Touchscreen killed the knob star: Interfaces en el automóvil

Notas de la charla en UXSpain 2014


Estas son las notas de mi comunicación del 23 de mayo en UXSpain 2014, el III Encuentro de profesionales de la Experiencia de Usuario en España que tuvo lugar en Granada.

Últimamente el mundillo relacionado con el diseño de productos digitales ha vuelto la mirada a los interfaces en el automóvil, que parecían no merecer esta atención antes.
La principal razón ha sido la aparición (más bien consolidación) de estándares para conectar el smartphone y poder utilizar una versión simplificada del OS y las aplicaciones en la pantalla del vehículo. La aparición del estándar de Apple, CarPlay, ha sido el empujón mediático definitivo.
Hay otra razón importante para que hayamos fijado la atención en este campo: hemos encontrado una víctima fácil.

La experiencia de uso con los sistemas de infotainment de un vehículo está aún lejos de la que tenemos con un smartphone, por ejemplo. Hay muchas razones por la que esto es así, diferencias entre la industria del automóvil y la de tecnología digital.

También hay razones para pensar que la situación va a cambiar.

Reproductor de audio en Range Rover Evoque vs Spotify para iOS

La industrial del automóvil y la tecnología digital

Un automóvil tarda en desarrollarse de 3 a 5 años, con una larga fase final de ensayos para cumplir regulaciones y puesta en marcha de la producción. Esto hace que, en el mejor de los casos, la interfaz sea diseñada 2 años antes del lanzamiento. Sólo compañías atípicas como Tesla pueden permitirse ir más rápido.

Por ejemplo, el sistema de infotainment más avanzado de Audi que ha llegado a sus modelos este año, utiliza un chip Nvidia Tegra 3, que debutó con una tableta Asus en 2011.

El tiempo en el mercado de un modelo es de alrededor de 3 años, y el ciclo de vida es de una media de 10 años, mientras que en smartphones y aplicaciones hablamos de meses. Es un reto diseñar un sistema de infotainment que no quede visiblemente obsoleto cuando todavía le quedan muchos años de uso.

Para los estándares de alta tecnología, la automoción es un mercado relativamente pequeño. En 2013 se vendieron en todo el mundo 83 millones de automóviles, sólo un pequeño porcentaje con sistema de infotainment avanzado. Ese mismo año se vendieron, por ejemplo, 1.000 millones de smartphones.

Es tradicional en la industrial de la automoción el enfoque propietario. Los fabricantes ponen mucho celo en la diferenciación. No son muy partidarios de abrirse a estándares y perder el control de una parte importante de la experiencia.


Experiencias positivas en automoción

Los fabricantes de automóviles llevan muchos años tratando temas de interacción y visualización. No olvidemos que Karl Benz ya tuvo que tomar algunas decisiones en 1886.
También hay soluciones acertadas de las que podemos aprender.

Un ejemplo es el velocímetro tradicional, que poco ha evolucionado en muchos años.
¿Por qué usar un gráfico tipo gauge si la velocidad actual es un único dato, el data-ink ratio es muy bajo y no somos tan buenos comparando ángulos como comparando longitudes?
Rompemos algunas reglas de visualización de datos porque conduciendo lo importante son las condiciones actuales — ¿cómo de rápido voy ahora mismo? — no es necesario histórico o contexto.

Tener visible todo el rango de velocidades permite establecer “zonas” en el velocímetro para obtener una aproximación rápida de la velocidad sin tener que leer caracteres (no más precisión de la necesaria).

A veces la escala que se usa no es continua (homogénea) para hacer coincidir velocidades importantes con los cuadrantes, donde es fácil reconocer que la aguja está en posición vertical u horizontal. Esta discontinuidad también se aprovecha para dar más precisión allí donde es más necesaria, la diferencia entre 30 y 50 km/h es más importante que entre 140 y 160 km/h, por ejemplo.

Otras soluciones acertadas vienen por el hecho de llevar controles allí donde el conductor tiene sus manos e información visual allí donde tiene sus ojos.
Es el caso de los controles en el volante y el Head Up Display, mediante el que se proyectan datos importantes en el parabrisas.
Reducen la distracción, ya que no hay que apartar los ojos de la carretera ni soltar las manos del volante.

