Territoriality in Collaborative Tabletop Workspaces

Jennifer Büttgen

Mensch-Maschine-Interaktion1, WS 06/07, Prof. Dr. Hußmann

• Territoriality in Collaborative Tabletop Workspaces
• I. Der Tisch als traditionelles Werkzeug und seine modernen Entwicklungen
• II. Ergebnisse bisheriger Studien zur Erforschung menschlicher räumlicher Nutzung
  • II. 1. Einteilung der Arbeitsfläche in einzelne Arbeitsbereiche
  • II. 2. Weitere Erkenntnisse: Der Zuständigkeitsbereich
• III. Warum ist das Wissen um die räumliche Nutzung und Aufteilung der Arbeitsfläche so wichtig?
  • III. 1. Der generelle Nutzen für die Zusammenarbeit
  • III. 2. Richtlinien für das Design interaktiver Tische und Grenzen der Umsetzung
• IV. Fazit
• V. Quellen:

I. Der Tisch als traditionelles Werkzeug und seine modernen Entwicklungen

Der Tisch, als einfache Arbeitsplatte mit vier Beinen, war schon seit jeher eines der wichtigsten alltäglichen Instrumente des Menschen. So auch in der heutigen Zeit der Computer, in der der urtümliche gewöhnliche Tisch zu einem neuen, modernen und digitalen interaktivem Tisch weiterentwickelt wurde, alternativ zum normalen Desktop Computer. An einem solchen Tisch haben ein oder mehrere Menschen die Möglichkeit, gleichzeitig und mit großer Effizienz, unter Verwendung digitaler Medien, zusammenarbeiten zu können.

Doch kümmerte man sich bei dem Design der ersten Exemplare solcher interaktiven Tische meist noch weniger um die räumliche Ausnutzung der Arbeitsfläche durch seine Anwender. Dabei ist das Wissen um die natürlichen Nutzungsgewohnheiten des Menschen, an einer, innerhalb einer Gruppe gemeinsam verwendeten Arbeitsumgebung durchaus von großem Nutzen. Nur so kann eine optimal an den Menschen angepasste Umsetzung digitaler Tische ermöglicht werden.

II. Ergebnisse bisheriger Studien zur Erforschung menschlicher räumlicher Nutzung

Menschen sind gewohnt mit traditionellen Tischen und Medien zu arbeiten. So haben sie bereits sehr viel Erfahrung bei der Zusammenarbeit mit anderen an einem Tisch sammeln können und sich bestimmte Verhaltensstrukturen angeeignet, die im Rahmen von sozialen und gesellschaftlich anerkannten Standards auch von anderen verstanden und akzeptiert werden [3, 4]. Solche allgemeingültigen Vorgänge gilt es zu erforschen und in digitalen Tischen umzusetzen und zu unterstützen. Im Folgenden sollen die grundlegendsten bisherigen Erkenntnisse kurz dargestellt werden.

II. 1. Einteilung der Arbeitsfläche in einzelne Arbeitsbereiche

Mehrere Studien, u.a. von Scott [3], Tang [6], und Kruger et al. [1] zeigten, dass die Orientierung und das Unterteilen der Arbeitsfläche in einzelne Bereiche, die Schlüsselelemente darstellen, mit denen kollaborierende Gruppenmitglieder sich erfolgreich aufeinander abstimmen können [2]. Dieses Unterteilen der Arbeitsumgebung, verhält sich parallel zu unserer Unterteilung unserer physischen realen Umgebung, wie beispielsweise das Aufteilen einer Küche in Kochnische und Essecke. Mit ihrer Hilfe fällt es uns leichter, unsere sozialen Tätigkeiten zu koordinieren. genauso helfen uns auch die Einteilungen des Displays, verschiedene Tätigkeiten, sowohl mit Objekten auf dem interaktiven Tisch, als auch mit Kollegen, zu koordinieren [7]. Scott's Studien [3], in denen die Versuchspersonen dabei beobachtet wurden, wie sie sich beim Beschäftigen mit diversen Spielen oder beim Planen der Innenausstattung eines Zimmers mit traditionellen Medien, verhielten, offenbarten, dass die Arbeitsfläche aufgeteilt wird in jeweils einen persönlichen Bereich für jedes Gruppenmitglied, einen gemeinsamen Arbeitsbereich für die gesamte Gruppe, und einen oder mehrere Bereiche zur Aufbewahrung und Lagerung von Objekten und Arbeitsmitteln. Diese Erkenntnisse bestätigten auch frühere Studien von Kruger et al. [1] und Tang [6].

