Charakteristische Nutzereigenschaften und ihr Einfluss auf die Bedienung von Notebook-Eingabegeräten : eine arbeitspsychologische Evaluation von Touchpad und Trackpoint

Sutter, Christine; Ziefle, Martina

doi:1697

Charakteristische Nutzereigenschaften und ihr Einfluss auf die Bedienung von Notebook-Eingabegeräten : eine arbeitspsychologische Evaluation von Touchpad und Trackpoint = Specific user characteristics and their impact on the usage of notebook-input devices : a work psychological evaluation of touchpad and trackpoint

Sutter, Christine (Author)

2006

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Christine Sutter

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2006

Umfang353, XXIV S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2006

Genehmigende Fakultät
Fak07

Hauptberichter/Gutachter
Ziefle, Martina (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2006-09-01

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-16974
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/61477/files/Sutter_Christine.pdf

Einrichtungen

Lehr- und Forschungsgebiet Arbeits- und Kognitionspsychologie (721220)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Dateneingabegerät (Genormte SW) ; Expertise (Genormte SW) ; Alter (Genormte SW) ; Notebook-Computer (Genormte SW) ; Mensch-Maschine-Kommunikation (Genormte SW) ; Softwareergonomie (Genormte SW) ; Psychologie (frei) ; Nutzereigenschaften (frei) ; Muskuloskeletale Beschwerden (frei) ; Nutzeranalyse (frei) ; Hardware Design (frei) ; Trackpoint (frei) ; Touchpad (frei) ; User characteristics (frei) ; musculoskeletal disorders (frei) ; user analysis (frei) ; hardware design (frei) ; trackpoint (frei) ; touchpad (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 150

Kurzfassung
Gegenstand dieser Arbeit war eine arbeitspsychologische Beurteilung der Notebook-Eingabegeräte Touchpad und Trackpoint anhand eines Rahmenmodells zur Mensch-Maschine Interaktion. Im Mittelpunkt der Untersuchung stand der Einfluss differentieller Nutzereigenschaften auf die Bedienung von Eingabegeräten. Darüber hinaus wurden weitere Determinanten der Mensch-Maschine Interaktion betrachtet, bspw. spezielle Aspekte der Gestaltung von Eingabegerät oder Aufgabe. Unter Einbeziehung allgemeiner grundlagenpsychologischer Konzepte (z.B. Fitts, 1954; Heuer, 1983; Meyer et al., 1988) wurde die stark pragmatisch geprägte Herangehensweise in einen theoretischen Rahmen eingebettet. Nach der Entwicklung eines objektiven und standardisierten Prüfverfahrens (vgl. DIN EN ISO 9241-9, 2000) und eines Instruments zur Erfassung von muskuloskeletalen Beschwerden (Sutter & Ziefle, 2003a) erfolgte die Evaluation der beiden Eingabegeräte anhand motorischer Leistungsmaße, Präferenz- und Beschwerdeurteile. Es zeigten sich grundlegende Unterschiede in der Bedienung der beiden Notebook-Eingabegeräte, welche auf die Art der Bahntransformation zurück geführt werden können. Das Touchpad (einfachere Bahntransformation) wurde effizienter bedient als der Trackpoint (schwierigere Bahntransformation). So wurden mit dem Touchpad optimierte Zeigerbewegungen ausgeführt, während die schlechtere Leistung am Trackpoint durch eine ineffiziente Steuerung und Kontrolle des Zeigers bedingt wurde. Obwohl auch beim Trackpoint aufgrund der Antizipation des Handlungseffektes (z.B. James, 1890) grundlegende psychomotorische Gesetze gelten, müssen zusätzlich zu den motorischen Aspekten auch kognitive Aspekte für eine alternative Modellbildung diskutiert werden. Expertise, Alter und muskuloskeletale Beschwerden konnten als kritische Nutzereigenschaften bestätigt werden. Sie nehmen einen starken Einfluss auf die Bedienung von Notebook-Eingabegeräten. Es zeigte sich, dass Training und hohe Expertise zu einer effizienteren Bedienung der Notebook-Eingabegeräte führten. Darüber hinaus wurde das Alter des Nutzers und die damit verbundene Reifung bzw. Abbau motorischer Fertigkeiten als kritische Komponente im Umgang mit Notebook-Eingabegeräten identifiziert. Kinder (11-Jährige) und ältere Erwachsene (50-Jährige) entsprachen in ihrer Leistungsfähigkeit bei weitem nicht dem „idealen“ Nutzer um 20 Jahre und waren wesentlich ineffektiver im Umgang mit Eingabegeräten. Beide Altersgruppen kompensierten in hohem Ausmaß entwicklungsbedingte Differenzen durch Übung und Erfahrung. Muskuloskeletale Beschwerden wurden bei der intensiven Nutzung von Notebook-Eingabegeräten beobachtet und ihre Auswirkungen auf den Nutzer kritisch beleuchtet. Schon bei jungen und gesunden Nutzern zeigten sich innerhalb einer mehrstündigen Belastung deutliche und kontinuierlich ansteigende Beschwerden in Fingern und Hand unabhängig von dem Notebook-Eingabegerät. Die Fokussierung der Beschwerden auf den Finger-Hand-Bereich muss im Zusammenhang mit der Entstehung von Repetitive Strain Injuries diskutiert werden. Im Vergleich zu gesunden Nutzern traten bei muskuloskeletal beeinträchtigen Nutzern die Beschwerden sehr spezifisch und bei RSI sogar nach jahrelanger Beschwerdefreiheit belastungsassoziiert wieder auf (vgl. Sorgatz, 2002). Ihr Umgang mit den Notebook-Eingabegeräten war dadurch stark eingeschränkt, dies wirkte sich in Form von bis zu 3-fach verlängerter Bearbeitungs- und Pausenzeit drastisch auf die Leistung bei der Bedienung der beiden Eingabegeräte aus. Die Analyse der Mensch-Maschine Interaktion zeigte unabhängig vom Nutzer diverse Optimierungspotenziale. So ist ein Eingabegerät mit einer einfachen Bahntransformation (Touchpad) und hoher Zeigergeschwindigkeit sehr gut bedienbar. Bei Eingabegeräten mit einer schwierigen Bahntransformation (Trackpoint) ermöglicht eine niedrige Zeigergeschwindigkeit eine bessere Zeigersteuerung und –kontrolle. Die Analyse der Arbeitsorganisation zeigte, dass eine Optimierung von Bedienstrategie (beidhändig), Aufgabentyp (Anklickaufgabe) und Aufgabenschwierigkeit (nahe, große Zielobjekte) zu einer enormen Verbesserung der Mensch-Maschine Interaktion betrug, unabhängig vom Eingabegerät. Generell erwies sich das Touchpad als ein effektives und universell einsetzbares Eingabegerät, dessen Bedienung nur in geringem Umfang durch die untersuchten Nutzermerkmale beeinflusst wurde. Im Gegensatz zum Trackpoint wird das Touchpad uneingeschränkt zur Nutzung für alle untersuchten Nutzergruppen empfohlen.

