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  • Interface- und Interaktionskonzept: Zusammenfassung und Übersicht

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    Nachdem wir alle Bereiche des Systemkonzeptes einzeln betrachtet haben, kommt nun mal eine Übersicht über das gesamte Gefüge, was das “große Ganze” vielleicht etwas besser verständlich macht.

    MLJ Gesamtüberblick

    MLJ Gesamtüberblick

    In den vorherigen Artikeln haben wir detailliert das Konzept des MLJ erläutert. Ziel des Systems ist es Nutzerbedürfnisse zu befriedigen. Auf welche Art und Weise dies beim MLJ erreicht wird, fasst der folgende Artikel zusammen. » Mehr…

  • Interface- und Interaktionskonzept: Handmenü

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    Handmenü zum Öffnen der Bereichsebenen

    Handmenü zum Öffnen der Bereichsebenen

    Das Handmenü macht es möglich, sehr schnell die vier Bereichsebenen Kommunikation, Wissen, Ressourcen und Planung des MLJ aufzurufen. Sobald ein Daumen flach auf die Multitouch-Oberfläche gelegt wird, erscheinen unterhalb der verbleibenden vier Finger kreisrunde Schaltflächen. Ein Tip auf eine dieser Schaltflächen öffnet die entsprechende Bereichsebene. Dabei wird die betätigte Schaltfläche zum “Pin” der Bereichsebene. Sobald der Daumen wieder von der Oberfläche gehoben wird, blendet sich das Menü aus. Diese Geste kann mit einem Tastenkürzel verglichen werden, welches es dem Nutzer ermöglicht, sehr schnell auf eine bestimmte Funktion zuzugreifen. Das Handmenü beruht auf der Annahme, dass das System den Daumen von anderen Fingern unterscheiden kann. Dies ist dadurch möglich, dass der Daumen in der Regel seitlich aufliegt und daher eine längliche Auflagefläche hat. Alle anderen Finger(-spitzen) bilden dagegen eine gleichmäßig runde bzw. elliptische Form, wenn sie die Oberfläche berühren. Das MLJ-System erkennt zudem, ob der rechte oder linke Daumen aufliegt und passt das Handmenü dementsprechend an.

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  • Interface- und Interaktionskonzept: Bereichsebenen

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    Neben dem Bereich “Versuchse”,  gliedert sich das MLJ in die vier weiteren Systembereiche “Kommunikation, Wissen, Ressourcen und Planung”. Diese legen sich wie Ebenen über das restliche System. Die untere Abbildung zeigt beispielhaft die Bereichsebene “Ressourcen”, die im Arbeitsmodus aufgerufen wurde.

    Bereichsebene Ressourcen

    Bereichsebene Ressourcen

    Interaktion

    Der Aufbau einer Bereichsebene folgt einem Akkordeonprinzip, bei dem Überkategorien jeweils untergeordnete Informationen führen. Ein Tip auf eine Leiste mit Überbegriff öffnet die entsprechende Kategorie. Innerhalb einer Kategorie kann der Nutzer verschiedene  Funktionen ausführen und Detailinformationen, z.B. zu Geräten, abrufen. Die Auswahl eines konkreten Gerätes erfolgt ähnlich wie beim Werkzeugmenü im Arbeitsmodus.
    Alle Geräte einer Klasse sind auf einem Band angeordnet, welches sich nach links und rechts schieben lässt. Diese Art der Interkation gilt z.B. auch
    für die Auswahl von Personen in der Bereichsebene Kommunikation. Wichtig bei der Interaktion mit den Bereichsebenen ist das Drag ‘n‘  Drop-Prinzip, das dazu dient Verknüpfungen zu erstellen. Verknüfpungen werden im Dokumentenfächer als Symbole dargestellt, die den schnellen Zugriff auf Bereichsebenen erlauben (z.B. ein Tip auf das Symbol der verwendeten Zentrifuge, führt zum Geräteblatt in der Kategorie Geräte im Bereich “Ressourcen”, vgl. Artikel über die “Dokumentaiton”). Um eine Verknüpfpung im Versuchsdokument zu erstellen, muss der Nutzer das entsprechende Objekt in der Bereichsebene mit einem langen Tip herauslösen und kann es dann in den Dokumentenfächer ziehen und dort fallen lassen (vgl. untere Abbildung). Dadruch können Arbeitsschritte mit Geräten verknüpft werden.  Gleiches gilt auch für andere Arten von Verknüpfungen. Wenn z.B. das Symbol einer Person auf einen Versuchsknoten in der Präsentationsansicht gezogen wird, so ist diese Person mit dem Versuch verknüpft und erscheint als „Partner“ in der Detailansicht des  Knotens. Aufgerufen werden die Bereichsebenen entweder über das Menü in der Seitenleiste oder über das “Handmenü“.

