Musterprojekt "OptoBrain"

An dieser Stelle veranschaulichen wir am Beispiel eines realen Projekts die Use-Lab Methodik bei der Interface-Entwicklung.

Das Projekt "OptoBrain" wurde von dem Schweizer Start-up Unternehmen NeMo Devices initiiert und durch die Eureka Initiative gefördert. Ziel des Vorhabens war die Entwicklung eines Systems zur Messung der zerebralen Vitalparameter, wie die Sauerstoffsättigung im Hirngewebe, das zerebrale Blutvolumen und den Blutfluss. Diese Parameter spielen eine entscheidende Rolle bei der Untersuchung und Behandlung von Patienten mit Schädel-Hirn-Trauma.

Das OptoBrain-System setzt sich aus mehreren Hardware-Komponenten sowie Sensoren zusammen, die für die Messung und die Aufbereitung der gemessenen Daten notwendig sind. Die Auswertung und Darstellung der Werte erfolgt auf einem für medizinische Anwendungen geeigneten PC mit einer durch das Use-Lab Designteam entwickelten Benutzeroberfläche.

Eine Videopräsentation ist auf Youtube zu finden.

Anforderungsanalyse

Eine Herausforderung stellte die am Anfang des Projekts formulierte Anforderung hinsichtlich einer möglichst flexiblen Auflösung dar. Die Software sollte gemäß Spezifikation sowohl für ein Echtzeit-Monitoring als auch für die retrospektive Auswertung geeignet sein. Die Benutzeroberfläche muss sich verschiedenen Bildschirmen anpassen und sowohl mit der Maus am Laptop als auch per Touch mit dem Finger am Patientenmonitor zu bedienen sein.

Als Ausgangspunkt diente eine in den früheren Stadien des Projekts entwickelte Software, die bereits einen Teil der vorgesehenen Funktionen abdeckte, jedoch nur für die reine Maussteuerung konzipiert wurde. Nach einer internen Analyse wurde entschieden, das User-Interface von Grund auf zu überarbeiten und neu zu entwerfen.

Bevor die erste Designphase starten konnte, musste vorab eine ausgiebige Analyse des Einsatzfeldes und der Austausch mit potenziellen Benutzern durchgeführt werden. Das Designteam von Use-Lab besuchte dafür eine Intensivstation und nutzte die Gelegenheit, um in persönlichen Gesprächen mit dem Fachpersonal erste Hinweise für die späteren Entwürfe zu sammeln. Das Ziel der Gespräche bestand darin, möglichst viele Informationen über das Umfeld und den Arbeitsablauf in der Behandlung von Patienten mit Schädel-Hirn-Trauma zu erhalten sowie die Stärken und Schwächen der aktuell verwendeten Systeme herauszufinden. Aufgrund dieser Feldanalyse entstanden die ersten Ideen, Notizen und Skizzen, die dann in den späteren Entwurf einflossen.

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Informationsarchitektur

Im ersten Schritt der ersten Designphase wurde die Struktur der vorhandenen Benutzeroberfläche offen gelegt. Durch das schrittweise Ergänzen und Anordnen der neuen Funktionen, wurde mit der Zeit die Informationsarchitektur für das neue System erstellt. Neue Funktionen waren beispielsweise ein internes Speichersystem zur Patientenverwaltung und die simultane Darstellungs- und Kennzeichnungsmöglichkeit von Messdaten aus verschiedenen Gehirnarealen.

So entstand als ein erstes Designkonzept zunächst eine chaotisch wirkende Wortsammlung, die im Laufe weiterer Brainstorming-Aktivitäten und Experten-Interviews immer wieder ergänzt und neu gruppiert wurde. Mit der Zeit entstand eine Mind-Map, die den späteren Aufbau umfangreich skizierte.

