Interaction in physical environment
1.0 Einleitung
Im Rahmen unseres Interaction Design Studiums besuchen wir das Modul Interaction in Physical Environments. In diesem Modul geht es um non-visuelle Interaktion im öffentlichen Raum. Jede Gruppe erhielt einen vorgegebenen Ort und Vibrationsboxen, die das akkustische und taktile Feedback auslösen. Unser Team besteht aus den drei Studenten Christoph Brandin, Michael Fretz und Dondup Shelkar. Als Ort unseres Projektes wählten wir die Tramhaltestelle.
Die Tramhaltestelle bietete für uns einige sehr interessante Aspekte. Wer oft Öffentliche Verkehrsmittel in einer Stadt wie Zürich verwendet, wird sich zwangsläufig an einer Tramhaltestelle aufhalten müssen. Die Tramhaltestelle ist im Grunde ein Ort, wo man sich nicht explizit aufhalten möchte. Dennoch müssen wir dort auf Busse oder Trams wartend unsere Zeit verbringen, um von einem Ort zum nächsten zu gelangen. Um die Wartezeit zu verkürzen fangen wir an Musik zu hören, Zeitungen zu lesen, Textnachrichten per Handy zu senden und beschäftigen uns mit etweiligen Dingen, nur nicht mit der Tramstation selbst.
Dieses seltsame aber interessante Verhältnis zwischen Wartenden und “Wartestelle” veranlasste uns in einer ersten Researchphase direkt vor Ort zu gehen und Mensch und Umgebung genauer zu analysieren.
2.0 Research — “look how people do / what they do”
Wir haben verschiedene Tramstationen in Zürich zu unterschiedlichsten Tageszeiten besucht. Von der stark frequentierten Tramhaltestelle an der Bahnhofstrasse bis hin zur kaum benutzen Haltestellen. An jeder Tramstation analysierten wir die Menschen, deren Bewegung und Verhalten während der Wartezeiten. Mit Hilfe von Skizzen, Videos, Fotos und Musikaufnahmen hielten wir die Fakten fest.
Zusammenschnitt aus der Video-Analyse verschiedener Tramhaltestellen.
Durch die Tonaufnahmen an verschiedenen Tramhaltestellen, konnten wir ein sich wiederholendes Muster feststellen. Diese haben anhand der Lautstärke und der Vibration visualisiert:
Die Analyse verhalf uns die Tramstation, auf der wir tagtäglich warteten, bewusster wahrzunehmen. Die grosse Masse an Informationen haben wir ausgewertet, gefiltert und auf eine Konklusion reduziert:
- Die Tramstation dient für den Grossteil der Menschen lediglich als Verbindungspunkt von einem Startpunkt und dem gewünschten Ziel. z.B. von zu Hause zur Arbeit.
- Die Wartephase ist sehr passiv. Wartende beschäftigen sich mit einer eigenen Tätigkeit. z.B. Musik hören, lesen, telefonieren. Kontakt mit anderen Wartenden ist kaum existent (ausser man kennt sich bereits).
- Menschen an der Tramhaltestelle bewegen sich sehr wenig. Sie laufen an einen bestimmten Ort und bleiben dort stehen bis das Tram / der Bus kommt.
- Die Einfahrt eines Trams unterbricht alle Menschen in ihrer Tätigkeit und hat einen erlösenden Symbolik.
2.1 Research | Welche Anwendungen existieren bereits?
Während unserer Analysen vor Ort haben wir auch nach bereits existierenden Anwendungsformen von tactile floors gesucht. Es liess sich früh feststellen, dass diese Form von Interaktion noch wenig verbreitet ist. Aus Komplexitätsgründen, und bestimmt auch kostenbedingt, beschränkt man sich oft nur auf visuelle Darstellungen.
Wir konnten dennoch einige interessante Beispiele von sonic und tactile interactions finden, die uns für unser Projekt inspirieren konnten:
Natural Interactive Walking von der McGill University, Quebec (CA)
Natural Interactive Walking ist ein interaktiver Boden, der sehr realitätsnah drei Sinne anspricht: Haptisch, visuell und akkustisch. Tritte werden entsprechend ihrer Druckstärke aufgenommen, woraufhin ein direktes Feedback als projiziertes Bild, Ton sowie per Vibration des Bodens wiedergegeben wird.
