulasvirta@­mpii.de

Dr. Per Ola Kristensson,
Universität St. Andrews
Telefon: +44 7955 895-493
E-Mail: pok@­st-andrews.ac.uk

Originalpublikation:

Oulasvirta, A., Reichel, A., Li, W., Zhang, Y., Bachynskyi, M., Vertanen, K., Kristensson P.O.
Improving Two-Thumb Text Entry on Touchscreen Devices
Proceedings of the 2013 Annual Conference on Human factors in Computing Systems (CHI'13), ACM Press (2013), to appear
http://www.mpi-inf.mpg.de/~oantti/KALQ/
- Projekt-Webseite

Barbara Abrell | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpi-inf.mpg.de/~oantti/KALQ/

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