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Gestaltungskonzept

Die Tatsache, dass das Projekt auf einer Vorversion der Software aufbaute, erleichterte es, einen Überblick über die benötigten Funktionen zu erhalten. Auf der anderen Seite stellte es die Herausforderung dar, sich von bekannten Strukturen lösen zu müssen, um einen Neuanfang zu ermöglichen. Da in diesem Fall die Neuentwicklung im Vordergrund stand, entschied sich das Designteam von Use-Lab dazu, das Layout komplett neu aufzubauen. Solch ein Neuanfang bietet für ein Unternehmen die Möglichkeit, völlig ungebunden an die Gestaltung des Produkts heranzugehen, wohingegen die Weiterentwicklung eines bestehenden Systems oft Schwierigkeiten mit sich bringt, weil alle späteren Releases und Updates der Benutzeroberfläche auch den Anspruch der Kundenpflege tragen. Eine Rückwärtskompatibilität spielt neben dem Umgang mit den Speicherformaten eine große Rolle um die Erwartungshaltung der Gruppe der Bestandskunden zu erfüllen. Jede gravierende Veränderung im Layout oder der Bedienlogik birgt das Risiko, bei dem bereits etablierten Benutzerkreis auf Inakzeptanz zu stoßen.

Auch wenn die oben genannten Schwierigkeiten eine Neuentwicklung als einfacher erscheinen lassen, so liegt ein hohes Maß an Verantwortung in den Händen der Entwickler. Das neue Produkt muss nicht nur auf hohe Nutzerakzeptanz stoßen, sondern es muss auch so designt sein, dass es künftige Erweiterungen oder Änderungen zulässt.

Im Zuge der Neuentwicklung wurden unterschiedliche Layouts erarbeitet und auf ihre Anforderungskonformität und Benutzerfreundlichkeit in den grundlegenden Szenarien hin untersucht. Eine Layoutidee war beispielsweise die senkrechte Ausrichtung („Porträt-Ausrichtung“) des Bildschirmlayouts. Auch wenn diese Ausrichtung als frisch und, zumindest in der Medizintechnik, als innovativ empfunden wurde, so wurde die Idee wieder verworfen, da es zwangsläufig zur Inkompatibilität mit der Nutzung eines Laptops oder Desktop PCs kommen würde.

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Formative Usability Evaluierung I

Die erste formative Evaluierung der Usability wurde zusammen mit Vertreter der späteren Benutzergruppe durchgeführt. Im Zuge einer sogenannten Fokusgruppendiskussion wurden potenzielle Endanwender an einem Tisch zusammengebracht. Nachdem ihnen die ersten skizzenhaften Entwürfe zum Layout vorgestellt und erläutert wurden, ging es anschließend primär darum, durch offene Fragestellungen den ersten Eindruck zu ermitteln. Diese erste Anwenderbefragung brachte einige aufschlussreiche Erkenntnisse hinsichtlich der Erwartungshaltung.

Eine Erkenntnis war beispielsweise, dass sich die Medizintechnik langfristig nicht dem Einfluss der Konsumgüterindustrie entziehen können wird. Geprägt durch die Bedienlogik von Smartphones und Tablets suchen heutige Benutzer meist nach dem "Home"- und "Zurück"-Icon und setzen bei einem Touchscreen die Gestensteuerung voraus. Dies ist nur ein Beispiel einer gewonnenen Erkenntnis, die später in die Entwicklung eingeflossen ist.

Neben der Abfrage des ersten Eindrucks zu den unterschiedlichen Designkonzepten diente die Fokusgruppe zudem dazu, die favorisierte Layoutidee zu identifizieren, was durch zusätzliche Fragestellungen erreicht wurde.

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Anpassung des Designkonzepts

Bevor es zu der detaillierten Ausarbeitung eines konkreten Layoutentwurfs kommen konnte, wurden die Ergebnisse der Fokusgruppe ausgewertet und im internen Entwicklerkreis diskutiert. Viele parallel konzipierte Varianten wurden daraufhin zugunsten einer zielgerichteten Weiterentwicklung verworfen. Aus Sicht jedes Designers gleicht diese Phase einem "Massensterben der Ideen", aber aus Sicht des Projektmanagements ist es ein zielführender Prozess und somit ein enormer Schritt nach vorne. Skizzen und Interaktionsabläufe wurden überarbeitet und den neu gewonnenen Erkenntnissen angepasst.

