Projekte

Informations- und Kommunikationstechnologien (IuK-Technologien) verbreiten sich zunehmend in nahezu allen Bereichen des privaten und beruflichen Lebens und sind für die Lebensgestaltung der Menschen heutzutage unverzichtbar. Allerdings steht das Handwerk noch am Beginn der Digitalisierung, da handwerkliche Arbeit von einem hohen Anteil an manuellen, erfahrungsbasierten und nicht automatisierbaren Tätigkeiten geprägt ist. Ein zunehmender Qualifikationsbedarf bezüglich der Nutzung von IuK-Technologien ist aber auch hier zu beobachten. Exemplarisch für das Bauhandwerk und die Elektroinnung verfolgt FachWerk das Ziel, durch die bedarfsgerechte Entwicklung und Erprobung eines multimedialen Lehr- und Lernarrangements, Fachkräfte des Handwerks für die zukünftige Nutzung der Potenziale von IuK-Technologien zu qualifizieren.

Das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik der Universität Kassel übernimmt im Rahmen des Projekts den Aufbau, die Bereitstellung und die Evaluation einer gebrauchstauglichen digitalen Lernumgebung für die Selbstlernphase. Dazu werden in der Konzeptionsphase bestehende Lernmanagementsysteme identifiziert und anhand von zuvor erhobenen Anforderungen auf ihre Einsatzeignung bewertet. Weiter wird ein Konzept der digitalen Lernumgebung erarbeitet und iterativ umgesetzt. Um die Gebrauchstauglichkeit für die Lernumgebung zu gewährleisten, werden Umsetzungen unter Einbezug der Praxispartner entwicklungsbegleitend evaluiert.

Kooperationspartner

Fachgebiet Technologie- und Innovationsmanagement der Universität Kassel
Universität Hannover
Berufsförderungswerk des Handwerks GmbH, Korbach
Gringel Bau + Plan GmbH, Schwalmstadt
Hübschmann Aufzüge GmbH & Co. KG, Korbach
Agentur für Arbeit, Korbach
Handwerkskammer Kassel

Förderung und Laufzeit

Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2 / 2017 - 1 / 2020

Ziel des Projektes RadAR+ ist die Entwicklung eines persönlichen, adaptiv lernenden Reiseassistenz­­systems für den öffentlichen Verkehr. Insbesondere bei Verkehrsmittelwechseln wird der Nutzer bei der Orientierung und Navigation unterstützt, um so die Beanspruchung bei der Reise zu reduzieren. Der Reisende wird dabei mit den für ihn relevanten Informationen versorgt, also all jenen, die auf der individuellen Route in der aktuellen Situation für ihn nützlich sind. Das System erfasst dabei selbst­ständig die Handlungen und Bedürfnisse des Nutzers, greift auf externe Echtzeit­daten wie beispiels­weise Verspätungsinformationen zurück und integriert diese in seine Mobilitätsplanung. Dazu sammelt, filtert und wertet es die Erfahrungen aus der Vergangenheit auf dem Gerät des Nutzers aus und stellt entsprechend individueller Gewohnheiten und Bedürfnisse, wie bspw. längeren Umsteige­­zeiten von älteren oder körperlich eingeschränkten Nutzern, alternative Möglichkeiten in geeigneter Weise dar. Durch die Verwendung von Augmented-Reality-Technologien zur Darstellung von Informationen in einer Datenbrille sowie eine interaktive Sprachsteuerung entsteht eine Hands-Free-Schnittstelle, die einfach und intuitiv benutzbar ist.

Das Projektkonsortium besteht aus Forschungs-, Entwicklungs- und Anwendungspartnern, die im Verbund alle notwendigen Kompetenzen in den Bereichen Mobilität, Augmented Reality, Sprach-User Interfaces, Mensch-Maschine-Interaktion und Nutzermodellierung bündeln. Das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik der Universität Kassel ist dabei insbesondere für die benutzerzentrierte Entwicklung und Gestaltung des Systems zuständig. In allen Entwicklungsphasen von der Konzeption bis zur Evaluation werden Nutzer involviert. So wird von Anfang an dafür gesorgt, dass nötige Anpassungen an Nutzererwartungen früh identifiziert werden und es wird nachhaltig die größt­­­mögliche Gebrauchstauglichkeit und Akzeptanz der technischen Lösung gewährleistet.

