Labor für Mensch-Computer-Interaktion der Universität Maryland

Das Human–Computer Interaction Lab ( HCIL ) der University of Maryland, College Park, ist ein akademisches Forschungszentrum, das sich auf den Bereich der Mensch-Computer-Interaktion (HCI) spezialisiert hat . Es wurde 1983 von Ben Shneiderman gegründet und ist eines der ältesten HCI-Labore seiner Art. ^{[ 1 ]} Das HCIL forscht an der Entwicklung, Implementierung und Evaluation von Computerschnittstellentechnologien . Weitere Forschungsschwerpunkte sind die Entwicklung von Benutzerschnittstellen und Designmethoden. ^{[ 2 ]} Zu den Hauptaktivitäten des HCIL gehören Forschungskooperationen, Publikationen sowie die Ausrichtung von Tagen der offenen Tür, Workshops und jährlichen Symposien. ^{[ 3 ]}

Aufgrund seines interdisziplinären Ansatzes arbeitet das HCIL eng mit verschiedenen Fachbereichen und Fakultäten zusammen und bezieht Dozenten und Studierende aus den Bereichen Informationswissenschaft , Informatik , Pädagogik , Anglistik , Wirtschaftswissenschaften und Psychologie mit ein . ^{[ 4 ] [ 5 ]} Derzeit wird das Labor gemeinsam vom College of Information Studies (iSchool) und dem University of Maryland Institute for Advanced Computer Studies (UMIACS) gefördert. ^{[ 2 ]}

Die Forschung des HCIL hat zu mehreren digitalen Designprinzipien geführt, die auf Shneidermans Theorie der direkten Manipulation basieren . Frühe Forschungsbeiträge zum Hypertext , insbesondere zu Hyperlinks , sind beliebte UI- Designelemente, die auch heute noch weit verbreitet sind. ^{[ 6 ] [ 7 ]} 1989 entwickelte das Labor hochpräzise Touchscreen- Anwendungen für kleine Tastaturen, die heute auf Smartphones weit verbreitet sind . ^{[ 8 ]} Die Forschung zur Informationsvisualisierung dynamischer Abfragen in den frühen 1990er Jahren führte zum kommerziellen Produkt Spotfire ^{[ 9 ]} und zu Treemapping- Strategien. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Zu den bemerkenswerten Entwicklungen im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion (HCI) im 21. Jahrhundert zählen Schnittstellen für digitale Bibliotheken , Multimedia-Ressourcen für Lerngemeinschaften und Zoom-Benutzeroberflächen (ZUIs). ^{[ 12 ]} Spätere Beiträge umfassen Technologie-Designmethoden für Kinder, mobiles und stiftbasiertes Computing , Netzwerkanalyse und -visualisierung mit NodeXL sowie Ereignisanalyse ^{[ 13 ]} für elektronische Patientenakten. ^{[ 12 ]} Die Entwicklungen und Forschungsprojekte jedes Jahres werden auf dem jährlichen HCIL-Symposium des Labors vorgestellt. ^{[ 14 ]}

Seit September 2021 wird das Labor von Jessica Vitak geleitet . Zu den vorherigen Leitern zählen Ben Shneiderman (1983–2000), Ben Bederson (2000–2006), Allison Druin (2006–2011), Jen Golbeck (2011–2015), Mona Leigh Guha (Interimsleiterin 2015), June Ahn (2015–2016), Niklas Elmqvist (2016–2021) und Catherine Plaisant (kommissarische Leiterin 1996). ^{[ 2 ]}

Ben Shneidermans Theorie der direkten Manipulation führte zu Innovationen im Design digitaler Schnittstellen, viele davon im Rahmen des HCIL (Health Care Integrated Learning). Direkte Manipulationsinteraktionen erfordern im Gegensatz zu anderen Interaktionsstilen , dass die relevanten Objekte als unterscheidbare Objekte in der Benutzeroberfläche dargestellt und direkt manipuliert werden. ^{[ 15 ]} Anders ausgedrückt: Werkzeuge zur direkten Manipulation bieten dem Benutzer eine visuell intuitive Methode zur Manipulation des Objekts. Die direkte Manipulation zeichnet sich durch vier Hauptprinzipien aus: kontinuierliche Darstellung des relevanten Objekts; physische Aktionen anstelle komplexer Syntax; schnelle, inkrementelle und reversible Operationen, deren Auswirkungen auf das relevante Objekt sofort sichtbar sind; und ein schichtweiser oder spiralförmiger Lernansatz, der die Nutzung mit minimalen Vorkenntnissen ermöglicht. ^{[ 16 ]} Ein bekanntes Beispiel ist der Datei-Explorer , der zur Verwaltung von Anwendungen im Microsoft Windows- Betriebssystem verwendet wird . Im Gegensatz zur Kommandozeileninteraktion werden Anwendungen abstrakt als „Dateien“ dargestellt, während Dateigruppen in „Ordnern“ zusammengefasst werden. Dateiabstraktionen können beispielsweise per Drag & Drop in Ordner verschoben werden, um Programme auf intuitive und visuelle Weise zu verwalten und zu organisieren.