The aim of this thesis was a work-psychological evaluation of notebook-input devices, touchpad and trackpoint, in the framework of human-computer interaction. The focus of the studies conducted was on effects of differential user characteristics on the usability of notebook input devices. Additionally, essential variables of human-computer interaction were under survey, e.g., specific aspects of hardware design or input task. The research was based on fundamental psychological concept and theories (e.g., Fitts, 1954; Heuer, 1983; Meyer et al., 1988). Thus, the more practical approach of the past was offered a theoretical framework. First, an objective and standardized test was developed (cp., DIN EN ISO 9241-9, 2000) as well as a survey for the assessment of musculoskeletal discomfort (Sutter & Ziefle, 2003a). Second, the evaluation of both input devices was undertaken with motor performance measures, and ratings of preference and discomfort. The results show distinct differences between the usability of touchpad and trackpoint. The touchpad (easier spatial transformation) was used more efficient compared to the trackpoint (more difficult spatial transformation). Responsible for the performance discrepancy is the spatial transformation: Cursor movements are optimised when executed with the touchpad. Performance decreased because of an inefficient cursor adjustment and -control with the trackpoint. In the meaning of the anticipation of action effects (e.g., James, 1890), the manipulation of the trackpoint follows in fact psychomotor laws. Nevertheless, beyond motor factors further cognitive aspects have to be addressed for an alternative behaviour model. Expertise, age and musculoskeletal discomfort were found to be critical user characteristics. They all have a strong impact on the handling of notebook input devices. It was found that the efficiency of the input device usage increased through practice and high expertise. Moreover, age, and the resulting increase and decrease of psychomotor skills over lifespan respectively, is an important factor for the usability of notebook input devices. Performance of children (11 years of age) and middle-aged adults (50 years) differed distinctly from the “best case”, young adult users (20 years). Both age groups performed less efficient, but they compensated very well the developmental lack by practice and experience. The repetitive usage of notebook input devices, and the appearance and impact of musculoskeletal discomfort was under study. Even young and healthy users show to have an increase of discomfort in finger and hand after several hours of exposure. This was found for both input devices likewise. The focussing of discomfort on finger and hand must be discussed in relation to repetitive strain injuries and their development. Musculoskeletal impaired users reported specific discomfort locations compared to healthy users. Users, who formerly suffered from RSI but were free of symptoms for several years, felt strong discomfort when exposed to input devices (cp., Sorgatz, 2002). The manipulation of both notebook input devices was heavily limited, e.g. work and rest periods were by 3 times higher compared to healthy users. The analyses of human-computer interaction revealed a variety of optimisation options, independently from user characteristics. The usage is best for input devices with easy spatial transformation (touchpad) in combination with a high cursor speed. Input devices with more difficult transformations (trackpoint) will profit from low cursor speed. This will gain a better cursor adjustment and – control. The analysis of work organisation showed that human-computer interaction was remarkably improved by button use strategy (two-handed), task type (point-click task) and task difficulty (large and close targets). This was found for both input devices. In general, the touchpad was found to be an effective and multi-purpose applicable input device. Its usability is only marginally affected by the user characteristics investigated. In contrast to the trackpoint the usage of the touchpad is recommended thoroughly for all user groups under survey.

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