Denkfabrik

Grenzenlos: Die Herausforderungen bei der Entwicklung von Ubiquitous-Computing-Systemen

Adam Greenfield

Manchmal sind die Konsequenzen eines technologischen Wandels so epochal, dass sich jeder mit ihnen auseinandersetzen, sie aufgreifen oder sich auf sie einstellen muss. Jüngstes Beispiel für einen solchen Wandel ist die Revolution in der Informationstechnologie, die durch das Konzept des so genannten „Ubiquitous Computing“ (kurz: ubicom – die Allgegenwart von Informationstechnik und Computerleistung) eingeleitet wurde und bereits Auswirkungen auf die Praxis (und das Geschäftsfeld) des digitalen Designs zeigt.

Der Ausdruck „ubiquitous computing“ geht auf den verstorbenen Mark Weiser zurück, der in den späten 80er Jahren des 20. Jahrhunderts bei Xerox PARC beschäftigt war. Er sah Ubiquitous Computing als logischen nächsten Schritt in unserem Verhältnis zu den von uns verwendeten digitalen Werkzeugen, eine unausweichliche Konsequenz des historischen Wandels von der gemeinsamen Nutzung eines Rechners durch mehrere Benutzer hin zu der Verwendung mehrerer Geräte durch einen einzelnen Benutzer. Laut Weiser handelt es sich bei Ubiquitous Computing um Informationsverarbeitung, die sich vom Schreibtisch losgelöst hat und über die gesamte von Menschenhand geschaffene Umgebung verteilt ist: „unsichtbar, aber in jedem Werkstück enthalten“.

Everyware-Symbol: Dieses Objekt verfügt über von außen nicht wahrnehmbare Eigenschaften.

Weiser war nicht der Einzige, der derartige Ideen hatte. Ähnliche Vorstöße wurden von einer ganzen Reihe von Denkfabriken, Ideenschmieden von Unternehmen und universitären Forschungseinrichtungen unternommen, die unter Bezeichnungen wie „Pervasive Computing“ (alles durchdringende Datenverarbeitung), „Ambient Intelligence“ (Intelligente Umgebung) oder „Tangible Media“ (begreifbare Medien) bekannt wurden. Ich fasse alle diese Aktivitäten unter einer Oberkategorie zusammen, die ich „Everyware“ nenne.

Startklar

Zurzeit sind die meisten der Ubiquitous-Computing-Projekte, die bisher das Licht der Welt erblickt haben, Einzelprojekte zu speziellen Fragestellungen und Prototypen, die von Ingenieuren unter Berücksichtigung der Bedürfnisse und Vorlieben anderer Ingenieure entwickelt wurden. Beispiele dafür sind die frühen„Tabs“ (elektronische Post-Its), „Pads“ (elektronisches Papier/Bücher) und „Boards“ (interaktive Wandtafeln) von PARC, die Übergangstechnologie Smart Floor, die vom Georgia Tech in den späten 90er Jahren entwickelt wurde, oder das aktuelle, Red Tacton genannte „Body-area networking“-System von NTT, welches das körpereigene elektrische Feld nutzt, um Daten drahtlos zu übertragen. Sie alle sind reine Machbarkeitsstudien, nicht annähernd weit genug ausgearbeitet, um im harten Alltag eingesetzt werden zu können.

Doch in jüngster Zeit verlässt ein steter Strom von Anwendungen die Entwicklungslabors. Seit 1997 verwenden die Einwohner von Hongkong zum Bezahlen von Straßenbahnfahrkarten oder von Snacks beim Laden um die Ecke, zum Öffnen ihrer Haustür und für viele andere Dinge eine einzige, mit RFID (Radio Frequency Identification) ausgestattete Chipkarte namens „Octopus“. Ein Startup-Unternehmen aus Pittsburgh namens BodyMedia bietet ein drahtloses biometrisches Überwachungsgerät an, das nicht dicker als ein Heftpflaster ist. Die vom Gerät gesammelten Daten werden mithilfe einer Datenvisualisierungssoftware ausgewertet und in eine „physiologische Dokumentation des Körpers“ umgewandelt, die über eine sichere Website an den behandelnden Arzt übermittelt werden kann. Inzwischen haben so unterschiedliche Unternehmen wie Samsung, Intel® und Apple das beispiellose Potenzial erkannt, das in dem amorphen Bereich steckt, in dem sich Kommunikation, Informationen und Unterhaltung überschneiden, und bemühen sich, das „digitale Heim“ zu erobern.