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Detailentwurf

Im Laufe des nächsten Designschritts bekamen die Entwürfe nach und nach ihre wirkliche Gestalt. Obwohl professionelle Grafikprogramme bereits vom ersten Entwurf an mit im Spiel waren, gab es die Darstellungen bis dahin ausschließlich als Handskizze. Handskizzen ermöglichen dem Gestalter im Anfangsstadium weniger akkurat zu arbeiten, ohne dass jede schiefe Linie sofort ins Auge fällt. Wenn es darum geht, mehrere Varianten schnell durchzuspielen, ist dies die bevorzugte Vorgehensweise. Werden die Entwürfe anschließend evaluiert, bleibt der Fokus der Diskussion erfahrungsgemäß eher auf dem Wesentlichen. Auch die Bereitschaft, selbst zum Stift zu greifen und das Bild mit eigenen Ideen zu ergänzen, ist bei einer Handskizze höher als bei einem oft zu fertig wirkenden Pixel-Bild. Im Umkehrschluss unterstützt dieses Vorgehen den Designer selbst die Freiheit beim Entwerfen zu bewahren. Was aber noch wichtiger ist - der Designer wird so daran gehindert, zu früh dem Perfektionismus zu verfallen und bereits in der Entwurfsphase mit dem "Schönmachen" zu beginnen.

Am Anfang des Detailentwurfs geht es vor allem darum festzulegen, welches Erscheinungsbild man dem Endprodukt geben möchte. Dafür wurden am Beispiel eines Screenlayouts mehrere Gestaltungsrichtungen durchgespielt und verglichen. Persönlicher Geschmack und aktuelle Designtrends spielen bei dieser wichtigen Entscheidung eine bedeutende Rolle, denn das Ästhetikempfinden unterliegt im Regelfall relativ stark äußeren Einflüssen. Dennoch spielen auch funktionale Aspekte eine Rolle, und im Fall des OptoBrain Projektes entstand glücklicherweise eine gewisse Überschneidung zwischen Trend- und Funktionsaspekten. Das aktuell populäre "Flat Design" mit einem grafisch eher minimalistischen Gestaltungsstil war technisch gesehen prädestiniert für ein weitestgehend auflösungsunabhängiges Interface.

Somit wurde bei dem Entwerfen des Erscheinungsbildes stets viel Wert auf Reduktion gelegt. Systematisch wurden Flächen, Linien, Farben und Verläufe hinzugefügt, um dann Schritt für Schritt wieder entfernt zu werden, bis die für eine verständliche Darstellung nötige Essenz übrig blieb. So kristallisierte sich eine Gestaltungsrichtlinie heraus, auch Styleguide genannt, die auf alle Screenlayouts übertragen wurde, um ein einheitliches Aussehen zu gewährleisten.

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Interaktive Simulation

Ähnlich wie bei der Entwicklung eines jeden Produkts, bei dem früher oder später ein Prototyp erstellt wird, verhält es sich auch bei der Softwareentwicklung. Um die Funktionalität einer Benutzeroberfläche möglichst objektiv bewerten zu können, hat es sich vielfach bewährt, ein interaktives Modell zur weiteren Evaluierung zu entwickeln. Erst zu diesem Zeitpunkt, wenn man das Produkt förmlich "anfassen" und damit "spielen" kann, werden bis dahin unbemerkte Defizite sichtbar. Bereits die Umsetzung durch eine einfache Abfolge von verknüpften Screens kann wichtige Erkenntnisse liefern. Eine solche Abfolge kann in frühen Designphasen ohne jegliche Programmierkenntnisse erstellt werden, z.B. mit Hilfe von Microsoft PowerPoint™. Durch die Erstellung einer interaktiven Simulation werden die einzelnen Bildschirmzustände nicht mehr isoliert betrachtet, sondern sie treten in ein Wechselspiel miteinander und simulieren konkrete Prozessabläufe. Lücken in der Interaktion, wie beispielsweise ein fehlender Knopf zum Schließen eines Menüs, kommen so schnell zum Vorschein.

