Ontwikkeling van interfaces

Interfaces maken dus interactie met computers mogelijk. Tot voor kort moest de mens zich daarvoor aanpassen aan de computer. Denk aan de abstracte commando’s die nodig waren om een MS-DOS-computer aan de praat te krijgen. Nu kunnen we niet alleen met computers communiceren via een toetsenbord of muis, maar ook op een voor de mens natuurlijke manier: met spraak, aanraking of beweging. Het heeft als gevolg dat de grens tussen mens en computer vervaagt: technologie wordt een verlengstuk van de mens. 

Dat biedt ook kansen voor het onderwijs. Denk aan een sociale robot die kinderen met autisme helpt bij hun sociaal-emotionele ontwikkeling door ze te helpen vertellen wat ze voelen. Of aan leerlingen die virtueel samenwerken aan een opdracht via virtual reality.

De geschiedenis van gebruikersinterfaces

De eerste computers waren zo groot als een huiskamer en vereisten programmeerkennis om ermee te kunnen werken. Toch zijn veel van wat nu hele moderne interfaces lijken ouder dan u zou denken. Vanaf de jaren ‘50 werden al prototypes van muizen, stylussen en grafische interfaces ontwikkeld. Daarmee konden gebruikers teksten en lijsten bewerken of simpele afbeeldingen tekenen. Ook met spraakinterfaces en rudimentaire virtual reality werd geëxperimenteerd. 

Maar de echte doorbraak in de ontwikkeling van interfaces vond plaats met de komst van de personal computer: een veel kleinere en goedkopere computer met een grafische gebruikersinterface in de vorm van een beeldscherm, een toetsenbord en een muis. De combinatie van het kleine formaat en de gebruiksvriendelijke interfaces maakten computers toegankelijker voor een breed publiek. 

De huidige intuïtieve interfaces gaan hierin nog een stap verder. Ze maken computers nóg toegankelijker. Iemand hoeft nu niet langer te kunnen lezen of schrijven, te beschikken over een goede fijne motoriek of een mens te zijn om een computer te bedienen. Zo zijn dreumesen van 1 jaar oud in staat om een touchscreen te bedienen en kunnen zelfs poezen spelletjes spelen op een tablet.

Intuïtieve interfaces

Intuïtieve interfaces zijn te onderscheiden in een aantal soorten. Hieronder beschrijven we ze alle vier. 

Touch interface

Met een touch interface kan een computer worden bediend aan de hand van aanraking. Vóór de touch interface was een muis of een toetsenbord nodig om op een scherm iets te kunnen aanklikken of uitvoeren. 

Conversational interface

Een van de meest natuurlijke manieren voor mensen om te communiceren is in een gesprek. Dat principe vormt de basis van conversational design en conversational interfaces. Het klinkt ingewikkeld maar een programma als Whatsapp of een chatbot op een website zijn allemaal voorbeelden van conversational interfaces. U krijgt geen lange lap tekst, maar ontvangt steeds brokjes informatie aan de hand van een gesprek. 

Ook voice assistants als Siri of Google assistant maken gebruik van een conversational interface, maar dan met geluid. We praten er tegen op een voor ons natuurlijke manier, met als doel het in gang zetten van een bepaalde actie. De assistenten geven daar – net als in een echt gesprek – een gesproken reactie op terug.

Motion interface

Het is mogelijk om computers te bedienen via bewegingen. Bijvoorbeeld met virtual reality (VR) of augmented reality (AR), dankzij speciale brillen of handschoenen. Het opzetten van een head mountable display (HMD) dompelt ons bij VR onder in een virtuele realiteit. Sensoren herkennen hoofd- of handbewegingen waardoor het beeld meebeweegt. Het is zelfs mogelijk om objecten die we in de virtuele wereld vastpakken te voelen door zogeheten haptische feedback. Denk aan een controller die trilt als u schiet in een computerspelletje. 

Brein-computer-interface

Interfaces die werken op basis van hersengolven of neurofeedback noemen we brein-computer-interfaces. Ze werken met elektroden in een headset die een gebruiker op zijn hoofd zet. Ze worden onder andere gebruikt om via een game kinderen te helpen met angst om te gaan. Door veranderingen in gemeten hersenactiviteit kan de speler het spel beïnvloeden. Brein-computer-interfaces gaan soms nog verder. Bijvoorbeeld door een computerchip in het brein te implanteren. Zo kunnen ALS-patiënten een toetsenbord bedienen door aan een bepaalde handeling te denken en is het straks wellicht mogelijk om een robothand te sturen door te denken aan het bewegen van een vinger. Het zou nog intuïtiever zijn als de hand te bewegen was door te denken aan het feit dat u iets wilt pakken. Daarvoor is alleen nog meer kennis nodig over de precieze werking van het brein.

Volwassenheid van de technologie

Waar plaatsen we de nieuwere, intuïtieve interfaces op de tijdlijn van de Hype Cycle? Het is op dit moment nog behoorlijke uitdagend om dit type interfaces aan te laten sluiten op menselijk gedrag. Het is voor machines namelijk heel lastig is om intenties van mensen te interpreteren. Er zijn veelbelovende experimenten die een innovation trigger zijn, maar de echte hype moet nog komen. De meeste toepassingen zijn nog complex en duur. Intuïtieve interfaces staan dus nog aan het begin van de cyclus. 

