Mensch-Maschine-Interaktion: Wie klug sind Deine Geräte?

*(HAL 9000, 2001: A Space Odyssee)

Auf Nachfrage verrät Dir Siri, dass der Abend sonnig wird. Super, mit Deiner Smartwatch lässt Du Dich zum nächsten Biergarten navigieren. Doch Regen? Dann eben das VR-Headset aufgeschnallt und im eigenen Wohnzimmer in fremde Welten eintauchen, in denen das irdische Wetter keine Rolle spielt. All das, also jede Schnittstelle zwischen Dir und der Technik, ist ausgestaltet im Rahmen der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI).

Die Art und Weise, wie wir mit Technologie interagieren, entwickelt sich rasant weiter und verändert grundlegend, wie wir arbeiten, lernen und leben. Das ist für Dich als IT’ler:in natürlich besonders wichtig: Wer die Prinzipien und Trends der MMI versteht, hat nicht nur einen klaren Vorteil auf dem Arbeitsmarkt, sondern gestaltet aktiv die Zukunft unserer digitalen Welt mit. Ob du Anwendungen entwickelst, die Benutzer:innen begeistern, oder neue Technologien erforschst, die unsere Interaktion mit Maschinen revolutionieren – MMI ist der Schlüssel, mit dem Du als IT-Talent ganz vorne mit dabei bist.

Natürlich denken wir bei innovativer Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) oft an High-Tech-Systeme wie Sprachassistenten oder VR-Headsets. Doch MMI ist viel umfassender, als es auf den ersten Blick scheint. Stell Dir vor, Du stehst morgens in der Küche und möchtest Dir einen Kaffee mit Deiner Kaffeemaschine machen. Knöpfe drücken, Drehregler bedienen oder sogar ein digitales Display nutzen – alles MMI. Die Maschine reagiert auf Deine Eingaben und gibt Feedback – sei es durch Töne, visuelle Anzeigen oder sogar über eine mobile Benachrichtigung, wenn dein Kaffee fertig ist.

Geht es speziell um die Interaktion zwischen Mensch und Computer, sprechen wir von MCI (Mensch-Computer-Interaktion) bzw. HCI (human computer interaction). Aber Computer begegnen uns heute ja in unzähligen Formen und Ausprägungen: Ob Desktop, Smartphone oder verbaut in „smarte“ Alltagsgeräte und Wearables. Prinzipiell lässt sich die Geschichte des Computers auch als Geschichte der User Interfaces, also eben der Schnittstellen zwischen Dir und dem Computer, betrachten.

Diese Geschichte ist relativ schwierig chronologisch zu erzählen, denn nur weil etwas technologisch schon möglich war, hieß das in der Vergangenheit noch nicht, dass es sich auch in der Nutzung durchgesetzt hat. Aus heutiger Sicht lassen sich verschiedene „Epochen“ der User Interfaces ausmachen:

Spätestens seit den GUI ist also eine „intuitive“ Bedienung das Ziel der Gestaltung der HCI. Intuitive Bedienung bedeutet häufig, dass Du die Prinzipien einfach schon aus anderen Kontexten kennst: Du löschst Dateien, indem Du sie erstmal „in den Papierkorb“ legst – und kannst sie da auch erstmal wieder rausholen. Das funktioniert auf dem Computer augenscheinlich wie mit dem Hausmüll. Dass es sich im ersten Fall um eine gänzlich artifizielle Vorgehensweise handelt, die die Binärprozesse im Computer nutzungsfreundlich übersetzt, ist im Gebrauch völlig nebensächlich. Die Übersetzung passiert irgendwann so reibungslos, dass die Nutzung in das „implizite Wissen“ übergeht. Du weißt z. B. heute, dass Du Ansichten vergrößern kannst, wenn Du auf einem Touchscreen zwei Finger auseinanderbewegst – das passiert, ohne dass Du aktiv darüber nachdenkst. Und damit passiert, ohne dass Du aktiv darüber nachdenkst. Und damit sind wir schon knietief in den Bereich des User Experience (UX) Design eingestiegen.

Während Du Dich als UX oder UI Designer industrieorientiert mit der praktischen Ausgestaltung von Produkten und Services beschäftigst, sind Berufe im Bereich HCI eher im akademischen Umfeld angesiedelt, also auf Forschung ausgerichtet: Hier führst Du empirische Studien durch und entwickelst innovative Interaktionsmethoden. Dabei greift UX Design auf die in der HCI-Forschung gewonnen Erkenntnisse zurück. Das Ziel bleibt dabei gleich: die bestmögliche User Experience zu kreieren.

Kognition und Wahrnehmung: Wie nehmen wir Maschinen wahr?