Die Wohnung, die Kleidung und der Laden werden zu Verarbeitungs- und Vermittlungsstellen. Gewöhnliche Objekte werden zu Orten umgedacht, an denen man Informationen über die Welt sammelt, beurteilt und darauf reagiert. Und alle gewohnten Rituale des Alltags – so grundlegende Dinge wie das Aufwachen am Morgen, der Weg zur Arbeit, Einkaufen von Lebensmitteln – werden als komplizierter Tanz von Informationen neu erschaffen.

Everyware-Symbol: Hier werden Informationen gesammelt.

In Südkorea wird eine ganze Stadt namens New Songdo aus dem Boden gestampft und jede Tür, jede Bushaltestelle und jede Mülltonne wird mit Ubiquitous-Computing-Technologie versehen. Angeblich soll das Leben in New Songdo (und in den anderen „u-cities“, die derzeit in der Planung sind) durch die Anwendung der Informationsverarbeitung auf die unzähligen Probleme des Alltags reibungsloser und weniger anstrengend verlaufen. Die vorgesehenen Maßnahmen reichen von der am Morgen in den Badezimmerspiegel eingeblendeten Wettervorhersage bis zum Abfall, der bei umweltgerechter Entsorgung eine Gutschrift auf das Bankkonto veranlasst.

Durch Rückgriff auf eine Infrastruktur von drahtlos kommunizierenden, integrierten Mikroprozessoren zeigen all diese Systeme den charakteristischen Interaktionsstil des Ubiquitous Computing: eine Transaktion zwischen einer Person und einem informationsverarbeitenden System, die automatisch ausgeführt wird, ohne dass die betreffende Person diese veranlassen, intendieren oder auch nur zur Kenntnis nehmen muss. Ich würde dies als „in Verhalten integrierte Informationsverarbeitung“ bezeichnen.

Everyware-Symbol: In Verhalten integrierte Informationsverarbeitung.

Worauf warten wir?

Die aktuelle Situation erinnert an die Anfänge des World Wide Web, bevor die weltweiten Markenagenturen und Unternehmensberatungsfirmen ihre Abteilungen für interaktive Medien einrichteten und bevor Browser und Standards für Auszeichnungssprachen aufkamen. Wir sollten uns daran erinnern, dass es einige Jahre gedauert hat, bis eine Gemeinschaft sich entwickelt hatte, die in der Lage war, mit dem Web sowohl institutionell als auch technisch umzugehen, und dass die Probleme, vor die uns Everyware stellt, um etliche Größenordnungen komplexer sind.

Akzeptable Benutzererlebnisse zu bieten, ist bei Ubiquitous-Computing-Technologie ebenfalls sehr viel schwieriger als am Computer oder im Web. Jede einzelne der Interaktionen, die im Alltag der Einwohner von New Songdo auftreten – angefangen von Einlassen von Badewasser über das pünktliche Erscheinen im Büro bis zum wöchentlichen Auswählen der einzukaufenden Lebensmittel – ist potenziell anfällig für die Art von Störungen, Systemabstürzen und Mängeln, an die wir uns als PC-Benutzer in den letzten Jahrzehnten gewöhnen mussten. Nur dass sie sich dieses Mal nicht auf einen Kasten auf dem Schreibtisch beschränken, sondern über die persönlichsten Aspekte unseres täglichen Lebens verteilt sind.

Doch vielleicht ist die Technologie das kleinste unserer Probleme. Zum Entwerfen von Ubiquitous-Computing-Erlebnissen werden genaue Kenntnisse der Unterschiede von Personen benötigt und wie diese Unterschiede ihre Bedürfnisse und die Art, wie sie diese befriedigen, beeinflussen. Dieser Erkenntnis trägt das neu geschaffene Fach „Interaktionsdesign“ Rechnung, das z. B. am MIT Media Lab, am Interaction Design Institute Ivrea und beim Interactive Telecommunications Program der New York University gelehrt wird. Idealerweise wird den Studierenden an diesen Einrichtungen eine Vorstellung von der Größe der Probleme vermittelt, die jedweder Einsatz von Informationstechnologie im alltäglichen Leben nach sich zieht.

Everyware-Symbol: Dieser Raum ist selbsterklärend.

Die grundlegendste Tatsache im Zusammenhang mit Ubiquitous Computing ist, dass es in der realen Welt stattfindet, in einer Umgebung also, die sehr viel unbeständiger, komplizierter und unvorhersehbarer ist als der relativ begrenzte Schauplatz des Web. Menschen kommen und gehen, ihre Bedürfnisse und Wünsche ändern sich von einem Moment zum nächsten in Abhängigkeit von einem Kontext, der selten deutlich erkennbar wird. Gewöhnliche Menschen bei ihren alltäglichen Aktivitäten zu beobachten, ihre Bedürfnisse mit Feingefühl, Verständnis und Präzision zu modellieren und ein angemessenes Vokabular für ihre Interaktion mit den sie umgebenden technischen Systemen zu entwickeln, ist eine Hürde, die nicht weniger wichtig ist, weil sie menschlich ist.

