Was ist Human-Centered Computing?

Human-Centered Computing (HCC) fokussiert sich darauf, Computersysteme optimal auf die menschlichen Bedürfnisse und Fähigkeiten abzustimmen. Als wichtiges Anwendungsgebiet gilt unter anderem die Mensch-Computer-Interaktion. Aktuelle Projekte setzen den Schwerpunkt meist auf Benutzerfreundlichkeit und die Integration intelligenter Systeme in den Alltag.

Definition: Was bedeutet Human-Centered Computing?

Human-Centered Computing – kurz HCC – ist ein Forschungs- und Entwicklungsfeld, das sich auf die Gestaltung, Entwicklung und den Einsatz intuitiv nutzbarer, benutzerfreundlicher Computersysteme konzentriert. Dazu zählen neben der Software und Hardware beispielsweise auch digitale Workspaces. Den Schwerpunkt bildet dabei das Ziel, entsprechende Systeme optimal auf die Bedürfnisse, Fähigkeiten und das Verhalten von Menschen abzustimmen. Anders ausgedrückt bedeutet dies: Human-Centered Computing zielt darauf ab, die Kluft zwischen Mensch und Technologie zu überbrücken. Dabei werden sowohl soziale und kulturelle als auch persönliche Aspekte berücksichtigt, um Zugangsbarrieren wie Sprache und Bildung zu beseitigen.

HCC entwickelt Methoden und Praktiken, die für alle Bereiche gelten, in denen Menschen unmittelbar mit Computern interagieren. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Technologie die Menschen unterstützt oder hilft, ihre Fähigkeiten zu erweitern.

Human-Centered Systems

Für Human-Centered Computing entworfene Systeme werden auch als Human-Centered Systems (HCS) bezeichnet. Der Begriff bezieht sich auf Systeme, welche der Analyse menschlicher Aufgaben dienen und deren Leistung sich überwachen lässt. Human-Centered Systems zeichnen sich zudem dadurch aus, dass sie menschliche Fähigkeiten berücksichtigen und es möglich ist, sie an die sich ändernden Bedürfnisse der Menschen anzupassen.

Zentrale Themen und Forschungsfelder im Bereich Human-Centered Computing

Die National Science Foundation (NSF) – die für Grundlagenforschung im nicht-medizinischen Bereich zuständige US-Behörde – erachtet Human-Centered Computing als dreidimensionalen Raum, der Mensch, Computer und Umwelt umfasst:

• Die menschliche Dimension erstreckt sich sowohl auf individuelle Bedürfnisse als auch auf zielorientierte Gruppen und die Gesellschaft an sich.
• Die Computerdimension beinhaltet neben stationären und mobilen Computergeräten auch visuelle und akustische Systeme.
• Die Umgebungsdimension deckt nicht nur physische Geräte ab, sondern auch Mixed-Reality-Systeme und immersive virtuelle Umgebungen.

Da Human-Centered Computing verschiedene Dimensionen und damit zahlreiche Fachbereiche berührt, fällt die Palette an Forschungs- und Entwicklungsfeldern sehr breit aus. Zu den relevanten HCC-Themengebieten zählen unter anderem:

• Problemlösungen in verteilten Systemen, beispielsweise in internet- und sensorbasierten Informationssystemen
• Multimediale und multimodale Schnittstellen, unter anderem haptische, gestische, räumliche und tragbare Schnittstellen, aber ebenso Brain-Computer-Interfaces und Methoden für die Interaktion mit künstlicher Intelligenz als Mensch-Technik-Schnittstellen
• Intelligente Schnittstellen und Benutzermodellierung mit Informationsvisualisierung und anpassbaren Inhalten
• Multiagentensysteme zur Steuerung von Aktionen und zur Lösung komplexer Probleme in abgegrenzten Zuständigkeitsbereichen
• Technologiegestützte Kommunikation zwischen Menschen unter verschiedenen Bedingungen, etwa bei Videokonferenzen oder über Netze mit hoher Bandbreite
• Definition semantischer Strukturen für multimediale Informationen, die der modusübergreifenden Ein- und Ausgabe dienen
• Unterstützende und anpassbare Technologien, die Menschen mit körperlichen, kognitiven oder sozialen Beeinträchtigungen einen verbesserten Zugang zu Informationen, Arbeit und Unterhaltung gewähren
• Kollaborative Systeme, die Interaktionen zur Wissensgenerierung über die Grenzen von Organisationen, Ländern und Fachgebieten hinweg ermöglichen
• Computeranimationen, auch im Bereich Augmented und Virtual Reality