Den persönlichen Arbeitsbereich eines Gruppenmitglieds, stellt der Randbereich des Tisches, direkt vor der jeweiligen Person, dar. Dieser besitzt eine innerhalb der Gruppe gesellschaftlich gerade angemessene Größe, und wird fast ausschließlich nur von seinem Besitzer benutzt, obwohl es kein offizielles Abkommen unter den Gruppenmitgliedern diesbezüglich gibt. Braucht allerdings jemand ein Objekt, das sich im persönlichen Arbeitsbereich eines anderen Gruppenmitglieds befindet, fragt diejenige Person für gewöhnlich, ob das Gruppenmitglied ihm dieses Objekt übergeben kann, anstatt es sich einfach selbst zu nehmen. Der Grund für dieses Verhalten mag wohl in gesellschaftlich anerkannten Normen liegen [3].

In diesem verhältnismäßig kleinen Bereich werden von der restlichen Gruppe unabhängige Tätigkeiten vorgenommen. Tätigkeiten wie Lesen und Schreiben werden hier durchgeführt, Veränderungen an Objekten vorgenommen und Arbeitsmittel für sich beansprucht. Tang [6] beobachtete, dass Text und Bilder innerhalb des persönlichen Bereichs absichtlich besonders klein geschrieben und gezeichnet werden, sowie, dass der persönliche Arbeitsbereich als eine Art sicheres Feld gesehen wird, indem Personen alternative Lösungen untersuchen und überprüfen können, bevor sie sie der restlichen Gruppe vorstellen. Auch wird dieser Bereich von den anderen Gruppenmitgliedern überwacht, um dort nach weiteren Vorschlägen und eventuellen Lösungsmöglichkeiten zu suchen, die dann bei Bedarf übernommen werden können [3]. Des weiteren fand Scott [3] heraus, dass die Orientierung eines Objektes innerhalb des persönlichen Bereiches jeweils an dem Besitzer des Bereiches ausgerichtet ist, was Kruger et al.'s Beobachtungen bestätigte [1].

Generell ist die Größe des persönlichen Arbeitsbereiches variabel. Sie kann innerhalb eines Arbeitsprozesses wachsen und schrumpfen, jeweils in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Faktoren, wie der Anzahl der Personen und deren Positionen am Tisch, sowie der Größe des Tisches. Je mehr Platz zur Verfügung steht, desto größer wählen Gruppenmitglieder ihren persönlichen Bereich. Befindet sich eine Person allein am Tisch, weitet sich der persönliche Bereich auf die gesamte Tischfläche aus. In diesem Fall werden auch Tätigkeiten der Hauptaufgabe innerhalb des persönlichen Bereiches durchgeführt, anstatt wie gewöhnlich im Gruppenbereich [3, 4]. Weiterhin spielen Faktoren wie die Art der Tätigkeit und der verwendeten Materialien, sowie die Größe der Arbeitsmittel eine Rolle. Die Größe des persönlichen Bereichs verändert sich auch danach, ob eine Person momentan unabhängig von, oder mit den anderen zusammen arbeitet. Einfluss üben auch sichtbare Barrieren auf der Tischfläche, die als optische Grenzen wirken [3]. ähnliche Ergebnisse beobachteten auch Tang und Kruger et al. [6, 1].