Ein höherer Detailierungsgrad kann durch eine Adobe Flash™-Simulation erzielt werden, die dann dem Aussehen des späteren Endprodukts sehr nahe kommt.Sie ermöglicht den Einsatz von Animationen jeder Art sowie animiertes Feedback auf Mausklicks, Mausbewegungen, Berührungen oder Gesten.

Ob man mit einer Simulation aus verknüpften statischen Bildern auskommt oder doch zu einer programmierten bzw. animierten und somit aufwendigeren Variante greift, ist projektspezifisch und beruht auf einer reinen Kosten-Nutzen-Rechnung. Da bei dem OptoBrain-Projekt relativ wenig animierte Inhalte und Gestensteuerungen vorgesehen waren, wurde auf eine Adobe Flash™-Simulation weitestgehend verzichtet. Stattdessen wurden im Laufe der Entwicklung zu verschiedenen Entwurfsstufen einfache Microsoft PowerPoint™-Simulationen erstellt, um den Interaktionsfluss, im Auge zu behalten. Lediglich komplexere Szenarien, wie z.B. die Sensorzuweisung, wurden mit Adobe Flash™ programmiert, um in der folgenden zweiten Evaluierungsphase eingesetzt werden zu können.

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Formative Usability Evaluierung II

In der zweiten Evaluierungsphase geht es um den "Feinschliff" vor der Implementierung bzw. Usability Validierung. Hier trifft es der bekannte Satz aus der Trauungszeremonie auf den Punkt: "…so möge er jetzt sprechen oder für immer schweigen…!". Es ist in der Tat oft die letzte Gelegenheit Optimierungen am Design vorzunehmen, ohne dass der Zeitplan oder das Budget übermäßig darunter leiden.

Methodisch bietet es sich zu diesem Zeitpunkt an, Einzelinterviews mit potenziellen Endnutzern durchzuführen. Während der 1:1 Interviews zwischen Moderator und Teilnehmer wird der Teilnehmer gebeten, verschiedene Benutzungsszenarien mit der simulierten Benutzeroberfläche durchzuspielen. Auftretende Benutzungsschwierigkeiten während der Durchführung der Aufgaben können ein Indiz für Verbesserungspotenziale sein. In so einem Fall ist es stets wichtig, im Gespräch mit dem jeweiligen Teilnehmer herauszufinden, wo genau die Schwierigkeiten im Einzelnen lagen und welche möglichen Verbesserungsideen es gibt.

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Implementierung

Vor der Implementierung des endgültigen Designs muss eine genaue Spezifikation des Layouts und eine Bibliothek aller im Interface verwendeter Bildelemente erstellt werden. Im Falle des OptoBrain-Interfaces, das später auf Basis von HTML-Technik umgesetzt werden sollte, wurde dazu ein gleichmäßiges Raster über die Screens gelegt, anhand dessen die Größe und Position der einzelnen Elemente abgelesen werden konnte. Jedes Element bekam zusätzlich eine numerische Bezeichnung, die in einer Excel-Tabelle mit Farbe, Textgröße, Bildinhalt, etc. spezifiziert wurde.

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Marketing

Zusätzlich zum Interfacedesign entwickelte das Use-Lab Designteam das Marketingkonzept für das OptoBrain-System. Hierzu zählen der Werbeauftritt samt Produktpräsentation, Messestand, zahlreiche Illustrationen und 3D Renderings für die Gestaltung diverser Printmedien, die grafische Gestaltung der Verpackungen und die Erstellung der Gebrauchsanleitungen.

Die finale Validierung des OptoBrain-Systems befindet sich in der Vorbereitungsphase.

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