Kooperationspartner

House of Logistics & Mobility GmbH, Frankfurt am Main
Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik, Prien am Chiemsee
HaCon Ingenieurgesellschaft mbH, Hannover
Rhein-Main-Verkehrsverbund Servicegesellschaft mbH, Frankfurt am Main
Ubimax GmbH, Bremen
voiceINTERconnect GmbH, Dresden
Rhein-Main-Verkehrsverbund GmbH, Hofheim am Taunus
Fraport AG, Frankfurt am Main

Förderung und Laufzeit

Bundesministerium für Bildung und Forschung, 1 / 2016 - 6 / 2019

Weitere Informationen zum Projekt

• www.radarplus.de

Mit berührempfindlichen Bildschirmen (Touchscreens) werden Informationen nicht nur angezeigt, sondern können am gleichen Ort auch manipuliert werden. Damit ist es möglich, komplexe Interaktionen auf kleiner Fläche auszuführen und zu geringen Kosten flexibel zu bleiben. Gleichzeitig geht aber das von mechanischen Tasten gewohnte Gefühl, die über den Tastsinn vermittelte Rück­meldung, verloren. Besonders die Menschen, die im Laufe ihres Lebens Fertigkeiten an mechanischen Bedienelementen entwickelt haben, beispielsweise beim Maschine­schreiben, sind hier benachteiligt. Aber auch in anderen Fällen ist die Benutzung an einer glatten, unbeweglichen Oberfläche schwieriger als durch mechanische Tasten, was sich in geringerer Eingabe­geschwindigkeit und höherer Fehlerrate ausdrückt.

Um diesem Problem zu begegnen, wird derzeit eine fühlbare Rückmeldung in Form von Vibrationen künstlich erzeugt. Obwohl damit eine einfache haptische Rückmeldung schon eingesetzt wird, fehlen Empfehlungen zur Gestaltung einer aufgabenangemessenen, erwartungskonformen und an bewährte mechanische Vorbilder angepasste Form der haptischen Rückmeldung.

Im Projekt InterHapt wurde die menschliche Wahrnehmung bezüglich haptischer Empfindungen und die technischen Möglichkeiten zur Erzeugung haptischer Rückmeldungen empirisch untersucht. Dazu wurden unterschiedliche Szenarien entworfen, Laborexperimente zur Eingabe an stationären und mobilen berührempfindlichen Bildschirmen aufgebaut und mit verschiedenen Formen haptischer Rück­meldung ausgestattet. Die subjektive Beurteilung durch Versuchspersonen und objektiv ermittelte Verhaltens- und Leistungsdaten von Versuchspersonen dienten zur Bewertung der Formen der Rückmeldung.

Schließlich wurden aus den experimentellen Ergebnissen Gestaltungsempfehlungen abgeleitet, die stationäre Systeme für Experten (zum Beispiel Kassensysteme) und für Durchschnittsnutzer (beispiels­weise Fahrkarten­automaten) umfassen. Auch Mobilgeräte wie Smartphones werden von den Gestaltungsempfehlungen abgedeckt. Damit wurden Wissenslücken über menschliche Eigenschaften in der haptischen Wahrnehmung geschlossen und Grundlagen für die spätere weitere Umsetzung in anwendungsbezogenen Forschungsprojekten geschaffen. Die schon jetzt als multimodal bezeichneten visuellen und auditiven Schnittstellen heutiger interaktiver Systeme lassen sich in Zukunft um eine weitere sinnvolle Modalität ergänzen. Durch einen frühzeitig eingeleiteten Dialog mit Anwendern und Umsetzungspartnern sowie einen abschließenden Workshop wurde der Transfer der Projektergebnisse sichergestellt.

