Das neue offizielle Standard-Layout für französische Computertastaturen – entwickelt mit Algorithmen von Forschern des MPI-INF in Saarbrücken.

Für die neue offizielle Tastaturbelegung in Frankreich musste aus der unübersehbaren Anzahl von verschiedenen Konfigurationen nicht nur die sinnvollen sondern aus denen auch noch die effizientesten ausgewählt werden. Dank einer internationalen Kollaboration von Computerwissenschaftler der Aalto Universität in Finnland, der ETH Zürich, des INRIA – Nord Europe in Lille und des Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken, konnte dem französischen Normierungspanel eine Variante vorgeschlagen werden, die innerhalb der vorgegebenen Spezifikationen die Benutzerfreundlichkeit maximiert. Die in Saarbrücken entwickelten Optimierungsalgorithmen ermöglichten dabei erst die Handhabung der Datenmenge.

Die französische Normungsorganisation AFNOR hatte 2016 die Aufgabe die Tastenbelegung der französischen Standardtastatur neu zu gestalten. Hintergrund war der mühsame und teils fehlende Zugang zu häufig verwendeten Akzenten und Sonderzeichen. Dabei sollte die französische Basisbelegung (AZERTY) der Tasten mit Zahlen und Buchstaben ohne Akzente jedoch nicht verändert werden. Stattdessen sollten die fehlenden Sonderzeichen hinzugefügt und alle so angeordnet werden, dass die Tastatur leicht bedienbar ist und französische Texte schnell und ergonomisch geschrieben werden können. Die neue Tastatur bietet nun einfachen Zugang zu über 190 Sonderzeichen, wie sie z.B. beim Programmieren oder der Interaktion in sozialen Medien benötigt werden. Sie ist ebenfalls für andere Aufgaben gerüstet, wie das Verfassen von mathematischen oder juristischen Texten, oder das Schreiben in anderen europäischen Sprachen, die das lateinische Alphabet benutzen.

„Die Komplexität der Aufgabe lässt sich daran erahnen, dass schon das Verteilen der 26 Standard-Buchstaben auf 26 verschiedene Tasten 26! ≈ 4*10²⁶ Möglichkeiten zulässt, d.h. mehr Möglichkeiten als Sterne im Universum.“ erklärt Andreas Karrenbauer vom MPI für Informatik. „Hier im konkreten Fall waren 122 Zeichen auf 129 Plätze so zu verteilen, dass die Tastatur möglichst einfach und effizient zu nutzen ist.“ Um beurteilen zu können wie gut eine Konfiguration ist, haben die Forscher ergonomische und motorische Anforderungen, sowie Ähnlichkeiten zwischen den Zeichen und Erwartungshaltungen der Nutzer in quantifizierbare Form gebracht.[1] „Da sich während des Standardisierungsprozesses immer wieder Anforderungen und Wertungen verschoben“, so Doktorand Maximilian John, „musste der von uns entwickelte Optimierungsalgorithmus innerhalb kürzester Zeit aktualisierte Ergebnisse liefern.“

„Wir haben unsere Daten genommen und ein System konstruiert, das einerseits die optimale Belegung berechnete, andererseits aber dem Standardisierungsgremium erlaubte, eigene Änderungen vorzunehmen und die Auswirkungen zu quantifizieren. Dann konnten sie sehen, wie sich mit ihrem Input die optimale Anordnung veränderte.“ erläutert Antti Oulasvirta, Professor an der Aalto Universität. Und er ergänzt: „Erst dadurch wurde eine effektive Zusammenarbeit möglich, bei der die Expertise des Gremiums eine wichtige Rolle im automatisierten Optimierungsprozess spielte.“ Als Basis dienten umfassende statistische Daten der Zeichenverwendung in modernen französischen Texten, die mit ergonomischen Erkenntnissen ergänzt wurden. Die motorischen Fähigkeiten von mehr als 900 Personen flossen dabei als experimentelle Daten ein.

Das Optimierungssystem, das von den Forschern entwickelt wurde, ist so flexibel angelegt dass es sich auch für andere Sprachen einsetzen lässt. Anna Feit von der ETH Zürich, die das Projekt geleitet hat, sieht weitergehende Möglichkeiten: „Solche Algorithmen, wie wir sie hier entwickelt haben, ermöglichen bessere Entscheidungen. Sie können die Probleme und den Nutzen verschiedener Designs schnell bewerten und faire Kompromisse erzielen. Aber sie brauchen auch die Hilfe von Menschen, die das Problem verstanden haben.“

Dank der Optimierungsmöglichkeiten, die von den Saarbrücker Forschern entwickelt wurden war es schließlich möglich, die Menge an parallelen Forderungen soweit zu handhaben, dass in akzeptabler Zeit Tastaturanordnungen gefunden werden konnte, die so nah am Optimum liegen, dass weitere Optimierung keinen nennenswerten Effekt mehr gehabt hätten. Diese wurde als Basis verwendet und mit Informationen des Optimierungstools weiter von den Experten des Standardisierungsgremiums angepasst. Im neuen Layout, das am 2. April in der französischen Nationalversammlung vorgestellt wurde, lassen sich jetzt 190 Sonderzeichen direkt eingeben, beim vorherigen Standard waren es nur 47.

Hintergrund

Die in vielen Ländern übliche QWERTY-Tastatur wurde ursprünglich für Schreibmaschinen des angelsächsischen Markts entwickelt und ist, ggf. mit leichten Modifikationen, quasi unveränderlicher Standard in vielen Ländern. Durch die Dominanz der amerikanischen Computertechnologie wurden auch die dort zum effizienten Programmieren vorgenommen Anpassungen weltweit führend. Es hat immer wieder Versuche gegeben, die Tastenanordnung zu verändern um z.B. schneller schreiben zu können, aber bisher hat sich keine andere Tastaturbelegung großflächig gegen den bei allen bekannten und gewohnten Standard bei der Verwendung von lateinischen Lettern durchsetzen können.
 

Weitere Informationen:   

Kontakt:

Andreas Karrenbauer
Max-Planck-Institut für Informatik; Algorithms & Complexity
Tel +49.681.9325-1007
karrenba@mpi-inf.mpg.de

[1] Zu Details sei auf die wissenschaftliche Veröffentlichung verwiesen.