Professori Antti Oulasvirta parantaa käyttöliittymiä laskennallisen tieteen ja psykologian avulla

Professori Antti Oulasvirta haluaa kehittää tietotekniikan käytettävyyttä ja käyttäjäkokemusta.

- Käyttöliittymistä on internetin ansiosta tullut aivan hiljattain merkittävä elämänlaatuun vaikuttava tekijä. Esimerkiksi amerikkalaiset viettävät ällistyttävät 11 tuntia vuorokaudessa digitaalisen median parissa. Jo aivan pienillä käyttöliittymien parannuksilla voi olla valtava kerrannaisvaikutus, Oulasvirta kertoo.

Oulasvirta on taustaltaan kognitiotieteilijä ja yhdistää työssään tietojenkäsittelytiedettä ja matemaattista psykologiaa.

- Käyttöliittymäsuunnittelu on siitä poikkeuksellinen ala tietotekniikassa, että ihminen on sekä tutkimuksen tavoite että sen hyvyyden mittari. On virhe olettaa, että käyttöliittymäsuunnittelun voisi ratkaista yksin tietojenkäsittely- tai insinööritieteiden keinoin, vaan siihen tarvitaan apua sosiaali- ja käyttäytymistieteistä, Oulasvirta selittää.

Mikä on paras mahdollinen käyttöliittymä?

Oulasvirta käyttää käyttöliittymäsuunnittelussa apuna laskennallisia tieteitä, kuten optimointimenetelmiä. Lähestymistapa sopii hyvin insinöörialoille.

- Olennainen ero muihin ryhmiin on se, että emme itse suunnittele käyttöliittymiä elementti elementiltä, vaan etsimme algoritmisesti parasta ratkaisua, Oulasvirta sanoo.

Optimointimenetelmät soveltavat matemaattisia malleja ihmisen käyttäytymisestä tehdäkseen suunnittelupäätöksiä.

- Käytämme apuna matemaattisia malleja käyttäytymisen perusilmiöistä kuten esimerkiksi ihmisen havainnosta, tarkkaavaisuudesta, oppimisesta, päätöksenteosta, kokemuksesta biomekaniikasta ja motorisesta kontrollista. Näiden mallien avulla optimoija voi esimerkiksi tietää, kuinka kauan käyttäjä etsisi komentoa tietynlaisesta valikkojärjestelmästä, Oulasvirta kuvailee.

Laskennallisen lähestymistavan edut ovat merkittävät. Oulasvirta puhuu vallankumouksesta käyttöliittymäsuunnittelussa, jota on pidetty ”automatisoimattomana” alana.

- Voimme algoritmisesti käydä läpi miljoonia käyttöliittymäsuunnitelmia. Tulosten laatu on parempi kuin useimmilla ihmissuunnittelijoilla. Voimme jopa löytää niin sanotun globaalin optimin eli parhaan mahdollisen käyttöliittymän. Ja voimme kertoa mistä tahansa käyttöliittymästä, kuinka kaukana se on optimista, Oulasvirta sanoo.

Tällaisella tiedolla on hänen mukaansa valtavasti arvoa ICT-alalla, jossa käytetään suunnaton määrä henkilötyötunteja käyttöliittymien parantamiseen ilman merkittäviä tuloksia.

Uusia tuloksia näppäimistön optimoinnissa

Yksi Oulasvirran ryhmän tutkimuskohteista on niinkin tuttu kuin näppäimistö.  

- Nyt yleisimmin käytössä oleva Qwerty-näppäimistö on keksitty jo 1800-luvulla. Se on kuitenkin epäoptimaalinen lähes kaikille kielille ja kaikkiin käyttötarkoituksiin, Oulasvirta toteaa. On älytöntä että käytämme sitä vielä!

Hänen mielestään sen käyttäminen nykypäivänä on lähes järjetöntä. Oulasvirran tutkimusryhmä on optimoimassa näppäimistöä niin, että se muuntuu käytetyn kielen, päätelaitteen tai tehtävän (esimerkiksi tekstiviestin kirjoittaminen) mukaan. Näppäimistön optimointi on tunnettu ajatuksena jo 1920-luvulta lähtien, mutta nyt ensimmäistä kertaa voidaan laskennallisesti löytää globaali optimi jokaiseen kieleen ja jokaiselle päätelaitteelle.

Hänen tutkimusryhmänsä on aikaisemmin onnistunut ratkaisemaan näppäimistöön liittyviä osa-ongelmia. He ovat kehittäneet muun muassa uuden kahdella peukalolla käytettävän näppäimistön mobiililaitteille. KALQ- näppäimistö on jaettu näytön molempiin reunoihin. Sillä on muutama tuhat käyttäjää, pääasiallisesti yritysmaailmassa. Uuden näppäimistön opetteluun menee keskimäärin kymmenen tuntia aikaa.

- KALQ on huomattavasti tehokkaampi kuin Qwerty. Ongelma on kuitenkin oppiminen. Normaalin tablettikäyttäjän ei kannata investoida opetteluun käytettävää aikaa, ellei sitä sitten käytä pääasiallisena työvälineenä, Oulasvirta sanoo.

Tutkimuksen päätavoitteet ovat kuitenkin muualla kuin näppäimistöissä. Laajempana tavoitteena on parantaa yleisemmin käytettyjä käyttöliittymiä.

- Tällä hetkellä tutkimme esimerkiksi älypuhelinten sovellusvalikoita, www-sivuja, hakukoneita, selaimia sekä konsolipeleistä (esim. Kinect, Wii) tuttuja elekäyttöliittymiä, Oulasvirta kertoo.

Euroopan tiedeneuvoston rahoitus 2015 - 2020

Oulasvirta sai tutkimuksensa tueksi loppuvuodesta 2014 Euroopan tiedeneuvosto (ERC) myöntämän 1,5 miljoonan euron ERC Starting Grant -rahoituksen. Aalto-yliopiston ryhmässä on tällä hetkellä yksi jatko-opiskelija ja maaliskuussa 2015 kaksi postdoc-tutkijaa.

Tutkimuksen lisäksi Oulasvirta panostaa opetukseen ja opetusmateriaalin tuottamiseen.

- Opetus on tärkeä osa työtäni. Edustamani ala on ollut olemassa vasta 20 vuotta, eikä esimerkiksi kunnon kurssikirjoja ole olemassa. Koska edustamani laskennallinen lähestymistapa on alallani marginaalissa, joudun tuottamaan materiaalia paljon itse, hän huokaisee.