Von 1988 bis 1991 arbeitete das HCIL an einer Reihe von Projekten zur Nutzung von Touchscreens . Diese Projekte untersuchten Designs zur direkten Manipulation, um die Genauigkeit, Präzision und Benutzerfreundlichkeit von Touchscreen-Technologien zu verbessern. ^{[ 17 ]} Damals war die Touchscreen-Technologie unpräzise und im Allgemeinen auf Ziele beschränkt, die größer als ein durchschnittlicher Finger waren. Ursprünglich wurden entsprechende Aktionen bei Berührung des Bildschirms sofort ausgeführt (bekannt als „First Touch“- oder „Land-on“-Strategie), was häufig zu falschen Zielauswahlen und Kalibrierungsproblemen führte. Die „Lift-off“-Strategie wurde als alternative Auswahltechnik entwickelt. Diese Technik gibt Feedback zur Auswahl, solange sich der Finger des Benutzers auf dem Bildschirm befindet, und wählt das Ziel aus, sobald der Finger angehoben wird. Durch die Implementierung eines Cursors etwas oberhalb des Fingers während der Auswahl konnte der Finger des Benutzers effektiv eine Computermaus ersetzen. ^{[ 18 ]} Die „Lift-off“-Strategie wird auch heute noch in vielen Touchscreen-Geräten verwendet, darunter dem Apple iPhone . ^{[ 17 ]}

1988 ging HCIL eine Partnerschaft mit den Unternehmen Elographic und Microtouch ein, um einen hochpräzisen Touchscreen zu entwickeln. Dazu wurden Stabilisierungstechniken mit der „Lift-off“-Strategie in die Touchscreen-Treiber integriert. Damit war hochpräzise Touchscreen-Technologie möglich. ^{[ 19 ]} Durch die Kombination von HyperTIES und hochpräziser Touchscreen-Technologie entwickelte HCIL vermutlich den weltweit ersten Touchscreen-Museumskiosk. Im Frühjahr desselben Jahres wurde ein groß angelegter Touchscreen-Test für die Ausstellung „Caesarea (König Herodes’ Traum)“, eine archäologische Ausstellung des Smithsonian , durchgeführt . ^{[ 17 ] [ 20 ]} Die Entwicklung von Touchscreens wurde im folgenden Jahr mit der Entwicklung des Online-Katalogs für die Library of Congress fortgesetzt. ^{[ 21 ]}

HCIL arbeitete von 1988 bis 1989 an zwei Projekten, die direkte Manipulationsschnittstellen über Touchscreens nutzten: die Entwicklung eines Hausautomatisierungssystems in Zusammenarbeit mit American Voice and Robotics ^{[ 22 ]} und Experimente mit Schaltern (Tasten, Schiebereglern usw.) auf Touchscreens ^{[ 23 ]} . Diese Projekte lieferten neuartige Beispiele für die Nutzung von Touchscreens: die Auswahl von Zonen auf Karten, Schalter vom Typ „Taste“, Schieberegler und die Steuerung von Kalender- und Zeitanzeigen ^{[ 17 ]} . Im Jahr 2015 wurde HCILs „Schiebe“-Werkzeug zur direkten Manipulation ^{[ 24 ]} im Rechtsstreit Apple Inc. gegen Samsung Electronic Co., Ltd. als Stand der Technik angeführt . In diesem Rechtsstreit ging es um die Patente für die „Slide-to-Unlock“ -Funktion des Sperrbildschirms von Apple-Geräten ^{[ 25 ] .}

HCIL entwickelte zwischen 1991 und 1993 drei frühe Anwendungen dynamischer Abfragen. ^{[ 26 ]} Zu diesen Anwendungen gehören eine chemische Elementtabelle, ^{[ 27 ]} ein Immobilienportal namens HomeFinder ^{[ 28 ]} und ein Krebsatlas. ^{[ 29 ]} Diese Abfragen ermöglichen die direkte Manipulation von Daten über dynamische Schieberegler mit einem Datumsbereich und einer sich dynamisch aktualisierenden Karte. Chris Ahlberg, ein wichtiger Mitwirkender an HomeFinder, verließ das Labor und entwickelte einige Jahre später, 1996, Spotfire . ^{[ 26 ]}

HCIL arbeitet mit anderen Abteilungen, Zentren und Laboren auf dem Campus zusammen. Es empfängt akademische und industrielle Gäste und arbeitet eng mit Projektförderern zusammen.

The HCIL has hosted its annual symposium every year since the lab's inception. The symposium showcases developments, publications, and research projects for that year. Due to the COVID-19 pandemic, HCIL's 37th and 38th Annual Symposium were hosted virtually.^[14]

Source:^[30]

• Ben Shneiderman, founding director (1983-2000), ACM CHI Academy member, ACM Fellow, member of the National Academy of Engineering, six honorary doctorates
• Kent Norman, founding member, Directory of the Laboratory for Automation Psychology
• Jenny Preece, lab member, ACM CHI Academy member, former Dean of the College of Information Studies at the University of Maryland, 2005-2015
• Ben Bederson, lab member and former director, ACM CHI Academy member, known for foundational work in zoomable interfaces
• Allison Druin, lab member and former director, ACM CHI Academy member, ACM CHI Social Impact Award winner, known for foundational work in participatory design with children and designing interactive technology for and with children, former lab director
• Catherine Plaisant, associate director, ACM CHI Academy member, IEEE Visualization Career Award winner, research scientist emerita
• Jen Golbeck, lab member, former lab director
• Niklas Elmqvist, former lab director (2016 to 2021)
• Don Hopkins, former student and pie menu creator
• Gary Marchionini, former lab member (now at University of North Carolina Chapel Hill, since 1998)
• Jean-Daniel Fekete, former lab visiting scientist, now at INRIA
• Andrew Sears, former PhD Student
• Karen Holtzblatt, CHI Academy member and ACM SIGCHI Lifetime Award for Practice
• Leah Findlater, former faculty member
• Jon Froehlich, former faculty member
• Jessica Vitak, former lab director