    Herstellen einer Verknüpfung durch Drag n' Drop

    Herstellen einer Verknüpfung durch Drag n' Drop

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  • Interface- und Interaktionskonzept: Bereich “Versuche”

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    Visualisierung der Versuche

    Der Bereich “Versuche” bietet alle Funktionen, die für das Planen, Vorbereiten, Durchführen, Dokumentieren und Analysieren von Versuchen nötig sind. Die Visualisierung aller Experimente eines Wissenschaftlers spielt dabei eine zentrale Rolle. Ordnung und Archivierung von Versuchen stellt Labormitarbeiter immer wieder vor Herausforderungen. Das handschriftliche Laborbuch ist aufgrund seiner linearen Abfolge chronologisch geordnet. Auf dem Computer dagegen archivieren viele Wissenschaftler ihre Versuche nach inhaltlichen Kriterien in Ordnern. Dabei wird z.B. die Versuchsreihe, das Ziel des Versuchs oder die verwendete Methode als Ordnungskriterium genutzt. Beide Ordnungsmethoden sind wichtig, bergen aber auch Probleme in sich. Wenn sich beispielsweise ein Versuch über eine längere Zeit erstreckt, müsste man bei der Dokumentation im Laborbuch gegebenenfalls Seiten freilassen oder Seiten nachträglich einkleben, was beides nicht zulässig ist. Bei der Organisation von Dokumenten auf dem PC geht der chronologische Ordnungsfaktor verloren und es kann es vorkommen, dass ein Dokument in mehrere Ordner gleichzeitig passen würde. Für das MLJ wurde deshalb eine neue Organisationsform für Versuchsdokumente entwickelt, welche die Vorteile digitaler und analoger Dokumentation vereint.

    Ordnung durch eine Baumstruktur

    Visualisierung der Versuche in einer Baumstruktur

    Visualisierung der Versuche in einer Baumstruktur

    Angelehnt an das mentale Modell von Forschungsarbeit, stellt im MLJ eine baumähnliche Struktur alle Versuche dar. Diese Art der Visualisierung soll dem Nutzer bei der Strukturierung seiner Arbeit helfen, den Überblick zu bewahren. Die Visualisierung beginnt mit einer Art Urknoten, der  eine Forschungsfrage oder eine Zieldefinition sein kann. Dort entspringen verschiedene Ansätze um sich der Forschungsfrage zu nähern. Jeder Ansatz wird als eigener Ast dargestellt. Dieser kann sich wiederum weiter aufteilen. Auf den einzelnen Ästen liegen eine Vielzahl von Versuchen in Form von kreisrunden Knoten.

    Versuchsknoten

    Jeder geplante oder durchgeführte Versuch wird durch einen Versuchsknoten repräsentiert. Knoten, die auf einem Ast liegen, bilden eine Versuchsreihe. Da Versuche oft auf den Ergebnissen des Vorgängerversuchs aufbauen, erlaubt das System sowohl neue Versuche anzulugen als auch bestehende, samt ihren Parametern, zu kopieren und wiederzuverwenden.

    Neuer Versuch durch "Zellteilung"

    Neuer Versuch durch "Zellteilung"

    Zum Anlegen eines neuen Versuchs ist ein langer Tip (ca. 2 Sekunden) auf die Stelle nötig, wo der Versuch eingeordnet werden soll. Ein bestehender Versuch kann dadurch kopiert werden, dass der Nutzer mit einem Finger den Vorlage-Versuch festhält und mit einem zweiten Finger eine ziehende Geste aus dem Versuchsknoten heraus ausführt (linkes Bild). Der Vorgang entspricht einer Art „Zellteilung“, d.h. der neue Versuch enthält alle Inhalte des Vorlage-Versuchs. Jeder Versuch enthält eine Identifikationsnummer (ID) und ist dadurch eindeutig identifizierbar. Zusätzlich kann jeder Versuch vom Nutzer selbst betitelt werden. Außerdem besitzt jeder Versuchsknoten eine Fortschrittsanzeige, die darstellt, wie weit der Versuch  fortgeschritten ist, oder ob er bereits abgeschlossen wurde. Die Berechnung des Fortschritts beruht dabei auf der Versuchsplanung, die über die Bereichsebene Planung durchgeführt werden kann. Aktuell laufende Versuche oder solche, bei denen eine Veränderung eintritt, werden besonders hervorgehoben. Sie sind größer als die anderen Versuchsknoten und werden von einem pulsierenden Licht umgeben (siehe unteres Bild). » Mehr…

  • Hard- und Softwarekonzept des MLJ

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    Nachdem wir, basierend auf der Nutzungskontextanalyse, Anforderungen an das System definiert haben, galt es diese in ein Konzept zu übersetzen. In den folgenden Abschnitten werden Hard- und Softwarekonzept des Multitouch Lab Journal (MLJ) erklärt.

