E klavye
Klavye Harf Dizilimi Problemine Bilimsel Yaklaşım ve E Klavyenin Geliştirilmesi

Klavye harf dizilimi yöntemi konusundaki bu çalışmanın çıkış noktası on parmak klavye kullanıcıları arasında sık görülen kas ve iskelet sistemi rahatsızlıkları riskini yazım performansını düşürmeden azaltmaktı. İlk olarak klavye harf yerleşimi üzerine yapılmış önceki çalışmalardaki eksikler belirlendi. Bu çalışmalardan bazıları gayet iyi tanımlanmış matematiksel optimizasyona dayanıyordu ama ergonomi parametrelerinin bilimsel dayanağı yoktu. Buradan hareketle, on parmak klavye kullanım özelliklerini ve ergonomi ölçütlerini göz önünde bulunduracak, matematiksel optimizasyona dayalı bir yöntem üzerinde çalışma başlatıldı. Proje TÜBİTAK'ın maddi desteği ile gerçekleştirildi (Proje no: 111M530).
İlk adım olarak, bir önceki bölümde bahsedilen ideal klavye harf yerleşimi ilkelerinin hepsini kapsayacak matematiksel optimizasyon modeli üzerinde çalışıldı ve geliştirildi. Bu model yeni ve öznel iki amaç fonksiyonlu bir optimizasyon modeliydi. İlk amaç fonksiyonu yazım yükünü parmaklara ideal olarak dağıtmayı ve böylece çabuk yorulmamayı, el ve bilek rahatsızlıkları riskini azaltmayı sağlamak; ikinci amaç fonksiyonu da ardışık tuş basım sürelerini azaltarak ideal klavye harf diziliminde geri kalan tüm ilkeleri yerine getirmeyi ve böylece hem hızlı yazmayı hem de yine çabuk yorulmamayı, el ve bilek rahatsızlıkları riskini azaltmayı sağlamaktı.
Bu model için gerekli parametreler şunlardı: (i) parmakların tek tek maksimum tuş basım hızları, (ii) klavyede tüm ikili kombinasyonları hesaba katarak parmakların maksimum ardışık tuş basımlarında geçen minimum süreler ve (iii) Türkçedeki harf ve harf çiftlerinin sıklıkları.
Parmakla ilgili literatürdeki çalışmalar yeterli ve kapsamlı değildi. Bunların belirlenmesi gerekiyordu. Bu amaca yönelik olarak Boğaziçi Üniversitesi Ergonomi Laboratuvarında iki ayrı çalışma yapıldı. Laboratuvarda farklı yaş gruplarından yetişkinler üzerinde yapılan deneyler ile her parmağın tek tek maksimum tuş basım hızları tespit edildi. Parmakların ikili kombinasyonları ile ilgili ikinci çalışmada ise, iki tuşa ardı ardına maksimum tempoda basmada geçen ortalama süreler belirlendi. Bu deneysel çalışmalar sonucu elde edilen parmak kapasite ve ikili tuş basım süreleri ile ilgili parametre değerleri evrensel değerlerdir. Nitekim, bu çalışmaların her ikisini de esas alarak araştırmacılarca yazılan iki makale ABD'de ergonomi alanında önemli dergilerden olan Human Factors ve International Journal of Industrial Ergonomics dergilerinde yayımlandı.
Model için ayrıca gerekli olan Türkçedeki harf ve harf çiftlerinin sıklıkları Türkçe Ulusal Derliminden faydalanılarak belirlendi. (Yöntemin kullanılması ile diğer diller için tasarlanacak klavye dizilimleri için harf sıklıkları söz konusu dilin ulusal derleminden hesaplanacaktır.)
Bu veriler optimizasyon modelinde girdi olarak kullanıldı. Geliştirilen klavye harf dizilimi oluşturma matematiksel modeli, bugünkü bilgisayar hızı ile pratikte kesin çözümü olmayan bir problemdir (olası klavye harf dizilim sayısı: 32!=2,63X1035). Bu nedenle, modelin çözümünde optimale yakın çözüm kümeleri üreten bir genetik algoritma yöntemi kullanıldı. Elde edilen 152 klavye yerleşiminden üç aday klavye yerleşimi (bunlardan biri her iki amaç fonksiyonunu da minimize eden klavyeler arasından seçilen E klavye idi) doğrulama testlerine tabi tutuldu ve mevcut klavyelerle (Q ve F klavyeler) performans ve sağlık riski açısından karşılaştırıldılar.
Bu doğrulama testlerinden birinde sensörlerle donatılmış bir çift "hareket yakalayıcı veri eldiveni" (CyberGlove Systems tarafından geliştirilen CyberGlove II) kullanıldı ve tendon hareket mesafeleri ölçüldü. Seçilen üç aday klavyenin her birinin tipik bir Türkçe metni F ve Q klavyelerden önemli derecede daha az tendon hareketi ile yazmayı ve aynı zamanda tendon hareketlerinin parmaklara daha dengeli dağıtılmasını sağladığı görüldü. Tendon hareket miktarı fazlalığının ve dengeli dağıtılmamasının el, bilek, kas ve iskelet rahatsızlıkları için bir risk teşkil ettiği bilinmektedir.
Tipik bir Türkçe metin için yapılan hız deneyinde ise E klavye Q klavyeye göre %25, F klavyeye göre ise, %2 kadar daha hızlı bulundu. Yazım süresi 45 dakika yerine daha uzun tutulsaydı, F klavye ile hız farkının daha fazla olacağı hipotez edilebilir; çünkü yazım yükünün %46'sını her iki elin en hızlı parmakları olan işaret parmaklarına yükleyen, yazım yükünü parmaklara dengeli dağıtmayan F klavye, potansiyel olarak kişiyi daha çabuk yoracak ve yavaşlatacaktır.
Matematiksel optimizasyon sonuçlarına göre karşılaştırmada ise, E klavye Q ve F klavyelere göre her iki amaç fonksiyonunu minimize etmede ve özellikle yükleri parmaklara dengeli dağıtmada çok daha başarılı bulundu. F klavye ideal parmak yüklerinden yaklaşık %40 ve Q klavye % 30 kadar sapmakta olup, buna karşılık E klavyede yaklaşık %3'lük bir sapma görülmektedir. Dvorak ve ekibinin ideal klavye harf dizilimi ilkelerine göre yapılan karşılaştırmada ise, E klavye 11 ölçütün 9'unda F klavyeden ve ölçütlerin hepsinde Q klavyeden daha başarılı bulundu.