Talking Eyes (Teil 1): Wie Maschinen die Inklusion von Menschen mit Behinderung fördern können

Feinfühlige Technik – Blogreihe des Teams »Applied Neurocognitive Systems«
Im Zeitalter von Digitalisierung und Künstlicher Intelligenz nimmt die Gestaltung der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine eine Schlüsselrolle ein. Neuroadaptive Technologien versprechen große Potenziale sowohl für die Wissenschaft als auch für die Praxis. Im NeuroLab des Fraunhofer IAO arbeiten die Wissenschaftler*innen an der Schnittstelle zwischen kognitiver Neurowissenschaft, positiver Psychologie und künstlicher Intelligenz. Unser Ziel ist es, die zunehmende Intelligenz und den steigenden Grad an Autonomie technischer Systeme konsequent auf die Fähigkeiten und Bedürfnisse des Menschen auszurichten.

Inklusion ist für Menschen mit Behinderungen eine große Herausforderung – vor allem, wenn ihre Möglichkeiten der Kommunikation durch Sprache oder Gesten eingeschränkt sind. Für sie könnten neue Technologien bald zu einem wichtigen Integrationshelfer werden: Geräte für alternative und erweiterte Kommunikation sind inzwischen so ausgereift, dass sie Menschen mit Sprach- und Bewegungseinschränkungen dabei unterstützen können, andere Formen der Interaktion für die Kommunikation zu nutzen.

Augengesteuerte Benutzerschnittstellen in Kombination mit einem Sprachsynthesizer (»Talker«) spielen eine wichtige Rolle bei der Unterstützung von Menschen mit neuromuskulären Einschränkungen wie amyotropher Lateralsklerose (ALS), Zerebralparese usw. Sie ermöglichen Kommunikation und eröffnen damit Perspektiven zur Interaktion, Inklusion und Selbstbestimmung. Mit ihrer Hilfe können Nutzende ihre Bedürfnisse und Meinungen gegenüber anderen Menschen artikulieren, weil die Technik die Bewegungen ihrer Augen in gesprochene Sprache übersetzen kann. Geräte für unterstützte Kommunikation haben in den letzten ein bis zwei Jahrzehnten enorme Fortschritte gemacht. Es gibt jedoch immer noch eine große Lücke, die es zu schließen gilt. Wenn die Geschwindigkeit der Konversation weiter gesteigert werden kann, könnten Betroffene in naher Zukunft in Echtzeit an Gesprächen teilnehmen – und hätten damit vergleichbare Möglichkeiten der Kommunikation wie Menschen ohne Behinderung.

Usability als Möglichkeit zur Inklusion

Die derzeit eingesetzten Systeme bestehen aus einem Tablet-Computer in Verbindung mit einem Eye-Tracker. Die Talker-Software (also das »Übersetzungsprogramm« für die Augensteuerung), insbesondere die Vollbildtastatur, ist größtenteils an den Tastaturen ausgerichtet, die von Menschen ohne Beeinträchtigung verwendet werden. Sie »tippen«, indem sie die Taste fokussieren und eine bestimmte Zeit (die so genannte Verweildauer) warten, bevor sie zur nächsten Taste wechseln. Das ist äußerst zeitaufwendig und anstrengend für den Benutzenden. Die erreichbare Geschwindigkeit der Tasteneingabe liegt bei etwa einem Buchstaben pro Sekunde. Dies führt zu Frustration, wenn Benutzende versuchen, ein aktives Gespräch zu führen. Die Partner hingegen verlieren die Geduld, weil sie auf die verzögerten Äußerungen warten müssen. Insbesondere bei Gesprächen mit mehreren Personen kann es vorkommen, dass die Benutzenden mit dem Talker ihren Gedankengang nicht zu Ende führen können, bevor jemand zum nächsten Thema übergeht. Es gibt auch Wortvorschläge, die denen auf Smartphones ähneln. Diese werden aber auch von den Nutzenden manchmal ignoriert, da sie nicht auf den aktuellen Gesprächskontext angepasst sind.

Was uns motiviert: das KONTAKT-Projekt

KONTAKT ist ein vom BMBF gefördertes Forschungsprojekt. Motiviert durch einen Kollegen, der ein solches System selbst aktiv einsetzt, traten unsere Projektpartner von der seracom GmbH mit dem Vorschlag an uns heran, Talker-Systeme grundlegend zu verändern: Die Software sollte nicht versuchen, Menschen mit Behinderung an die Welt der Nichtbehinderten anzupassen (siehe unser Tastaturbeispiel oben), sondern die Technologie so auszulegen, dass sie zu den Fähigkeiten der Anwender passt.
Unser Ziel ist es, den Nutzenden zu ermöglichen, schneller und flüssiger an alltäglichen Gesprächen teilnehmen zu können als mit den derzeit verfügbaren Systemen. Dies ist sehr wichtig für eine gute Integration in das tägliche Leben oder in den Arbeitskontext. Jährlich werden in Deutschland rund 1000 Augensteuerung-basierte Talker verkauft und die Kosten von den Krankenkassen übernommen.

Forschungsprojekt KONTAKT: Auf die Fähigkeiten der Anwender angepasste Augensteuerung von Talker-Systemen
Forschungsprojekt KONTAKT: Auf die Fähigkeiten der Anwender angepasste Augensteuerung von Talker-Systemen


KONTAKT betrachtet das Problem von zwei Seiten:

  1. 1. Eine innovative Benutzungsoberfläche, die auf die Anforderungen der Blicksteuerung zugeschnitten ist
  2. 2. Ein kontextbasiertes Wort- und Satzempfehlungssystem

Das KONTAKT-Team erforscht den aktuellen Stand der augenbasierten Interaktionsforschung, um vielversprechende Ansätze für die verschiedenen Funktionen, die für ein Talker-System benötigt werden, anzupassen. Neben der Auswahl einzelner Buchstaben auf einer Tastatur müssen die Nutzenden weitere Bearbeitungsfunktionen ausführen und je nach Bedarf zwischen verschiedenen Ansichten wechseln. Zu den Ansätzen gehören UI-Konzepte, die die Anforderungen berücksichtigen, die sich aus der ausschließlichen Nutzung der Augen für Bewegung und Auswahl ergeben. Der technisch anspruchsvolle Teil des Projekts beinhaltet die Integration von benutzerspezifischem und kontextbasiertem Wissen aus der aktuellen Umgebung und dessen Nutzung für eine intelligente Wortvervollständigung sowie Wort- und Satzvorschlags-Systeme.

Im nächsten Teil dieser Blog-Serie geben wir einen Überblick darüber, was wir von unseren Endanwendergruppen gelernt haben und stellen die wichtigsten Komponenten von KONTAKT vor.

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Ravi Kanth Kosuru

Ravi Kanth Kosuru

Forscher im Team »Applied Neurocognitive Systems«. Mit dem Schwerpunkt Mensch-Computer-Interaktion interessiert er sich für die Gestaltung von Systemen, die auf unseren natürlichen Interaktionen aufbauen. Für ihn ist es von besonderer Bedeutung, die Möglichkeiten von Schnittstellen zu erforschen, die über die traditionelle Tastatur/Maus hinausgehen, um die Kommunikation in der heutigen Arbeits- und Alltagswelt zu verbessern.

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