Der große Bildschirm

Die Verteilung der Verarbeitungsleistung auf die Umgebung bedeutet, dass das Interagieren mit den Datenverarbeitungsdiensten über die gewohnte Kombination aus Bildschirm und Tastatur nicht länger praktikabel ist. Hervorragend geeignet für die durch das Personal Computing implizierte Eins-zu-Eins-Beziehung zwischen Benutzer und Maschine, ergeben Bildschirm und Tastatur im grenzenlosen, ständig sich verändernden Mehrbenutzerkontext der Everyware wenig Sinn. Neue Schnittstellen mit Berührungs-, Gesten- und Stimmerkennung werden an Bedeutung gewinnen.

Everyware-Symbol: Hier ist eine Gestenschnittstelle verfügbar.

Die Designpraxis wird sich ändern müssen, denn lediglich die Verwendungsart für die Schnittstellen festzulegen, reicht nicht mehr aus. Wie kann man ein interaktives Erlebnis konzipieren, das nicht bildschirmzentriert ist? Durch nunmehr 10 Jahre Erfahrung mit dem World Wide Web haben sich die Entwickler eine Art Standardrepertoire von Hilfsmitteln für die Entwicklung von Websites angewöhnt, angefangen von Mood-Boards (Stimmungscollagen) über Wireframes (Layoutentwurf für die Website mit leeren Rahmen) bis hin zu technischen Anwendungsfällen. Zwar werden viele dieser Hilfsmittel auch bei der Entwicklung von Ubiquitous-Computing-Systemen hilfreich sein, doch legen die Herausforderungen, die letztere darstellen (In-Einklang-bringen der Bedürfnisse von mehreren Benutzern, die sich alle frei im dreidimensionalen Raum und in der Zeit bewegen und dabei mit mehreren interaktiven Systemen interagieren), die Notwendigkeit gänzlich neuer Arten von Hilfsmitteln nahe. Diese werden mehr mit Architekturentwürfen oder gar choreographischen Notationen gemeinsam haben als mit den heute üblichen Entwurfsdokumenten für das digitale Design.

Ein Hauptproblem beim Modellieren der Interaktionen mit Ubiquitous-Computing-Systemen ist die Unterscheidung von Äußerungen und Gesten, die als Befehle an das System gerichtet sind, von anderen beiläufigen Verhaltensweisen. Die Systeme werden permanent mit der Frage beschäftigt sein: „Meinen Sie mich?“ Der Benutzer wird mit anderen Menschen und anderen, am gleichen Ort befindlichen, technischen Systemen interagieren, wodurch ständig die Gefahr von Fehlinterpretationen besteht, da sein Verhalten inhärent schwerer vorhersehbar ist, als das eines Benutzers, der vor einer Tastatur sitzt und mehr oder weniger ausschließlich mit einem einzelnen Computer kommuniziert. Sowohl die Designpraxis als auch die dazugehörigen Hilfsmittel müssen dieser Variabilität Rechnung tragen.

Die mangelnde Auffälligkeit von Ubiquitous-Computing-Diensten in einer bestimmten Umgebung stellt ebenfalls ein potenzielles Problem dar. Symbole, visuelle Leitsysteme und andere augenfällige Indikatoren müssen entwickelt werden, um mit der Umgebung nicht vertraute Personen darauf hinzuweisen, dass in der betreffenden Umgebung Informationsverarbeitungssysteme verfügbar sind. Einige der hierfür vorgeschlagenen Symbole sind in diesem Artikel abgebildet. Alternativ könnte es sinnvoll sein, auf das Fehlen solcher Dienste hinzuweisen. Neben dem Wunsch nach Privatsphäre könnte es viele Gründe geben, dem Netzwerk entfliehen zu wollen.