Hast Du Dich jemals gefragt, warum Du manchmal das Gefühl hast, dass Dein Smartphone „weiß“, was Du brauchst? Das liegt auch daran, dass unsere Kognition und Wahrnehmung stark beeinflussen, wie wir Maschinen wahrnehmen und mit ihnen interagieren. Kognitive Psychologie untersucht, wie unser Gehirn Informationen verarbeitet. Das gilt auch für unsere Interaktionen mit Technologie. Effizientes Design nutzt diese Prinzipien, um intuitive Benutzererfahrungen zu schaffen. Ein klar strukturiertes Interface, das unseren natürlichen Denk- und Wahrnehmungsgewohnheiten folgt, macht die Interaktion reibungslos und angenehm. Dazu zählen auch Designprinzipien wie z. B.:

• UI-Basics für GUI wie klare Hierarchien, einfache Navigation, kontrastreiche Farbgestaltung
• Gestensteuerung, die sich an natürlichen Bewegungen orientiert
• Keine Interaktion ohne visuelles oder akustisches Feedback

Auch Vertrauen ist ein zentrales Element in der Mensch-Maschine-Interaktion. Wir neigen dazu, Maschinen und Systeme zu vertrauen, die zuverlässig, transparent und sicher sind. Beispielsweise steigt unser Vertrauen in ein System, wenn wir wissen, dass unsere Daten sicher sind und die Maschine konsistente Ergebnisse liefert und klaren Kommunikationsprinzipien folgt. Dies ist besonders wichtig bei KI-gesteuerten Anwendungen, wo ein Mangel an Transparenz schnell zu Misstrauen führen kann.

Gadget Lover: Können wir eine emotionale Beziehung zu Maschinen aufbauen?

Ja, tatsächlich lässt sich das belegen. Emotionale Bindungen zu Maschinen entstehen oft durch Personalisierung und anthropomorphe Merkmale – also Eigenschaften, die Maschinen menschlicher wirken lassen. Sprachassistenten wie Alexa oder Siri nutzen menschliche Stimmen und personalisierte Interaktionen, um eine emotionale Nähe zu schaffen. Diese Bindung kann die Benutzererfahrung verbessern, da wir eher bereit sind, mit einer Maschine zu interagieren, die sich „menschlich“ anfühlt.

Die Welt der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) entwickelt sich immer weiter und prägt die Art und Weise, wie wir mit Technologie umgehen. Von virtuellen Realitäten über intelligente Assistenten bis hin zu vernetzten Geräten – die neuesten Trends und Technologien revolutionieren Stück für Stück unseren Alltag.

Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML)

Das ist der nächste Schritt: Dein Computer versteht nicht nur Deine Befehle, sondern lernt auch aus Deinem Verhalten und passt sich dementsprechend Deinen Bedürfnissen an – das ist die Welt von KI und ML. Sie revolutionieren die Interaktion zwischen Mensch und Maschine, indem sie Systeme bereitstellen, die denken und lernen können. Von personalisierten Empfehlungen bis hin zu smarten Automatisierungen: Sie machen aus starren Systemen dynamische Helfer.

Sprachgesteuerte Assistenzsysteme

Hey Siri, wie wird das Wetter heute? Sprachgesteuerte Assistenten wie Siri, Alexa und Google Assistant haben die Art und Weise, wie wir mit Technologie interagieren, grundlegend verändert. Diese Assistenten nutzen fortschrittliche Spracherkennung und KI, um natürliche Gespräche zu ermöglichen. Du kannst Fragen stellen, Befehle geben und Informationen erhalten, ohne einen Finger zu rühren. Die natürliche Sprache als Schnittstelle macht die Interaktion nicht nur bequemer, sondern auch inklusiver, da sie Barrieren abbaut und den Zugang zur Technologie erleichtert.

Virtual und Augmented Reality

Augmented Reality (AR) erweitert die reale Welt durch digitale Informationen und erfordert eine nahtlose Integration und Echtzeit-Interaktivität. Dies erfordert präzise Tracking-Technologien, fortschrittliche Sensoren und leistungsfähige Algorithmen zur Bildverarbeitung. Ein zentraler Aspekt ist die exakte Platzierung digitaler Objekte in der physischen Welt, was schnelle Rechenprozesse und minimale Verzögerungen erfordert.

Benutzerfreundliche Schnittstellen wie intuitive Gestensteuerungen, sprachgesteuerte Befehle und haptisches Feedback sind entscheidend. Fortschritte in Computer Vision, maschinellem Lernen und Sensorik treiben AR-Anwendungen voran, von interaktiven Schulungen und Wartungsanweisungen bis hin zu AR-Spielen und Bildungsanwendungen.

Wearables und das Internet of Things (IoT)

Die Interaktion mit Wearables und dem Internet der Dinge (IoT) ist revolutionär, weil sie Technologie nahtlos in unseren Alltag integriert. Smartwatches und Fitness-Tracker ermöglichen es dir, Informationen auf einen Blick zu erhalten und deine Gesundheit in Echtzeit zu überwachen. Die Interaktion ist oft berührungsgesteuert und sprachgesteuert, was sie intuitiv und zugänglich macht.