Toepasbaarheid voor het onderwijs

Dankzij interfaces en de ontwikkeling die zij hebben doorgemaakt is technologie toegankelijk geworden voor een breder publiek dan ooit. Iemand hoeft niet langer de interface te leren gebruiken om iets te kunnen bedienen, maar kan er tegen praten of het programma aanraken dat hij wil starten. Dat biedt ook mogelijkheden voor het onderwijs. 

Het gebruik van een muis of toetsenbord vereist een goede fijne motoriek. Iets waar jonge kinderen of mensen met een handicap niet altijd over beschikken. Met de komst van de touch interface worden computers toegankelijker voor grotere groepen mensen. Nu kunnen bijvoorbeeld ook jonge kinderen in de onderbouw werken met chromebooks of tablets met touch screens.

Conversational interfaces kunnen leraren tijd besparen. Het gaat veel sneller als een leraar straks zelf niet meer in spreadsheets hoeft op te zoeken wie moeite heeft met cijferend vermenigvuldigen, maar het gewoon aan een voice assistant kan vragen. Maar er zijn nog haken en ogen. Een willekeurige vraag van een leraar of leerling beantwoorden is niet zo gemakkelijk als het lijkt. Iedereen die wel eens een chatbot of voice assistant heeft gebruikt, herkent dat. In een natuurlijk gesprek zitten veel impliciete veronderstellingen en aannames die voor een mens heel logisch zijn, maar voor een computer helemaal niet. En dat kan letterlijk spraakverwarring met een computer opleveren. 

Motion interfaces worden al toegepast in virtual reality. Leerlingen kunnen met virtual reality handelingen oefenen tijdens de opleiding voor ze die in de praktijk moeten gaan doen. Mogelijk kunnen zelfs hele delen van de opleiding met motion interfaces worden gedaan. Motion interfaces zijn nog niet uit ontwikkeld. Meer over de mogelijkheden van VR en AR staat in het artikel over immersive technologie.

Brein-computer-interfaces bieden mogelijkheden voor leerlingen met fysieke beperkingen in het reguliere onderwijs. Wat als een leerling die blind is geworden weer kan zien? En misschien dat een leerling zelfs wel andere dingen zou kunnen waarnemen dan normale ogen. Denk bijvoorbeeld aan infrarood licht. Deze technologie stelt het onderwijs voor interessante en spannende vragen. Wat als ‘gewone’ leerlingen met brein-computer-interfaces superkrachten krijgen? Op welke manier zou dit soort technologie onderwijs eerlijker en inclusiever kunnen maken? 

Ook het aansturen van een computer met het brein biedt mogelijkheden voor het onderwijs. Wat als we een rapport kunnen opstellen door eraan te denken? Het zou veel administratieve handelingen kunnen schelen. Over de werking van het menselijk brein weten we alleen ook heel veel dingen nog niet. Daardoor zijn de mogelijkheden van dit soort interfaces nog beperkt, experimenteel van aard en erg kostbaar. 

Aandachtspunten en tips

Intuïtieve interfaces zijn nog volop in ontwikkeling is. Scholen die zich er verder in willen verdiepen, moeten daarom rekening houden met een aantal aandachtspunten. 

Privacy en verzameling van data

Om intuïtieve interfaces echt goed te laten werken, worden allerlei data verzameld. Over de omgeving, over gebruikersgroepen en over de individuele gebruiker. In sommige gevallen zijn dit heel persoonlijke gegevens. Bijvoorbeeld bij virtual reality waar biometrische gegevens zoals oog- en hoofdbewegingen en gezichtsuitdrukkingen worden verzameld. Of bij voice assistants die door een stem-analyse kan herkennen of een gebruiker boos is of nog sterk twijfelt.

Het verzamelen van data is nodig om de interface te laten werken, maar er bestaat een delicate balans tussen data die we wel willen vrijgeven om gebruiksgemakken te vergroten en de meer intieme, persoonlijke data die we niet willen delen. Denk aan een auto die een signaal geeft als u in slaap dreigt te vallen. Wat als die de gegevens vervolgens doorstuurt naar de verzekering? Of dat die gegevens worden gebruikt bij het bepalen van schuld bij een ongeluk? Het is belangrijk om als een nieuwe toepassing wordt ingezet niet alleen in te gaan op de voordelen die de technologie brengt, maar ook het gesprek aan te gaan over waarden en ethiek. 

Leren omgaan met interfaces

Intuïtieve interfaces zijn bijzonder gebruiksvriendelijk, maar dat betekent niet dat een gebruiker altijd weet wat hij ermee kan. Dat komt doordat vaak context ontbreekt. Bij voice assistants is het bijvoorbeeld niet altijd duidelijk wat we nu wel of niet kunnen vragen en wat ze voor ons kunnen doen. Er zijn geen visuele aanwijzingen die een gebruiker direct kan zien. Dat geldt ook voor chatbots. Vaak is niet duidelijk waar een chatbot precies allemaal kennis over heeft en wat we dus wel en niet kunnen vragen. Soms moeten leren dat we de voice assistant zelf context mee moet geven. Dus het commando moet niet zijn ‘Speel deze film af’, maar ‘Speel deze film af op Netflix via TV Woonkamer’. 

Ook virtual reality kan om enige training aan de kant van de gebruiker vragen. Gebruikers moeten soms ontdekken welke handgebaren er zijn en welke functie ze daarmee uit kunnen voeren. Hoe intuïtief ook, we moeten dus nog altijd een beetje rekening houden met de computer en onze intenties duidelijk maken op een manier die een computer begrijpt. En dat betekent dat mensen ook bij dit type interfaces soms moeten leren hoe ze ermee om moeten gaan.