Eine Hinweis darauf, wie Leitsysteme mit Ubiquitous-Computing-Systemen interagieren könnten, liefern die verschiedenen Projekte zur „Spatial Annotation“ (räumliche Kommentierung), die in den letzten Jahren entstanden sind, wie z. B. Semapedia oder die in Japan weit verbreiteten QR Codes. Bei letzteren kann jeder, der über ein Fotohandy verfügt (und das ist so gut wie jeder), ein Foto von mit QR versehenen Schildern, Karten oder Visitenkarten aufnehmen, wodurch dann automatisch die betreffende Website aufgerufen wird. Diese aktuellen Projekte verwenden jedoch größtenteils zweidimensionale Strichcodes zur Übermittlung der Informationen, was ein Problem darstellt und gleichzeitig eine Chance aufzeigt: Abgesehen davon, dass solche Strichcodes natürlich von Menschen nicht gelesen werden können, sind sie einfach hässlich. Eine mit zweidimensionalen Strichcodes gepflasterte Welt wäre eine ästhetische Beleidigung. Bedeutungstragende, ästhetisch ansprechende Indikatoren, die für alle Menschen verständlich sind (vielleicht in ähnlicher Form wie beim Projekt Yellow Arrow), würden viel dazu beitragen, „Spatial Annotations“ weniger problematisch erscheinen zu lassen. Das Projekt wartet nur auf den richtigen Entwickler, der über die erforderliche Energie sowie ausreichend Verständnis und Talent verfügt.

Den Computergehäusen entwachsen

Unsere Vorstellung von Informationstechnologie, die an diese Kästen geknüpft war, die wir „Computer“ nennen, verändert sich vollständig, dauerhaft und unwiderruflich. Zurzeit können nur relativ wenige Menschen die Fähigkeiten der Informationstechnologie problemlos nutzen, und das nur vergleichsweise selten und nur unter bestimmten Umständen. Everyware wird dagegen dem Großteil der physischen Umgebung Informationsverarbeitungsfähigkeiten verleihen, was Folgen für nahezu unseren gesamten Alltag haben wird.

Dies ist der Grund, warum ich, vielleicht überraschenderweise, Everyware nicht so sehr als technische, sondern vielmehr als soziale Herausforderung betrachte. Die Folgen des Ausstattens von Objekten und Oberflächen des alltäglichen Lebens mit Fähigkeiten zur Informationsverarbeitung betreffen mehr als eine einzelne Branche. Auch wenn Everyware auf der weiträumigen Verteilung von Mikroprozessoren basieren mag, werden die sinnvollsten Konzepte zum Verständnis von Everyware solche sein, die sich von den Forschungen zur sozialen und kulturellen Entwicklung herleiten.

Sollte New Songdo tatsächlich ein Musterbeispiel für das Leben in einer Stadt mit Ubiquitous-Computing-Technologie darstellen – und dies wird sich noch zeigen müssen – dann wird die Informationstechnologie eine herausragende Rolle bei fast allen Entscheidung spielen, die fast alle Menschen an fast jedem Tag ihres Lebens treffen. Davon auszugehen, dass die unvermeidlichen Systemstörungen über die Entsprechungen von Fehler-404- oder Bluescreen-Meldungen behandelt werden könnten, ist unfassbar naiv. Da müssen wir uns schon etwas Besseres einfallen lassen.

Der Rolle des Entwicklers kommt in diesem Zusammenhang eine größere Bedeutung zu, nämlich die neue Verantwortung, dafür zu sorgen, dass die entwickelten Ubiquitous-Computing-Systeme, soweit möglich, den Alltag ihrer Benutzer erleichtern (oder ihn zumindest nicht unangemessen belasten). Aber auch wenn Everyware von den Entwicklern verlangt, mit ungewohntem Feingefühl vorzugehen, und vor allem mit Gespür für die Bedürfnisse einer extrem ausgedehnten und vielgestaltigen Benutzergruppe, bietet Everyware den beteiligten Entwicklern auch große Chancen, sich persönlich weiterzuentwickeln. Everyware trägt unsere Bemühungen in diese wundervolle, unendlich faszinierende, manchmal zur Verzweiflung treibende Welt, in der wir alle leben und atmen.

Informationsquellen:

• Mark Weisers ursprüngliche ubicomp-Seite, http://sandbox.xerox.com/ubicomp
• Tangible Media Group, MIT Media Lab, http://tangible.media.mit.edu
• E-Zpass, http://en.wikipedia.org/wiki/E-ZPass
• New Songdo City, http://www.new-songdocity.co.kr
• Xerox PARC, http://sandbox.xerox.com/parctab/
• Georgia Tech Smart Floor, http://www-static.cc.gatech.edu/fce/smartfloor/
• RedTacton, http://www.redtacton.com/en/
• NYU ITP, http://itp.nyu.edu/
• Interaction Design Institute Ivrea, http://www.interaction-ivrea.it
• Semapedia, http://www.semapedia.org
• QR Codes, http://www.denso-wave.com/qrcode/qrfeature-e.html
• Yellow Arrow, http://yellowarrow.net