Das IoT erweitert diese Interaktionen, indem es Geräte miteinander vernetzt. Deine Smartwatch kann beispielsweise mit deinem Thermostat kommunizieren, um deine Umgebung automatisch anzupassen. Diese nahtlose Integration erfordert fortschrittliche Sensorik, schnelle Datenübertragung und robuste Sicherheitsprotokolle, um die Privatsphäre und Integrität der Daten zu gewährleisten.

Robotic: C3PO oder HAL?

Schon immer faszinierend ist die Vorstellung eines humanoiden Roboters, der Dir situationsabhängig jeweils als Freund oder Helfer zur Verfügung steht und mit dem Du völlig natürlich interagierst. Diese Idee ist im Science-Fiction-Genre schon vielfach ausgereift (und nimmt da häufig kein gutes Ende..). Tatsächlich sind die technologischen Herausforderungen in diesem Bereich aber natürlich enorm. Ganz zentral ist hier die Ausgestaltung der MMI, bei der es in diesem Fall darum geht, menschliche Interaktion möglichst genau zu simulieren. Dafür müssen zahlreiche fortgeschrittene Technologien nahtlos ineinandergreifen: Sprachsteuerung ermöglicht natürliche Kommunikation, während Gestensteuerung intuitive Interaktionen erlaubt. KI-Algorithmen helfen den Robotern, aus den Interaktionen zu lernen und sich an individuelle Nutzerbedürfnisse anzupassen. Sensorik und maschinelles Lernen sind entscheidend, um sich selbst und die Umgebung wahrzunehmen und sicher zu navigieren. Aktuell wird z. B. verstärkt auch im Bereich der Sozialen Robotik geforscht, also wie Roboter emotionale Signale interpretieren und entsprechend reagieren können.

Ein Rechtsklick und schon klappen sich zahlreiche Möglichkeiten auf, was Du mit dem angewählten Objekt machen kannst. Aber was passiert, wenn der Rechtsklick wegfällt und Du Deinem PC einfach sagst, was er tun soll? Das ist definitiv bequemer, schafft aber in Summe eine Vergrößerung des Phänomens, das Kritiker:innen als „Blackbox“ bezeichnen: Je intuitiver und unsichtbarer Schnittstellen werden, desto undurchsichtiger werden auch die dahinter liegenden Strukturen für Nutzer:innen. Wie entscheide ich, was ich will, wenn ich nicht weiß, was geht? Perspektivisch verschärft sich dieses Problem noch: Wenn immer mehr smarte Technologie in unserer Umwelt integriert wird, werden auch ständig, teils hoch persönliche Daten über Dich gesammelt: Dein Kühlschrank weiß, was Du konsumierst, Dein TV, was Du Dir anschaust und Deine Smart Watch, wann Du schlafen gehst. Aus den einzelnen Mosaiksteinen lässt sich ein ziemlich genaues Profil von Dir erstellen. Ultra-intuitive Interaktionsmodi sorgen dafür, dass Du viele Interaktionen mit der Technik gar nicht aktiv vollziehst und so auch nicht hinterfragst: Je mehr die Technologie mitdenkt und entscheidet, desto weniger Gedanken machst Du Dir, was Du eigentlich willst. Wenn ChatGPT Dir einen fehlerfreien und inhaltlich logischen Text zum Thema Deiner Wahl schreibt, ist es extrem verführerisch, den einfach zu übernehmen, statt das Thema kritisch zu reflektieren. Kritiker:innen warnen vor einer Entmündigung der Nutzenden.

Um im UX-Bereich durchzustarten, hast Du am besten ein Design-Studium in der Tasche und entwirfst Nutzerschnittstellen, wie GUI oder auch VUI (Voice User Interfaces) oder entwickelst Interaktionsmethoden für die verschiedensten Geräte als Interaction Designer. Für eine Karriere in der HCI-Forschung bieten sich ein Studium der HCI, ein Informatik-Abschluss oder auch ein Psychologie- oder (Computer-)Linguistikstudium an. Als Robotic Engineer oder KI Specialist fokussierst Du Dich auf die Entwicklung und Optimierung von Robotern und KI-Systemen, mit dem Ziel eine nahtlose Interaktion mit dem Menschen zu ermöglichen. Als UX-Researcher analysierst Du, wie Nutzer:innen mit Technologien interagieren. Auch der Bereich Accessibility gewinnt immer mehr an Bedeutung: Als Accessibility Specialist arbeitest Du daran, digitale Produkte für möglichst viele Menschen zugänglich zu machen. Da MMI grundlegend für den Umgang mit digitalen Produkten und Services ist, kannst Du in einer Vielzahl von Branchen arbeiten, z. B. bei Tech-Unternehmen, Design-Agenturen, im Gesundheitswesen bei der Entwicklung innovativer Medizinprodukte.