    Hardwarekonzept

    Herkömmliche Laborbücher kommen in verschiedenen Kontexten zum Einsatz. Im Büro helfen sie bei der Recherche, der Vorbereitung und der Auswertung von Versuchen. Im Labor dienen sie der Durchführung und Dokumentation. Des Weiteren können sie leicht mitgenommen werden, um Kollegen den eigenen Arbeitsstand zu präsentieren. Um diesen Situationen gerecht zu werden, beinhaltet das Hardwarekonzept des MLJ mehrere Geräte, die auf dieselbe Datenbasis zugreifen. Alle Daten werden auf einem zentralen Server gespeichert, der mit dem Internet in Verbindung steht. Dieses Prinzip ist auch aus dem sogenannten “Cloud Computing” bekannt.

    In seinem Büro kann der Wissenschaftler für die Arbeit mit dem MLJ einen Desktop-PC nutzen. Über Tastatur und Maus lassen sich komfortabel längere Texte eingeben. Außerdem kann über die gängigen Office-Lösungen auf die Daten des MLJ zugegriffen werden. Außerhalb des Büros kommen portable Geräte wie Tablet-PCs oder Smartphones zum Einsatz. Diese Geräte bieten eine hohe Flexibilität und die Möglichkeit, drahtlos auf den MLJ-Server zuzugreifen. Es ist anzumerken, dass für beide Geräteklassen Benutzeroberflächen nötig sind, die an die jeweilige Art der Bedienung angepasst sind. Für portable Geräte bietet es sich außerdem an, nur die Funktionalitäten zu implementieren, die für eine mobile (und damit eingeschränkte) Nutzung wichtig sind. Für einen ganzheitlichen Ansatz sind diese beiden Geräteklassen zwar wichtig, werden aber nicht näher erläutert.

    Multitouch-System im Labor

    MLJ im Labortisch integriert

    MLJ im Labortisch integriert

    Gemäß dem Ziel unserer Arbeit soll stattdessen das Multitouch-System im Labor näher betrachtet werden. Dieses System besteht aus mehreren Multitouchscreens, welche in die Arbeitsplätze integriert sind. Sie finden sich sowohl in normalen Arbeitsflächen als auch in der Sterilbank. Dadurch wird kein zusätzlicher Platz für Hardware benötigt, was im Labor ein großer Vorteil ist. Außerdem ist die Bedienung des Systems einfach und direkt. Dadurch wird gefördert, dass ein Wissenschaflter seine Arbeit unmittelbar dokumentiert, wie es den Richtlinien zum Führen eines Laborbuches entspricht. Die Multitouch-Oberfläche liegt auf einer Ebene mit der umliegenden Arbeitsfläche und besteht aus robustem und abwaschbarem Glas. Durch eine chemikalienbeständige Beschichtung kann darauf auch experimentiert und gearbeitet werden. Die Abbildung zeigt die Integration des MLJ-Systems in einen Laborarbeitsplatz. Die Höhe einer Arbeitsplatte beträgt 90 cm, was den Empfehlungen für ergonomisches Arbeiten bei leichten Labortätigkeiten entspricht. Als Multitouch-Technologie kommt ein optisches System zum Einsatz. Dieses unterstützt nicht nur die Eingabe durch Berührungen oder mit einem Stift, sondern auch die Erkennung von Markierungen (Tags). Objekte, wie z.B. Reagenzien, werden mit einer solchen Markierung versehen und können so vom System eindeutig identifiziert werden, wenn sie auf der Multitouch- Oberfläche abgestellt werden. Weiter lässt sich das MLJ auch mit Handschuhen bedienen, was wichtig für die Arbeit im Labor ist. Außerdem gehört ein Infrarot-LED-Stift zur Ausstattung. Dieser ist batteriebetrieben und strahlt Infrarotlicht ab, sobald ein leichter Druck auf die Spitze ausgeübt wird. Dadurch aktiviert er sich beim Schreiben automatisch und benötigt keinen zusätzlichen Schalter. Der Stift kann sterilisiert werden.

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  • Systemkonzeption und Wireframes 2

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    Das neue Systmkonzept geht von nur noch zwei Ebenen aus. Einer “Experimente”-Ebene, die alle Experimente visualisiert und einer sich darüber legenen Ebene mit den 4 Systembereichen: Team, Ressourcen, Wissen und Planung.

    Eine solche Visualisierung der Versuche kann Synergien dadurch schaffen, dass auf diese Weise eine intuitive und gleichzeitig gut nachvollziehbare Arbeitsdokumentation und -Strukturierung ermöglicht wird. Es werden sowohl zeitliche, als auch semantische Zusammenhänge aufgezeigt. Verschiedene Arten von Verbindungen zeigen Vererbungs- bzw. Ähnlichkeitsbeziehungen.

