Von Andreas Grote

Forscher haben ein System entwickelt, mit dem sich Computer per Klopfzeichen bedienen lassen. Statt mit der Maus navigiert man mit dem Knöchel.

Berührungsempfindliche Bildschirme sind praktisch, denn statt via Tastatur und Maus kommuniziert der Anwender mit seinem Kleincomputer direkt über die Anzeige. Diese sogenannten Touchscreens sind allerdings empfindlich gegenüber Stößen, technisch aufwändig und daher teuer.

Ein europäisches Forscherteam hat nun in dem EU-Projekt Tai-Chi (Tangible Acoustic Interfaces for Computer-Human Interaction) ein System entwickelt, das mit akustischen Sensoren arbeitet. Diese ermitteln anhand der dabei entstehenden Schallwellen, auf welche Stelle des Bildschirms gezeigt wird. Die Bedienelemente werden auf Glas, Stahl, Holz, Gips oder Spanplatte aufgebracht. Um eine Funktion zu starten, genügt es, mit dem Finger auf das entsprechende Symbol zu klopfen.

Das System arbeitet mit zwei Lokalisierungsmethoden. Bei der Entfernungsmessung registrieren Beschleunigungssensoren ähnlich wie ein Sonar die Unterschiede in der Laufzeit, die durch Berührung der Oberfläche ausgelöste Schallwellen benötigen, um an zwei oder drei Sensoren anzukommen.

Einsatz an sterilen Orten

Ein anderes Verfahren, Time Reversal Acoustics (TRA), kommt mit einem einzigen Sensor aus, der die Berührungsposition mit hoher Genauigkeit ermittelt. Jedes von den Sensoren aufgefangene Schallwellenmuster wird an ein Steuermodul oder den PC übermittelt und dort ausgewertet. Aus dem akustischen Signal und den räumlichen Angaben der Touchscreen-Fläche kann der Algorithmus berechnen, wo der Klopfton herkommt .

Anwendungen für Tai-Chi-Bedienungselemente sehen die Entwickler beispielsweise an sterilen Arbeitsplätzen im Krankenhaus, wo herkömmliche Bedienelemente wie Tastatur und Maus wegen der Keimbelastung problematisch sind. Eine auf dem Schreibtisch aufgeklebte Tastaturschablone ließe sich einfacher desinfizieren.

Eine solche Tastatur hat ein Ableger des französischen Kooperationspartners LOA, Sensitive Object, bereits auf den Markt gebracht. Tai-Chi funktioniert aber nicht nur auf ebenen Flächen. So haben die Forscher einen Globus entwickelt, der auf einem separaten Monitor die wichtigsten Länderinformationen anzeigt, wenn dazu ein Land mit dem Finger ausgewählt wird. Am Fernsehsessel befestigt könnten die Klopfsensoren Fernbedienungen überflüssig machen.

In Frankreich schon im Einsatz

Da die Sensoren gegenüber erhöhter Raumfeuchte und -temperatur unempfindlich sind, lassen sie sich auch im Badezimmer einsetzen. ,,Der nächste Schritt sind kabellose Sensoren, die bereits erprobt werden'', sagt Wolfgang Rolshofen vom Institut für Maschinenwesen der TU Clausthal, dem deutschen Projektteilnehmer.

,,Sie senden die Daten per Bluetooth in einem Radius bis 15 Meter an das Steuergerät.'' Dann ließe sich auch der CD-Player im Wohnzimmer zum Beispiel über Bedienelemente auf der Kühlschranktür bedienen. Gewerbliche Anwendungen sind zumindest in Frankreich bereits im Einsatz. So hat ein Pariser Lampenfachgeschäft einige Punkte auf einer Schaufensterscheibe angebracht, über die Interessierte Lampen ein- und ausschalten können.

Bis zur Serienreife sind aber noch einige Kinderkrankheiten zu lösen. Bewegungen wie beim Zeichnen oder beim Ziehen der Maus sind aus akustischen Gründen bisher nur auf Oberflächen aus Holzpappe möglich. Auch versteht das System derzeit nur ein Klopfzeichen zur gleichen Zeit. Manche Bedienelemente erfordern jedoch das gleichzeitige Drücken mehrerer Elemente. Weniger Probleme hingegen verursacht Umgebungslärm. Er wird von dem System einfach herausgefiltert.

(SZ vom 17.02.2007)