Controles en el volante de Volvo y Head Up Display de BMW

También es interesante la forma en la que tratan la Háptica: la ciencia del tacto, el estudio interfaces que involucran el sentido del tacto.
Todas las compañías de automóviles tienen departamentos que se encargan de que cada botón o dial físico tenga el feeling adecuado, con una curva característica determinada y una superficie de contacto apropiada a su función.
Este vídeo muestra el trabajo del departamento de háptica en BMW: Haptics. BMW quality

Y es que quién no disfruta rotando un buen dial de equipo de música. Recomiendo Knobfeel, un Tumblr dedicado al “porno háptico”.

La háptica se aplica no sólo a nivel confort, sino que también se usan vibraciones en distintas zonas de contacto como aviso.
Un ejemplo puede ser, mientras utilizamos un sistema de navegación, aplicar vibración en el volante que se desplaza en el sentido de siguiente giro.


Estado actual de las pantallas en automóviles

Sin embargo cuando nos fijamos en las pantallas con las que manejamos los sistemas de infotainment de un vehículo, ¿qué podemos encontrar actualmente?

No es extraño encontrar falta de consistencia entre los controles en pantalla y el resto de controles físico del vehículo: lo que variaba con pulsaciones en un sitio es un slider en otro, lo que en un sitio se rotaba en otro se desplaza…
Tenemos una gran fragmentación de tecnologías de input que complican la tarea de de usar el mismo paradigma de interfaz en todas las zonas de control (touchscreens, diales, botones, snobs, touchpads, …).
Al final todas estas interfaces están basadas en gestos (derecha-izquierda, presionar, arriba-abajo, etc), y sería deseable unificar estos gestos en controles físicos y digitales.

BMW iDrive con mando remoto para controlar funciones en pantalla

En relación a ésto, es habitual encontrar falta de mapeo natural. Algunos fabricantes emplean, en lugar de pantallas táctiles, controles físicos remotos junto a la palanca de cambio para manejar funciones en pantalla. La relación entre los movimientos del control remoto y las selecciones en pantalla pueden carecer relación lógica.
Un conocido ejemplo es la rotación en el sentido horario del mando en Audi para desplazarse hacia arriba en listas.


A un nivel más visual es donde es más fácil encontrar carencias.

Ford MyFord Touch (aquí en un Ford Fusion)

Interfaz muy cargado de información, distribuída además, en una dudosa retícula.
No hay una jerarquía clara entre funciones y entre funciones y ajustes.
Todo ello implementado con botones pequeños difíciles de pulsar y una paleta de color bastante tosca.

Mercedes Benz CLA 2013

Pobre contraste menú/contenido y seleccionado/no seleccionado, ¿dónde estoy, donde puedo ir?
Mucha información por pantalla, además, malgastando píxeles en recursos ya superados, como esos botones con reflejo.

Mercedes Benz Clase S 2014

Inconsistencia en presentación y navegación de menús, encontramos diferentes estilos dependiendo de la función y el nivel de profundidad.
Contraste pobre en algunos casos entre texto y fondo.
Fuentes pequeñas, difícilmente legibles a la distancia del conductor.
Recursos gráficos sobrediseñados, con 3D, sombras, reflejos, halos,…

Es muy frecuente encontrar “gráficos pesados” y animaciones forzadas en los sistemas más potentes. En demasiadas ocasiones, se toman decisiones de diseño simplemente porque la tecnología lo permite, sin más justificación que demostrar que se está usando un procesador potente o una pantalla capaz.

El fabricante de chips Nvidia tiene una propuesta de concepto para el cockpit del futuro basado en pantalla: Project Mercury.
El diseño se ha realizado con su propio programa de diseño, UI Composer Studio, qu cuenta con capacidad para modelar en 3D.
El resultado es una interfaz con gran pirotecnia 3D en un lugar donde cada píxel debería ser usado para comunicar algo más que “puedo hacer esto”.

Nvidia Project Mercury. Yes, we can

Un ejemplo del uso de procesadores potentes y pantallas con buena resolución es el nuevo Audi TT 2015. Cuenta con uno de los sistemas más avanzados y algunas soluciones inteligentes, pero no se han resistido a utilizar un menú elíptico en 3D que rota alrededor de un modelo 3D del mismo coche más digno de la pantalla de configuración de un juego que de un dashboard.