    Startscreen mit mini-Dashboard

    Startscreen mit mini-Dashboard

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  • Systemkonzeption und Wireframes 1

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    In mehrfachen Durchläufen änderte sich die Systemstruktur (Flowchart) und das Systemkonzept.

    In diesem Entwurf ist das Dashboard ein zentrales Element, das alle Informationen der Hauptnavigationspunkte “Team”, “Arbeit” und “Ressourcen” zusammenfasst. Diese drei Bereiche sind gleichwertig zu betrachten.

    Erste Flowchart (Systemstruktur)

    Folgendes Konzept rückt den “Experiment”-Bereich der Fokus. Um Ihn herum drehen sich die anderen Punkte: Team, Wissen, Ressourcen und Planung.

    Zweite Flowchart (Systemstruktur)

    Erste Wireframes zeigen eine Sandwich-ähnliche Struktur. Die Experimentebene ist die unterste Schicht, darüber legen sich Ebenen mit den vier Systembereichen. Das Dashboard legt sich wie ein Deckel darüber.

    Dashboard

    Dashboard

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  • Persona

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    Die folgende Persona (Nutzerprofil nach Cooper) beschreibt die Nutzergruppe für unser Multitouch Lab Journal.

    Susanne Dreher – Doktorandin (Immunbiologie)

    „Im Prinzip ist es wie Kochen. Ich habe meine Zutaten und ein Rezept“.

    So beschreibt Susanne Dreher ihre Arbeit im Labor der Universität Heidelberg. Die 28-jährige ist Doktorandin im Bereich Immunbiologie und arbeitet an einem Forschungsprojekt Ihres Lehrstuhls. Vereinfacht geht es bei diesem Projekt um eine Methode zur Früherkennung von Krebszellen. Susanne ist dabei in eine Arbeitsgruppe eingebunden. Der Institutsleiter hat jedem in der Gruppe einen eigenen Teilaspekt der Fragestellung übertragen. Grundsätzlich arbeiten die Teammitglieder unabhängig voneinander, tauschen sich aber oft aus und unterstützen sich bei ihren Forschungen. Einmal in der Woche trifft sich die Arbeitsgruppe in einem Teammeeting. Dabei tauschen die Forscher ihre Erfahrungen aus, präsentieren den anderen Teammitgliedern und dem Vorgesetzten den Stand ihrer Arbeit und diskutieren das weitere Vorgehen. Susanne mag ihr Team weil alle sich gegenseitig helfen: „Wenn ich vergessen habe wie eine Methode genau funktioniert frage ich einfach kurz meinen Kollegen. Der zeigt mir dann wie’s geht“. » Mehr…

  • Nutzergruppen

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    Für die Entwicklung eines digitalen Systems ist es nicht nur wichtig über die Arbeit der Nutzer bescheid zu wissen, sondern auch wer die zukünftigen Nutzer sind. Dies ist ein zentraler Aspekt im nutzerzentrierten Gestaltungsprozess. Im Rahmen der Nutzungskontextanalyse kamen zu diesem Zweck zwei Methoden zum Einsatz. Die bereits erwähnten Kontextinterviews, sowie eine Online-Umfrage. An dieser Umfrage nahmen insgesamt über 60 Personen von unterschiedlichen Institutionen im biochemischen Bereich teil. Mithilfe dieser beiden Methoden konnten viele Daten über die Nutzer gesammelt werden. Eine mögliche Vorgehensweise um diese Daten aufzubereiten, stellt die Persona-Methode dar, mit deren Hilfe ein „typischer“ Nutzer dargestellt wird. „Personas sind keine echten Menschen, sondern basieren auf Verhaltensweisen und Motiven echter Menschen, die wir beobachtet haben[…] Sie sind zusammengesetzte Archetypen […]“ (Alan Cooper, Robert Reinmann, David Cronin, S.99, 2010). Die Daten aus der Nutzungskontextanalyse und die entstandenen Modellen helfen eine solche Persona zu modellieren. Personas helfen Designern und Entwicklern eine bessere Vorstellung vom  Verhalten der Nutzer, deren Zielen und Motiven zu bekommen. Außerdem sind Personas „[…] ein wichtiges Tool, um unsere Designs durch unser User Research zu begründen und zu rechtfertigen.“ (Alan Cooper et al., 2010, S.99 ff). » Mehr…

  • Vergleich elektronischer Laborbuchsysteme

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    ELN Benchmark

    ELN Benchmark

    Im Rahmen der Recherche zum MLJ wurde auch ein Vergleich von mehreren Elektronischen Laborbüchern durchgeführt. Dabei wurden drei Softwarelösungen genauer betrachtet. Die obige Grafik spiegelt unsere (subjektive) Einschätzung der untersuchten Systeme wieder. » Mehr…

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