Die Mitte des Tisches, sowie freie Bereiche zwischen nebeneinander sitzenden Personen, bilden den gemeinsamen Arbeitsbereich der Gruppe. Dieser darf und soll von allen Gruppenmitgliedern genutzt werden. Hier wird die eigentliche Hauptaufgabe ausgeführt, Arbeitsmittel geteilt und getauscht, untereinander diskutiert und gegenseitige Hilfe angeboten [3, 4]. Auch können gewisse Bereiche Untergruppen vorbehalten sein, z.B. wenn sich mehrere einzelne Teams innerhalb der Gruppe bilden. Diese Bereiche der Untergruppen befinden sich meist am Rand des Tisches, zwischen den Mitgliedern der jeweiligen Untergruppe [3].

Bestimmte Bereiche des Tisches dienen zur Aufbewahrung und Lagerung von Objekten. Ihre räumliche Lage auf der Arbeitsfläche ist, im Gegensatz zu den anderen beiden Bereichen, nicht klar umrissen, sie entstehen aber meist in den Randgebieten der persönlichen und Gruppenbereiche. In Scott's Studie [3], die mit traditionellen Medien, statt einem digitalen Tisch, durchgeführt wurde, benutzten die Testpersonen auch Oberflächen außerhalb der Tischplatte, wie Stühle, den eigenen Schoß oder den Fußboden.

Die Größe der Aufbewahrungsbereiche wird beeinflusst von der Größe der darin zu speichernden Objekte und der zu verrichtenden Aufgabe. Innerhalb dieser Bereiche findet man die Objekte meist in Form von unsortierten Häufchen vor. Dabei befinden sich Objekte, die häufig verwendet werden, in Aufbewahrungsbereichen nahe des Bereiches, in dem gerade gearbeitet wird. Objekte in Aufbewahrungsbehältern, die selten genutzt werden, liegen dagegen weiter entfernt im Hintergrund. Können Objekte in einem mobilen Behälter aufbewahrt werden, wird dieser bei Bedarf einfach herangezogen und nach Gebrauch später wieder zurück in den Hintergrund geschoben [3, 4]. Scott entwickelte dazu eine Studie mit sogenannten mobilen "Storage Bins" [4], welche mehrfach Vorteile eines solchen mobilen Aufbewahrungsbereiches aufführt. Bewährt hat sich auch das Konzept, innerhalb solcher Bereiche Objekte kleiner zu skalieren, etwa auf 25% ihrer Originalgröße, um bessere übersicht behalten zu können. Dadurch verringern sich überdeckungen vieler großer Objekte und die Aufbewahrungsbereiche selbst können wiederum kleiner gehalten werden [2, 4].

II. 2. Weitere Erkenntnisse: Der Zuständigkeitsbereich

Scott [3] beobachtete weiterhin, dass die Position von Materialien die Zuständigkeit eines Gruppenmitglieds für diese Materialien beeinflusst. Objekte, die sich in der Nähe und Reichweite einer Person befinden, fallen unter dessen Zuständigkeit. Dies betrifft sämtliche Objekte in ihrem eigenen persönlichen Bereich, Aufbewahrungsbereiche in ihrer Reichweite und den Teil des Gruppenbereichs nahe der Person. Liegen Objekte in einem Bereich, der von mehreren Gruppenmitgliedern gleichermaßen erreichbar ist, führt dies automatisch dazu, dass diese Objekte weniger exklusiv von Personen benutzt werden. Dafür nimmt dann jedoch die Koordination und Absprechung untereinander zwischen Gruppenmitgliedern für diesen Bereich zu.

Dementsprechend hat allerdings auch ein Rotieren der Arbeitsfläche Einfluss auf die Zuständigkeitsbereiche der Gruppenmitglieder. Anscheinend sind Personen nach Scott's Studie [3] sogar weniger beschützend und offener für Veränderungsvorschläge an ihren Ergebnissen, wenn deren Arbeitsergebnisse sich weiter entfernt von ihnen befinden, z.B. durch Rotation des Tisches, hin zu der Person, die ihnen helfen will, als wenn ihre Ergebnisse direkt vor ihnen in ihrem eigenen "sicheren" Einflussbereich liegen.