Ada – intelligent space von der ETH und Universität Zürich (CH)
Ada ist ein intelligente Installation, die auf Besucher reagiert. Neben den Tritten auf bestimmte Flächen, wird auch die Akkustik als Eingabe verwertet. So reagiert Ada auch auf das Klatschen der Hände.
Sonic Floor von Daito Manabe und Motoi Ishibashi (JP)
Sonic Floor ist eine Installation mit einer Vielzahl von interaktiven Flächen, die durch die Berührung eines Stabs ausgelöst werden. Durch den Stab lassen sich auch Muster oder Rhythmen erzeugen, die dann visuell und akkustisch wiedergegeben werden.
3.0 Konzept
Nach einem ersten Brainstorming mit vielen verschiedenen Ideen mussten wir einen Grundsatzentscheid fällen. Soll unser Projekt eher funktional oder unterhaltend sein? Beide Varianten waren für uns interessant gewesen. Doch haben wir uns letztlich für eine unterhaltende, zusammenführende Installation entschieden, da unserere Recherchen einige mögliche Projekte aufgezeigt hatten.
Die Grundidee war es, an der Tramhaltestelle den kompletten Boden mit Vibrationsplatten und Drucksensoren auszulegen. Der Boden wird interaktiv und reagiert je nach Druckstärke mit Akkustik und Vibration. Durch die Vernetzung der einzelnen Platten entsteht gleichzeitig eine Gewebe aus interaktiven Feldern. Dies ermöglicht es einzelne Vibrationsplatten, respektive die Personen die sich darauf befinden, miteinander zu kommunizieren.
Menschen unterhalten und verbinden – ein Szenario
Durch die Vernetzung der Vibrationsplatten wird beim Betreten der Tramhaltestelle eine leichte Vibration der aktuellen Platte ausgelöst. Der Boden macht auf sich Aufmerksam. Der Besucher ist zuerst verwirrt, dann neugierig und tastet mit den Füssen den Boden ab. Der Druck auf die Bodenplatten wird dadurch verändert, was über die Drucksensoren aufgenommen wird. Die Akkustik und die Vibration des Bodens ändert sich leicht. Der Besucher findet spielerisch heraus, dass Vibration und Akkustik im direkten Zusammenhang mit dem Druck auf die Bodenplatte stehen. Er versucht den Druck zu erhöhen und stellt fest, dass dadurch auch die danebenliegenden Platten vibrieren und klingen. Er beginnt zu hüpfen und bemerkt, wie seine Bewegung eine akkustische und haptische Welle durch die Haltestelle auslöst. Andere wartende Menschen werden von der leichten Welle erfasst und beginnen nun ihrerseits mit den Platten zu experimentieren. Es entsteht eine non-visuelle Kommunikation zwischen unbekannten, wartenden Tramgästen. Sobald das erwartete Tram ankommt, beginnen die Platten gleichmässig rhytmisch zu vibrieren und symbolisieren mit einem unterstützenden Ton das Ende der Wartezeit.
Interaktionskonzept
Interaktionen unserer Installation geschehen sehr intuitiv. Anfangs besteht eine kaum bemerkbare Grundvibration, die den Benutzer auf eine mögliche Interaktion Aufmerksam machen soll. Durch Druckverstärkung oder Gewichtsverlagerung einer Platte wird ein direktes Feedback in Form von Akkustik und Vibration ausgelöst. Benutzer können durch Stärke des Drucks die Intensität der Vibration und durch die Position des Drucks die Richtung der Vibration steuern. Ausserdem lassen sich durch bestimmte Muster oder Wiederholungen besondere Klänge und Vibrationen auslösen.
4.0 Prototyp
Holzkonstruktion
Als Testkonstruktion wählten wir eine Holzplatte und montierten darunter die Vibrationsboxen. Die Holzplatte wurde dann auf einen Sockel gelegt damit diese ein wenig abgehoben ist. Die Idee war, an allen Ecken Drucksensoren zu montieren damit während dem stehen auf der Platte Interaktionen ausgelöst werden konnten. Die ersten Versuche mit einer solchen Konstruktion sahen sehr vielversprechend aus. Wir beschlossen deshalb diese Idee weiter zu verfolgen.
Feedback
Vibration
Wir begannen mit verschiedenen Soundexperimenten. Je nach Soundhöhe, Frequenz und Lautstärke konnten wir unterschiedliche Effekte erzeugen. Wir suchten Sinusfrequenzen welche eine grosse Vibration verursachten, aber kaum hörbar sind.
