Wahrnehmungs­qualität von Bedienelementen

In zunehmendem Maße sollen klassische Tasten bestehend aus mechanisch beweglichen Einzelteilen durch kompakte, planare und werkstoffintegrierte Bedienelemente ersetzt werden. Angestrebt werden Bedienfelder mit geringsten Einbautiefen, welche vollständig etwa in Frontplatten oder Cockpits integrierbar sind. Eine ganzheitliche Bedienfeldkonzeption, die neben der kunststoffbasierten Tragstruktur eine werkstoffintegrierte Sensorik und Aktorik umfasst, eröffnet hier neue Dimensionen in der Designfreiheit. Um den Anforderungen einer komplexen Steuerungstätigkeit gerecht zu werden, ist das – von Touchpads her bekannte – geringe taktile Feedback durch zusätzliche Maßnahmen auf taktiler und auditiver Basis zu ergänzen. Für die Wahrnehmung der Funktionsauslösung stehen verschiedene Sinneskanäle mit kontextabhängiger, unterschiedlicher Verarbeitungsleistung zur Verfügung, die gezielt anzusprechen sind.

© Jürgen Landgraf

Derzeit werden Tasten als Bedienelemente in allen Bereichen, von der Haushaltgerätetechnik bis zur Fahrzeugtechnik, eingesetzt. Nicht nur ihre Anwendungsbreite, sondern auch ihre Funktionen haben sich mit der Zeit vervielfacht, sodass der optimalen Anpassung an die menschliche Tätigkeit, neben der schlichten Funktionalität, ein besonders hoher Stellenwert zukommt.

Bei der Anpassung müssen der Anwendungskontext (z. B. Lichtschalter, elektromechanische Taste der Computertastatur oder Fensterheber im Fahrzeug), die Sicherheitsrelevanz und insbesondere die Aktion-Funktion-Reaktion-Beziehung sowie die Benutzererwartung berücksichtigt werden. In diesem Kontext gewinnt die Qualität der auditiven, taktilen und visuellen Rückmeldung von Bedienelementen an Bedeutung. Am Beispiel eines berührungssensitiven Touchpads wird deutlich, dass oftmals die Unsicherheit besteht, ob ein Vorgang erfolgreich ausgelöst wurde.

Große Erfahrungen liegen auf dem Gebiet der Sound-Synthese und des Sound-Designs vor. Anwendung fanden diese Erfahrungen bei der audio-taktilen Feedbackergänzung z. B. für Touchscreens.

Die Erwartungshaltung von Benutzern bei der Betätigung eines Bedienelementes ist stark kontextabhängig. Diese Kontexte können z.B. nach Funktionalität, Risikopotenzial und Konzentrationsaufwand kategorisiert werden (siehe Abbildung Bedeutungsmatrix).

© Jürgen Landgraf

Ein Beispiel kann die Betätigung des Warnblinktasters im Fahrzeugcockpit in der Situation einer Staubildung auf der Autobahn sein. In dieser Situation muss der Bediener unter Aufbietung seiner vollen Konzentration durch eine schnellstmögliche Funktionsrealisierung das Auffahrrisiko minimieren. Bei dieser Szene sind der visuelle und der taktile Sinneskanal des Fahrers sehr stark belastet. Er soll den Abstand zum Vorderwagen ebenso beachten wie, unter Einbeziehung der Rückspiegelinformation, den Abstand zum folgenden Fahrzeug. Es wird ihm in dieser Situation schwer möglich sein, die Funktion des Warnblinkers zu überwachen. Auch der taktile Sinneskanal wird durch Lenk- und Bremsfunktionen stark gefordert. Dagegen besitzt der auditive Sinneskanal ausreichend Wahrnehmungskapazität. Hierbei ist das Merkmal „Funktionssicherheit“ deutlich höher gewichtet als z. B. das Merkmal „Angenehmheit“.

In einer Studie wurden die Gesamtqualität, die Feedbacktauglichkeit und die Fehlerrate bei Touchscreenbenutzungen in Abhängigkeit von verschiedenen auditiven, taktilen und audio-taktilen Zusatzstimuli untersucht. Als taktile Stimuli wurden tastenähnliche Zeitfunktionen und Stöße sowie zusätzlich synthetische höherfrequente Schwingungen über einen elektrodynamischen Shaker erzeugt. Ein tastenunüblicher Stimulus von 50 Hz bewirkte eine ebenso große Verbesserung der oben genannten Parameter wie tastenübliche tieffrequente Bewegungsstimuli. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Designfreiheit bei taktilen Stimuli deutlich über das Maß der klassischen Tastenbewegungen hinausgeht. Durch das Zusammenspiel von auditiven und taktilen Stimuli konnte durch Synergieeffekte eine weitere Feedback-Verbesserung nachgewiesen werden. Allerdings treten diese Synergieeffekte nur bei bestimmten audio-taktilen Stimulikombinationen auf. Als besonders günstig erwiesen sich auditive Stimuli in Form von zwei, zeitlich kurz aufeinander folgenden, impulsartigen Signalen.

Neue Entwicklungen in der Erzeugung von haptischen Schwingungen ermöglichen eine immer unsichtbarere und platzsparendere Integration in Bedienoberflächen. Eine vielversprechende Technologie hierfür sind piezoelektrische Shaker. Diese sind leicht, können extrem Platzsparend verbaut werden und besitzen einen geringen Energieverbrauch. Zusätzlich besitzen sie eine sehr geringe Latenz und können höhere Kräfte erzeugen, als elektrodynamische Shaker gleicher Größe.

ntakt