III. Warum ist das Wissen um die räumliche Nutzung und Aufteilung der Arbeitsfläche so wichtig?

III. 1. Der generelle Nutzen für die Zusammenarbeit

Weiß man, welche Tätigkeiten Menschen in ihrer Arbeitsumgebung ausführen, und wie sie diese Tätigkeiten ausführen, kann man zukünftige Modelle besser auf menschliche Bedürfnisse und Verhaltensweisen abstimmen. Die Umsetzung dieser Erkenntnisse in digitalen Tischen, hilft den Menschen bei der gemeinsamen Nutzung der Arbeitsfläche, indem festgelegt wird, welche spezifischen Bereiche zur Zusammenarbeit und Erledigung gemeinsamer Aufgaben in der Gruppe, und welche zur Arbeit des Einzelnen, unabhängig von der Gruppe, bestimmt sind. Auch werden die Verantwortlichen für jeweilige zu erledigende Aufgaben klar spezifiziert, der Zugriff auf die verfügbaren Arbeitsmittel geregelt, sowie die Gliederung von Objekten innerhalb des Arbeitsplatzes koordiniert [4]. All dies trägt dazu bei, die Leistungsfähigkeit und Produktivität einer kollaborierende Gruppe zu steigern.

III. 2. Richtlinien für das Design interaktiver Tische und Grenzen der Umsetzung

Begründet auf oben erwähnte Studien räumlicher Ausnutzung einer Arbeitsumgebung mit traditionellen Medien, entwickelten Scott et al. [5] acht Richtlinien, die die Technologie eines digitalen Tisches unterstützen sollte, um sich möglichst effizient an die Bedürfnisse des Menschen anpassen zu können. Diese Richtlinien sollen im Folgenden erläutert werden [5].

Da digitale Tische zur Zusammenarbeit in Gruppen entworfen werden, ist es nur logisch, dass an erster Stelle auch unbedingt die Ermöglichung zwischenmenschlichen Dialogs steht, um somit die grundlegenden menschlichen Verhaltensstrukturen während einer Zusammenarbeit unterstützen zu können. Dabei ist allerdings darauf zu achten, dass die verwendete Technologie die Menschen in ihren Arbeitsprozessen nicht behindert. Beispielsweise können einzelne, persönliche Displays für jedes Gruppenmitglied zwar nützlich sein, aber auch die Kommunikation erschweren, da hier die Transparenz des Vorgangs nicht mehr ausreichend gegeben ist, und andere Gruppenmitglieder bestimmte Schritte nicht nachvollziehen können. Weiterhin sollte ein solcher Tisch eine für die Aufgabe passende ergonomische Form besitzen. Benutzer sollten bequem an dem Tisch sitzen oder stehen können, ohne z.B. durch große Geräte wie Projektoren unter dem Tisch, in ihrem Wohlbehagen, und somit in ihrem Verhalten während der Zusammenarbeit, negativ beeinflusst zu werden [5].

Interaktive Tische sollte zusätzliche zeitliche Kosten beim Wechsel zwischen verschiedenen Tätigkeiten bei der Arbeit am Tisch möglichst vermeiden. Zum Beispiel wird bei Programmen oft zwischen graphischen und Textobjekten unterschieden, was für den Menschen zum Einen unnatürlich ist, ihn zum Anderen unter Zeitkosten dazu zwingt, seine nächsten Schritte, nämlich zu Zeichnen oder zu Schreiben, vorher explizit festzulegen. Ein universales Eingabegerät für sämtliche Aktivitäten auf dem Tisch würde hier den übergang erleichtern. Zwar können spezielle Eingabegeräte für spezielle Aktivitäten die Arbeit beschleunigen, jedoch sollte man abwägen, wie häufig zwischen bestimmten Aktivitäten gewechselt wird, und welcher Ansatz hier am optimalsten erscheint [5].