Wichtige Anwendungsgebiete für Human-Centered Computing

Ein Bereich, in dem Human-Centered Computing häufig zum Einsatz kommt, stellt die Mensch-Computer-Interaktion (Human-Computer-Interaction = HCI) dar. Ob Touch-Interaktion mit Smartphones oder Mensch-Maschine-Systeme in der Flugsicherung: Der Ansatz konzentriert sich darauf, die Bedürfnisse der Userinnen und User möglichst genau zu verstehen und zu berücksichtigen, befasst sich jedoch vorwiegend mit Benutzeroberflächen und Interaktionen. Human-Centered Computing legt den Fokus hingegen stärker auf die Berücksichtigung der verschiedenen Disziplinen und integriert intelligente Systeme umfassender.

Als weiteres Einsatzgebiet von Bedeutung gilt Human-Centered Multimedia – kurz HCM. Dabei ist zu unterscheiden zwischen den Kategorien Multimediaproduktion, -analyse und -interaktion:

• Multimediaproduktion: Es ist erforderlich, Menschen in sämtliche Aspekte der Medienproduktion miteinzubeziehen. HCM-Produktionssysteme zielen darauf ab, sowohl kulturelle Unterschiede und soziale Faktoren als auch die menschlichen Fähigkeiten bei allen Prozessen der Produktion zu berücksichtigen. Dies gewährleistet nicht nur einen effizienten Produktionsablauf, sondern auch eine aktive Beteiligung.
• Multimediaanalyse: Im Bereich Human-Centered Computing ist vor allem die automatische Analyse menschlicher Aktivitäten und sozialen Verhaltens von Bedeutung. HCM-Anwendungen helfen dabei, die Kommunikation zwischen Individuen und den Informationszugriff in unterschiedlichen Kontexten zu verbessern. Multimediaanalysen gestatten ein differenziertes Verständnis des menschlichen Verhaltens, wodurch sie sich beispielsweise zur Optimierung der Benutzererfahrung und Systemfunktionen eignen.
• Multimediainteraktion: Um die Kommunikation zwischen Menschen zu erleichtern, ist es von zentraler Bedeutung, zu wissen, wie und warum sie miteinander interagieren. Um eine natürliche Interaktion zu erreichen, besteht die Notwendigkeit, kulturelle Unterschiede und den sozialen Kontext zu berücksichtigen. Während die Kommunikation von Angesicht zu Angesicht physisch vor Ort und in Echtzeit erfolgt, besteht bei computergestützter Live-Kommunikation hingegen eine physische Entfernung zwischen den Interagierenden.

Darüber hinaus wird HCC auch für den Ansatz Human-Centered Design herangezogen. Der Problemlösungsansatz findet unter anderem Verwendung im Produkt-, Prozess-, Service- und Systemdesign, aber beispielsweise ebenso im Bereich des Managements. Probleme werden hier in der Regel durch Einfühlung in die Zielgruppe gelöst, mitunter aber ebenso durch Konkurrenzanalysen.

Drei aktuelle HCC-Projekte

1. Project ECHO (Health Science Center der University of New Mexico): Das Project ECHO – Extension für Community Healthcare Outcomes – wurde 2003 von Dr. Sanjeev Arora von der University of New Mexico ins Leben gerufen. Es zielt darauf ab, der ländlichen Bevölkerung in unterversorgten Gebieten einen besseren Zugang zu spezialisierten Gesundheitsdienstleistungen zu gewährleisten, was durch Videokonferenzen realisiert wird.
2. Project Euphonia (Google): Der Techkonzern begann im Jahr 2019 damit, Technologien für Menschen mit Sprachstörungen zu entwickeln, um Betroffenen eine bessere Kommunikation mit digitalen Geräten zu ermöglichen. Um Spracherkennungssysteme wie Google Assistant auf die spezifischen Sprachmuster anzupassen, greift Google auf Machine Learning zurück.
3. Seeing AI (Microsoft): Bei Seeing AI handelt es sich um eine von Microsoft entwickelt App, die blinde und sehbehinderte Menschen dabei unterstützt, ihre Umgebung besser wahrzunehmen. Die kostenlos verfügbare Applikation ist unter anderem dazu in der Lage, Texte vorzulesen, Fotos zu beschreiben und Objekte sowie Produkte in Echtzeit zu identifizieren. Die erkannten Informationen werden laut vorgelesen.