Robert Tscharn

• The field of human-computer interaction (HCI) strives for innovative user interfaces. Innovative and novel user interfaces are a challenge for a growing population of older users and endanger older adults to be excluded from an increasingly digital world. This is because older adults often have lower cognitive abilities and little prior experiences with technology. This thesis aims at resolving the tension between innovation and age-inclusiveness by developing user interfaces that can be used regardless of cognitive abilities andThe field of human-computer interaction (HCI) strives for innovative user interfaces. Innovative and novel user interfaces are a challenge for a growing population of older users and endanger older adults to be excluded from an increasingly digital world. This is because older adults often have lower cognitive abilities and little prior experiences with technology. This thesis aims at resolving the tension between innovation and age-inclusiveness by developing user interfaces that can be used regardless of cognitive abilities and technology-dependent prior knowledge. The method of image-schematic metaphors holds promises for innovative and age-inclusive interaction design. Image-schematic metaphors represent a form of technology-independent prior knowledge. They reveal basic mental models and can be gathered in language (e.g. bank account is container from "I put money into my bank account"). Based on a discussion of previous applications of image-schematic metaphors in HCI, the present work derives three empirical research questions regarding image-schematic metaphors for innovative and age-inclusive interaction design. The first research question addresses the yet untested assumption that younger and older adults overlap in their technology-independent prior knowledge and, therefore, their usage of image-schematic metaphors. In study 1, a total of 41 participants described abstract concepts from the domains of online banking and everyday life. In study 2, ten contextual interviews were conducted. In both studies, younger and older adults showed a substantial overlap of 70% to 75%, indicating that also their mental models overlap substantially. The second research question addresses the applicability and potential of image-schematic metaphors for innovative design from the perspective of designers. In study 3, 18 student design teams completed an ideation process with either an affinity diagram as the industry standard, image-schematic metaphors or both methods in combination and created paper prototypes. The image-schematic metaphor method alone, but not the combination of both methods, was readily adopted and applied just as a well as the more familiar standard method. In study 4, professional interaction designers created prototypes either with or without image-schematic metaphors. In both studies, the method of image-schematic metaphors was perceived as applicable and creativity stimulating. The third research question addresses whether designs that explicitly follow image-schematic metaphors are more innovative and age-inclusive regarding differences in cognitive abilities and prior technological knowledge. In two experimental studies (study 5 and 6) involving a total of 54 younger and 53 older adults, prototypes that were designed with image-schematic metaphors were perceived as more innovative compared to those who were designed without image-schematic metaphors. Moreover, the impact of prior technological knowledge on interaction was reduced for prototypes that had been designed with image-schematic metaphors. However, participants' cognitive abilities and age still influenced the interaction significantly. The present work provides empirical as well as methodological findings that can help to promote the method of image-schematic metaphors in interaction design. As a result of these studies it can be concluded that the image-schematic metaphors are an applicable and effective method for innovative user interfaces that can be used regardless of prior technological knowledge.…
• Innovative Benutzungsoberflächen sind eines der Hauptziele der Mensch-Computer Interaktion. Diese neuartigen Benutzungsoberflächen sind eine Herausforderung gerade für ältere Benutzer und drohen diese aus der immer digitaleren Welt auszuschließen. Hierbei spielen abnehmende kognitive Fähigkeiten und eine geringere Vorerfahrung mit Technologie eine wichtige Rolle. Diese Arbeit zielt darauf ab, die Spannung zwischen Innovation und Alters-Inklusivität zu verringern und Benutzungsoberflächen zu entwickeln, die unabhängig von kognitiven FähigkeitenInnovative Benutzungsoberflächen sind eines der Hauptziele der Mensch-Computer Interaktion. Diese neuartigen Benutzungsoberflächen sind eine Herausforderung gerade für ältere Benutzer und drohen diese aus der immer digitaleren Welt auszuschließen. Hierbei spielen abnehmende kognitive Fähigkeiten und eine geringere Vorerfahrung mit Technologie eine wichtige Rolle. Diese Arbeit zielt darauf ab, die Spannung zwischen Innovation und Alters-Inklusivität zu verringern und Benutzungsoberflächen zu entwickeln, die unabhängig von kognitiven Fähigkeiten und technologieabhängigem Vorwissen benutzt werden können. Die Methode der image-schematischen Metaphern verspricht innovative und zugleich alters-inklusives Interaktionsdesign. Image-schematische Metaphern stellen eine technologieunabhängige Form von Vorwissen dar. Sie offenbaren grundlegende mentale Modelle und können aus metaphorischer Sprache extrahiert werden (z.B. Bankkonto ist Container ausgehend von "Geld ein}zahlen). Die vorliegende Arbeit leitet aus vorangegangen Anwendung von image-schematischen Metaphern im Bereich der Mensch-Computer Interaktion drei empirische Forschungsfragen mit dem Fokus auf innovatives und alters-inklusives Interaktionsdesign ab. Die erste Forschungsfrage behandelt die bisher ungetestete Annahme, dass junge und ältere Menschen in ihrem technologieunabhängigem Vorwissen und damit auch im Gebrauch image-schematischer Metaphern übereinstimmen. In Studie 1 beschrieben 41 Probanden abstrakte Konzepte in den Bereichen Online Banking und Alltag. In Studie 2 wurden zehn kontextuelle Interviews durchgeführt. In beiden Studien wurde eine Übereinstimmung zwischen 70% und 75% gefunden, was auf eine substantielle Übereinstimmung der mentalen Modelle hinweist. Die zweite Forschungsfrage zielte auf die Anwendbarkeit und das Potential image-schematischer Metaphern für innovatives Design aus der Perspektive von Designern ab. In Studie 3 durchliefen 18 studentische Designteams einen Ideenfindungsprozess mit Prototypenerstellung, der entweder auf einem Affinity Diagramm als Industriestandard, image-schematischen Metaphern oder beiden Ansätzen in Kombination basierte. Die Methode der image-schematischen Metaphern, aber nicht die Kombination beider Methoden, war ebenso leicht anwendbar wie die bekanntere Standardmethode. In Studie 4 erstellten professionelle Interaktionsdesigner Prototypen mit oder ohne image-schematische Metaphern. In beiden Studien wurde die neue Methode als leicht anwendbar und die Kreativität stimulierend wahrgenommen. Die dritte Forschungsfrage ging der Frage nach, ob Prototypen, die explizit auf image-schematischen Metaphern basieren, tatsächlich innovativer wahrgenommen werden und alters-inklusiver bezüglich kognitiver Fähigkeiten und Technologievorwissen sind. In zwei experimentellen Studien (Studie 5 und 6) mit insgesamt 54 jüngeren und 53 älteren Menschen wurden Prototypen, die mit image-schematischen Metaphern entwickelt worden waren, als innovativer wahrgenommen als solche, die nicht explizit mit der neuen Methode entwickelt worden waren. Zudem war der Einfluss von Technologievorwissen auf die Interaktion geringer für Prototypen, die mit image-schematischen Metaphern erstellt worden waren. Der Einfluss von kognitiven Fähigkeiten und Alter auf die Interaktion blieb jedoch signifikant. Die vorliegende Arbeit liefert sowohl in empirischer als auch methodischer Hinsicht einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Methode der image-schematischen Metaphern im Interaktionsdesign. Als Ergebnis dieser Arbeit lässt sich festhalten, dass image-schematische Metaphern eine leicht anwendbare und effektive Methode darstellen, um innovative Benutzungsoberflächen zu entwickeln, die unabhängig von Technologievorwissen benutzt werden können.…