Wie aus oben aufgeführten Studien hervorgegangen, arbeiten Menschen mit Einteilungen der Arbeitsfläche in bestimmte Bereiche. So sollte den Benutzern auch die Möglichkeit gegeben werden, Aufteilungen an einem interaktiven Tisch vornehmen zu können. Dabei kann allerdings der Umriss eines Tisches diese Möglichkeiten einschränken, wie z.B. bei runden Tischen. Bewährt hat sich, trotz vorhin beschriebenen Nachteilen, den Benutzern ein eigenes Display als persönlichen Bereich vorzulegen. So entstehen automatisch sichtbare Abgrenzungen zwischen den Bereichen und die Gruppenmitglieder können problemlos zwischen eigenem und Gruppenbereich wechseln [5].

Während eines Arbeitsprozesses ist es oft notwendig, Objekte und Dateien, die unabhängig von und außerhalb des digitalen Tisches erstellt wurden, in die Umgebung miteinzubeziehen. Der Transfer solcher Dateien sollte in seiner Anwendung so einfach wie möglich gestaltet werden [5].

Objekte, die innerhalb eines Arbeitsprozesses Verwendung finden, sind nicht immer direkt in der digitalen Umgebung integriert. Menschen benutzen immer noch gerne Papier. Auch physische Objekte, die nicht direkt in Beziehung zur eigentlichen Aufgabe stehen, wie Kaffeetassen, werden von den Personen gebraucht. Um auch mit solchen physischen Objekten zusammen mit dem Tisch interagieren zu können, können alternativ zu Standardeingabegeräten sogenannte Tangible User Interfaces (TUIs) eingesetzt werden. Des weiteren sollten auch Objekte genutzt werden können, mit denen das System nicht unbedingt interagieren muss. Dazu ist es vorteilhaft, den Tisch nicht nur als empfindlichen Bildschirm, sondern auch als normale Tischfläche benutzen zu können. Beispielsweise durch Anbringen eines robusteren Randes um das Display herum, zum Abstellen von Gegenständen, oder durch die Möglichkeit, Objekte auf der Tischfläche platzieren zu können, deren Position das System dann erkennt, und daraus resultierend an dieser Stelle keine wichtigen Informationen ablegt, die sonst verdeckt werden können [5].

Die Verwendung von gemeinsamen Objekten trägt wesentlich zur Kommunikation und zum Verständnis bei. Zuhörer eines Referenten beispielsweise können Vorgänge besser nachvollziehen, werden sie an einem gemeinsam genutzten Objekt verdeutlicht. Zu erwähnen ist hier auch die Bedeutung der Orientierung der Objekte. Diese kann bei richtiger Nutzung für die Kommunkiation von Vorteil sein, aber auch behindern, können z.B. Personen Texte schlecht lesen, die aus ihrer Perspektive auf dem Kopf stehen. Problematisch ist auch die überdeckung von Objekten, beispielsweise der Schatten einer Hand bei einem Deckenprojektor [5].

Die Anordnung der Personen um einen Tisch herum, kann in großem Ausmaß variieren. Einfluss darauf haben Faktoren wie Form und Größe des Tisches, die zu erledigende Aufgabe, bis hin zu persönlichen Vorlieben und Einstellungen der einzelnen Personen. Diese verschiedenen Anordnungsarten gilt es zu unterstützen, damit Gruppenmitglieder die Möglichkeit haben, von unterschiedlichen Positionen aus zu interagieren. Wieder stellt hier die Orientierung von Objekten ein Problem dar. Als optimal erwies sich das System, Objekte automatisch anhand des persönlichen Bereiches auszurichten, allerdings trotzdem noch die Möglichkeit zu geben, die Orientierung der Objekte nachträglich manuell zu ändern [5].