Sound
Zusätzlich zu den Vibrationsboxen stellten wir zu jeder Platte je eine Hifibox für das Soundfeedback — im Endzustand sollten diese natürlich auch unter der Platte angebracht werden. Der Sound sollte für uns folgende Kriterien erfüllen: zur Aktion passend, je nach Druck unterschiedliche Lautstärke und auf keinen Fall zu aufdringlich. Trotzdem sollten diese eine Art Druckwelle wiederspiegeln und so den Vibrationsimpulsen Emotionen verleihen. Ganz im Kontrast dazu der Sound beim Einfahren eines Trams. Hier versuchten wir uns ganz traditionell in Richtung sanfter Signaltöne. Bei der Produktion der Sounds ließen wir im Hintergrund immer die von uns aufgenomme Gräuschkulisse verschiedener Tramstatioenn laufen — so konnten wir einschätzen ob z.B. unser Signalton bei Trameinfahrt überhaupt gehört werden würde.
Hier eine kleine Soundauswahl:
PulseOut — Ton für das Erzeugen einer Vibrationswelle durch Druck mit den Füssen
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PulseIn — Vibrationswelle (Impuls) kommt bei einer anderen Platte an. DIe Lautstärke ist dabei abhängig vom jeweiligen Druck des Senderimpulses
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Tram — Beim Einfahren der Tram wird zur Information aller Wartenden ein Signal- /Informationssound abgespielt. Alle Platten vibrieren dazu kurz stark und der Pulse Modus wird für die Dauer des Tramhaltes abgeschaltet.
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Bei unseren Testuser waren sich alle einer Meinung: “Der Sound passt gut zu dem was man tut.”
Elektronik und Programmierung
Die ganze Steuerung der Vibrationsboxen und Drucksensoren haben wir über Arduino und MaxMSP gelöst. Für die ersten Versuche nahmen wir ein normales Arduino. In einem späteren Zeitpunkt setzten wir dann aber auf ein Bluetooth Arduino.
Nachdem die ersten Versuche erfolgreich waren bildeten wir die definitiven Prototypen. Diese bestanden aus drei Quardatischen Holplatten. An den Ecken waren jeweils Drucksensoren montiert. So konnte man Audio- und Vibrationssignale von einer zur nächsten Platte senden. Wir erstellten nur drei Platte weil wir mit unserem Prototpen den Effekt aufzeigen wollten. Wenn der Prototyp mit drei Platten funktioniert dann wird der Effekt mit ca. 64 Platten gewaltig sein. Die Tests mit den drei Platten waren erfolgreich. Viele Testpersonen hatten Spass mit dem versenden von Vibrationen und Sounds. Wir waren erstaunt, dass ein nicht visueller Ansatz eine solch gute Erkennbarkeit auslösen konnte.
Um die fertigen Prototyp-Platten zu steuern, benutzen wir Arduinos in der Bluetooth–Variante. Leider stellte sich heraus das diese noch sehr fehleranfällig waren und so verloren wir eine grosser Teil der Zeit mit Verbindungsversuche. Die Bluetoothvariante haben wir eingesetzt, da wir im finalen Prototyp eine grösssere Distanz zum Computer zurück legen mussten.
Nachdem die Platten untereinander funktionierten haben wir mit der der Feinabstimmung der Sounds begonnen. Uns war wichtig das die Sounds nich störend wirkten aber dennoch das Gefühl einer Welle vermitteln konnten.
5.0 Endpräsentation
Die Präsentation unseres Prototypen konnten wir nicht wie gewünscht an der Tramhaltestelle halten. Zum einen fehlte uns die gewünschte Stromversorgung, zum anderen war die Zeit um lange Distanzen zwischen den einzelnen Präsentationen zu überbrücken nicht vorhanden. Aus diesem Grund wurden alle Projekte im Gang des Hauptgebäudes ausgestellt und präsentiert. Die Reaktionen waren spannend anzusehen als verschiedene Personen unser Projekt getestet haben. Obwohl es sich um eine nicht visuelle Arbeit handelte, haben fast alle Tester in die Richtung geschaut wo sie die Vibration hingesendet haben. Man spührte woher ein Signal kam und wohin es ging. Wir sind mit den Ergebnissen sehr zufrieden, würden uns aber bei einer Weiterentwicklung oder weiteren Projekten dieser Art mehr Zeit wünschen. Weiter wäre es sehr interessant zu sehen was passiert wenn wir mehr als drei Platten einsetzen würden und wie sich diese dann auch im öffentlichen Raum integrieren würden.