Audi TT 2015 Virtual Cockpit

Y es que, independientemente de las restricciones que tiene un diseñador de UI para automóvil, hay ciertas decisiones que son simplemente mal diseño, sin excusas.

Lexus GS 350 2012

En el artículo “The State of In-Car UX” de Geoff Teehan pueden encontrarse más críticas al diseño visual de interfaces, sobre todo en vehículos de gama alta.


Controles físicos vs pantallas

Pero, ¿realmente necesitamos esas pantallas?, ¿no podemos quedarnos con nuestros botones que podemos usar sin mirar?
Es difícil pensar más allá de pantallas táctiles, cualquier visualización del futuro está llena este tipo de interfaz y de interfaces gestuales.

La digitalización de controles se ha hecho muchas veces en nombre de la simplificación, como si retirar los botones físicos de nuestra vista bastara.

El BMW serie 7 de 1994 contaba con 35 indicadores y gauges y con 66 controles manuales. El mismo modelo introdujo en 2002 el sistema iDrive, pasando a 13 indicadores/gauges y 29 botones físicos.
El iDrive original consistía en un control remoto (knob) en la consola central que maneja una pantalla con 700 funciones agrupadas en 8 modos. Es curiosa la cita de uno de los diseñadores de este sistema:

“The people who designed the interface, we didn’t need 700 functions. We always discussed whether we need this function or that function, because it would have made it for us much easier to build a simpler system. But OK, if our marketing department says we need it, we design it in“ BMW engineer Hermann Kuenzner

Un ejemplo más reciente es el Acura MDX, que elimina botones físicos y lleva las funciones a una pantalla táctil. El modelo 2011 cuenta con 41 botones en consola central, el de 2014 con 9.

“Even after a night of driving, I didn’t have a clue how to operate the system” Chris Nelson, road test editor Automobile Magazine sobre el Acura MDX 2014.

Por el contrario Ford está volviendo a botones y knobs para su sistema MyFord Touch, a la vez que dando más peso al control por voz.
Según la dirección de Ford, estos cambios basados en el feedback negativo de usuarios (incluyendo demandas) y bajas calificaciones en encuestas de valoración (por ejemplo J.D. Power Initial Quality Survey y Consumer Reports).
Y es que Ford se lleva la palma en cuanto a críticas de su sistema de infotainment, aunque hay que reconocer que fueron pioneros es su uso y que van mejorando.

Eliminar botones físicos para pasar sus funciones a la pantalla no es simplificar, es sólo ocultar complejidad.
Aumenta la percepción inicial de simplicidad por parte del usuario, pero no reduce la complejidad general.
“Every button or dial you add to an interface is a design decision you´re offloading to the user” Alasdair Allan at ThingsCon. Berlin, 2-3 May 2014

Don Norman decía que en automoción tradicionalmente se ha mapeado nueva funcionalidad con nuevos controles, aumentando el número. Había un control por cada función.

El iDrive de BMW introdujo un solo mando para controlar un sistema complejo de menús en una pantalla. Esto supone la introducción de modos: el mismo input del usuario produce resultados diferentes dependiendo del setting seleccionado en ese momento (ejem.: Bloq Mayús, Insert).

Introducción de modos con un sólo control

Como Jef Raskin argumentó:

“Los modos son una fuente significativa de errores, confusión, restricciones innecesarias y complejidad en interfaces”.

Raskin opinaba que se había adoptado un enfoque inapropiado traído de los interfaces centrados en lo visual, cuando los interfaces en el automóvil están ahí para ser mirados lo mínimo. Sugirió, incluso, utilizar en enfoque cercano al diseño para invidentes.

En cuanto a estructura (arquitectura de información) en estos sistemas, es aconsejable partir de estructuras anchas y poco profundas. De esta forma nos acercamos a lo que teníamos con botones físicos, una estructura totalmente plana.
Cuando el número de funciones crece, se puede pensar en agrupar en categorías de forma lógica, y sólo después anidar en varios niveles. Funciones de uso frecuente en niveles profundos son un infierno.