Die Unterstützung von Umgebungen, in denen mehrere Benutzer gleichzeitig arbeiten können, betrifft sowohl Hardware als auch Software, und ist nicht so einfach realisierbar. Viele Systeme benutzen auch hier das Konzept der Tangible User Interfaces TUI, um mehrere physische Objekte verfolgen zu können. Doch muss man auch hier Grenzen setzen, da mit wachsender Anzahl von zu verfolgenden Objekten (hier: gleichzeitig arbeitenden Personen) auch die Latenzzeit des Systems steigt [5].

IV. Fazit

Interaktive Tische, an denen mehrere Benutzer gleichzeitig miteinander interagieren können, besitzen ein hohes Potential. Auch heute wird häufig in einem Arbeitsprozess neben digitalen Medien auch noch der traditionelle Tisch und Papier benutzt, da Menschen mit diesen Mitteln sehr vertraut und erfahren sind. Dazu muss gegebenenfalls allerdings zuerst das digitale Material in Papier konvertiert werden, und nach getaner Arbeit wieder zurück in digitaler Form gebracht werden, was sehr viel Overhead sowohl im zeitlichen, als auch im finanziellen Rahmen bedeutet. Trotzdem will man nicht auf die Vorteile der Zusammenarbeit an Tischen verzichten. Hier greifen die digitalen interaktiven Tische. Sie vereinen die Vorteile der fließenden Kollaboration an Tischen mit der Möglichkeit, digitale Medien zu verwenden, und dadurch Zeit und Geld zu sparen.

Doch um solche digitalen Tische optimal umsetzen zu können, braucht man das Wissen um sie Verhaltensstrukturen des Menschen in seiner räumlichen Nutzung einer Arbeitsfläche. Man fand heraus, dass Menschen diese in bestimmte Bereiche unterteilen, die ihrerseits jeweils wiederum ganz eigene Eigenschaften und Aufgaben haben und für die richtige Koordination im Arbeitsprozess sorgen. Daraus resultierend konnte man Richtlinien entwickeln, die versuchen, diese Verhältnisse beim Entwurf eines digitalen Tisches zu beachten und zu unterstützen. Doch noch sind diese Tische nicht ganz ausgereift. In vielen Bereichen bedarf es noch weiterer Untersuchungen und Entwicklungen. Doch schafft man es irgendwann, momentan noch bestehende Barrieren zu überwinden, wird einer erfolgreichen Zukunft solcher Arbeitsumgebungen wohl nichts mehr im Wege stehen.

V. Quellen:

[1] Kruger, R., Carpendale, M.S.T., Scott, S.D., & Greenberg, S. (2003). How People Use Orientation on Tables: Comprehension, Coordination and Communication. Proceedings of GROUP'03.

[2] Scott, S.D. (2003). Territory-Based Interaction Techniques for Tabletop Collaboration. Conference Companion of the ACM Symposium on User Interface Software and Technology UIST'03, November 2-5, 2003.

[3] Scott, S.D., Carpendale, M.S.T, & Inkpen, K.M. (2004). Territoriality in Collaborative Tabletop Workspaces. In Proceedings of the ACM Conference on Computer-Supported Cooperative Work (CSCW)'04, November 6-10, 2004, Chicago, IL, USA.

[4] Scott, S.D., Carpendale, S. (2006). Investigating Tabletop Territoriality in Digital Tabletop Workspaces. Technical Report 2006-836-29, Department of Computer Science, University of Calgary., Calgary, AB, Canada.

[5] Scott. S.D., Grant, K.D., & Mandryk, R.L. (2003), System Guidelines for Co-located, Collaborative Work on a Tabletop Display. in Proceedings of ECSCW'03: European Conference on Computer-Supported Cooperative Work.

[6] Tang, J.C. (1991). Findings from observational studies of collaborative work. International Journal of Man-Machine Studies, 34, S. 143-160.

[7] Taylor, R. B. (1988) Human Territorial Functioning: A Empirical Evolutionary Perspective on Individual and Small Group Territorial Cognitions, Behaviors, and Consequences. New York: Cambridge University Press.