En Diseño Industrial se dice que interfaz es el espacio donde interactúan persona, producto y objeto de la acción, sin diferenciar entre físico y digital.

Deberíamos empezar por definir la funcionalidad y entender el contexto de uso, y sólo después determinar si el control ha de ser físico, o digital.
Se hecha de menos una mayor armonía e integración entre lo físico y lo digital.

(Recomendable el artículo “A lack of harmony between physical products and digital services” de Jason Mesut )


Control físico remoto vs pantalla táctil

Grandes marcas como Audi, BMW o Mercedes-Benz no utilizan pantallas táctiles, sino controles físicos remotos trabajando con pantallas. ¿Se encuentra esa armonía e integración entro lo físico y lo digital en este sistema?

Esta solución consta de un knob en la parte baja de la consola central que puede rotar para moverse menús, ser presionado para seleccionar ítems, incluso puede incluir touch-pad para reconocer caracteres o hacer pitch-to-zoom.
Todos incluyen botones físicos alrededor del knob para un acceso directo a funciones principales.

Hay una serie de ventajas frente a las pantallas táctiles:
- Se evita la fatiga muscular (síndrome Gorilla Arm), al estar el brazo en una posición más favorable.
- Mejor posición del display, que al no tener que alcanzarse con la mano, puede estar lejos del conductor más cerca de la visual.
- La pantalla puede ser envuelta para evitar reflejos por la misma razón.
- Las vibraciones y movimientos del vehículo en marcha afectan menos.

También se encuentran algunas desventajas:
- Hay que aprender la traducción entre inputs con el mando y outputs en pantalla, no hay manipulación directa.
- Mayor tiempo de aprendizaje por esta razón.
- Mayor tiempo de interacción que en pantalla táctil, aunque la diferencia disminuye con el uso.

Dentro de estos sistemas hay uno un poco diferente, el presentado recientemente en el ya mencionado Audi TT 2015.
No usa pantalla central, sino un panel de instrumentos “virtual” en una pantalla que se utiliza también para las funciones de infotainment.
Puede seleccionarse un modo centrado en la conducción, con velocímetro y tacómetro en posición convencional, y un modo navegación, en el que los indicadores se desplazan a los lados para dejar espacio a un gran mapa en el centro, posición ideal para seguir las indicaciones.
La climatización se lleva a las entradas de aire, con pequeños displays monocromo pulsables y rodeados de un dial, una gran solución desde el punto de vista de integración físico-digital.

Audi TT Virtual Cockpit y control de climatización

Explorando mejoras en las pantallas táctiles

Volviendo a las pantallas táctiles , hemos criticado diseños fallidos, hemos señalado inconvenientes, pero ¿qué caminos podemos explorar para mejorar estas interfaces?

Lo que buscaríamos con estas mejoras es:
- Distracción mínima, tanto en tiempo de tarea como en atención visual requerida
- Consistencia entre dispositivos de entrada (touchscreens, botones, diales, touchpads, ..)
- Diseño más atemporal o, incluso, actualizable

Lo más inmediato es mejorar la calidad del diseño visual, siempre evaluando las diferentes opciones para tomas decisiones informadas.
Simplemente eligiendo una tipografía más legible podemos reducir el tiempo que se aparta la mirada de la carretera.

En un estudio realizado por el MIT y Monotype se compararon tipografías humanistas, como referencia Frutiger, con tipografías grotescas, tomando como referencia Eurostile, muy utilizada en vehículos por su aire tecnológico.
Las humanistas, por su mayor legibilidad, reducían el tiempo en el que se aparta la mirada de la carretera en un 12% (curiosamente hay menos diferencia en mujeres).

La mayor desventaja que se señala de las pantallas táctiles es la falta de feedback no visual. Una de las formas de mejora sería añadir ese feedback háptico a las pantallas.

Desde la solución habitual de vibración de toda la pantalla, pasando por vibración localizada (hay una patente reciente de Apple al respecto), hasta opciones más de futuro como la vibración electrostática.
Esta última no tiene partes móviles, sino que se utiliza electrovibración, en la que se varía frecuencia y amplitud para crear el efecto de diferentes texturas y relieves.

El feedback háptico por vibración puede usarse no sólo como binario, sino también con patrones de vibración reconocibles y diferenciables llamados iconos hápticos (según estudio de la Universidad de Tampere, Finlandia, 2013).

Los diseñadores de interfaces estamos acostumbrados a utilizar sólo recursos visuales, pero parece que cada vez habrá más oportunidades de utilizar herramientas hápticas.

Otro camino distinto al de utilizar vibraciones es dotar de volumen real a las pantallas, en una especie de TUI (tangible user interface).

En el concepto The Haptic Drive (Miha Feuš, Universidad de Umea) se integran botones físicos sobre la pantalla, algunos se desplazan sobre ésta.
Otros estudios han probado partes con volumen sobre la pantalla simplemente para dar una referencia a la mano y localizar más fácilmente los controles en la pantalla.

The Haptic Drive, de Miha Feuš

El display Tactus utiliza un fluído que permite variar la superficie de la pantalla para formar botones físicos.

Texas Instruments presentó un concepto de consola central basado en la retroproyección de la interfaz sobre una superficie (DLP, digital light projection) que ya no está limitada a ser plana y puede integrar controles físicos en medio de la pantalla.

Texas Intruments DLP

Para reducir la distracción de la conducción, no sólo se puede recurrir a la respuesta háptica. El uso adecuado de pantallas táctiles de gran tamaño puede dar algunas ventajas.

El Tesla Model S utiliza una enorme pantalla de 17” en la consola central, que aprovecha para hacer visibles más funciones a la vez, pero ¿es posible sacar partido a las pantallas táctiles grandes para mejorar la usabilidad y reducir la distracción?

Tesla Model S

Hay proyectos de investigación y diseños concepto que han explorado el uso de pantallas de gran tamaño.

Una opción que se ha estudiado es el uso de grandes áreas interactivas. Si consideramos la Ley de Fitts y la teoría de propriocepción (capacidad de sentir la posición relativa de nuestros músculos), podemos intuir que las áreas de interacción grandes tienen algunas ventajas. Con grandes nos referimos a áreas de 30 x 30mm o más.
Según un el estudio de BMW y la Universidad de Munich “How To Make Large Touch Screens Usable While Driving” que compara diferentes propuestas de uso de pantallas de gran tamaño con sistemas convencionales, podemos conseguir un tiempo para completar la tarea más bajo, facilidad de aprendizaje y complejidad percibida baja.

Grandes áreas interactivas

Otro camino a explorar con pantallas de gran tamaño es el uso de un área grande (incluso toda la pantalla) para el reconocimiento de gestos en cualquier parte de la pantalla.
El concepto A New Car UI (Matthaeus Krenn) hizo bastante ruido cuando se presentó hace algunos meses. Consiste en el aprovechamiento de toda la pantalla para invocar funciones en cualquier zona dependiendo del número de dedos que se usen y desplazamiento para regular cada función.
Se trata de un concepto innovador y atractivo, un gran ejercicio de exploración. Sim embargo, presenta algunos inconvenientes, como la necesidad de aprendizaje de los gestos, la difícil escalabilidad a más funciones (implementa 8) o las dudas sobre la precisión de los gestos con las vibraciones del vehículo en marcha.
Además, según el mismo estudio señalado antes, este tipo de solución, respecto al uso de grandes áreas interactivas, aumenta la tasa de errores por confusión de gestos, aunque reduce la distracción visual.

A New Car UI, de Matthaeus Krenn

Estándares para replicación de pantalla

Hay algo que está pasando ahora mismo que puede acelerar muchas cosas. Como decía al comienzo, están empezando a implementarse los estándares de screen-replication, los más importantes:
- MirrorLink: creado por un consorcio de fabricantes de automóviles, smartphones, equipos aftermarket
- CarPlay: la “dictadura benevolente” de Apple, todo bajo su control
- Open Automotive Alliance de Google: algo con un enfoque intermedio

Más allá de aplicaciones con funcionalidades limitadas para reducir la distracción y áreas pulsables más grandes, es aire fresco, la oportunidad de que gente que viene de diseñar otros productos digitales, con otro estándar de calidad, entre dentro del automóvil.

También van a subir enormemente las expectativas de los usuarios.

En esta máquina llena de interacciones que es el coche, todo son oportunidades.

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