Förderung und Laufzeit

Bundesministerium für Bildung und Forschung, 5 / 2014 - 10 / 2015

Weitere Informationen zum Projekt

• www.interhapt.de

Vor dem Hintergrund steigender Energiekosten sind Unternehmen immer mehr bemüht, ihre Produkte energieeffizient herzustellen. Bisher ungenutzte Energie-Einsparungsmöglichkeiten rücken somit weiter in den Vordergrund. Obwohl Druckluft als teurer Energieträger gilt, der mit niedrigem Wirkungsgrad erzeugt wird, wurden Lecks in Druckluftanlagen aufgrund schlechter räumlicher Erreichbarkeit und geringer Produktrelevanz bisher oft vernachlässigt. Durch regelmäßige Inspek­tionen können sie jedoch frühzeitig entdeckt und Verluste verringert werden. Ähnliches gilt für die Inspektion von Hochtemperaturanlagen wie Härteöfen. Gleichzeitig bleiben auch Verbesserungsmöglichkeiten bei Arbeitsumgebungsfaktoren oft unentdeckt, wenn eine flächendeckende Erfassung und Überprüfung dieser Größen fehlt. Beispielsweise kann die multimodale Kartierung der klimatischen Lokalsituation hier einen Beitrag zur besseren Beurteilung der Arbeitsplatzsituation liefern.

Ziel des Forschungsprojektes Robotair ist die Entwicklung und Evaluation eines prototypischen, kostengünstigen Boden-Luft-Servicerobotersystems für die Detektion und Ortung von Druckluft­leckagen zwecks nachhaltiger Ressourcen- und Energienutzung sowie für die Erfassung von Arbeitsumgebungsfaktoren zur Sicherstellung gesunder Arbeitsbedingungen und Steigerung der Produktivität. Es besteht aus einem teleoperiert fliegenden und einem teilautonom fahrenden Roboter, die beide mit sensorischer Nutzlast ausgestattet sind, sowie einem mobilen Leitstand. Dort wird aus den Sensorsignalen ein aussagekräftiges Lagebild erstellt und dem Nutzer visualisiert.

Das Projektkonsortium besteht aus Forschungs-, industriellen Entwicklungs- und Anwendungs­partnern, die im Verbund alle notwendigen wissenschaftlichen und industriellen Kompetenzen im Bereich mobiler Robotik, Mensch-Maschine-Interaktion, Messtechnik, Anlagen­inspektion und -betrieb, Druckluftsysteme sowie Arbeitswissenschaft bündeln. Gemeinsam werden die Anforderungen erhoben und ein Systemprototyp wird erstellt, dessen robuste Funktionsweise und Gebrauchstauglichkeit im Labor und in Feldstudien in der Automobilindustrie evaluiert wird.

Kooperationspartner

Fachgebiet Mess- und Regelungstechnik der Universität Kassel
Volkswagen AG, Volkswagen Werk Kassel, Baunatal
Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie, Wachtberg
SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH, Halle (Saale)
AIBOTIX GmbH, Kassel
Postberg+Co. Druckluftcontrolling GmbH, Kassel
S-ELEKTRONIK GmbH & Co. KG, Wangen im Allgäu

Förderung und Laufzeit

Bundesministerium für Bildung und Forschung, 1 / 2013 - 3 / 2016

Weitere Informationen zum Projekt

• www.robotair.de

FREE setzt sich mit der Analyse, Gestaltung, Nutzung und Evaluation verschiedener kooperierender Verkehrs­mittel unter Einbezug der E-Mobilität im Bereich des Freizeit- und Veranstaltungsverkehrs auseinander und ist deutschlandweit das erste Vorhaben seiner Art. Ziel ist die Integration verschiedener nachhaltiger Mobilitätsangebote für den Besuch von Freizeitzielen und Veranstaltungen und bezieht sich auf den gesamten Mobilitäts­prozess von der Information und Buchung bis zur realisierten Orts­veränderung. Neuartig ist die Integration eines zentralen, integrierten Buchungs­systems, mit dem neben Hotelzimmern auch Zusatzmodule wie die Nutzung von Fahrzeugen und Veranstaltungsverkehren gebucht werden können. Die Mobilitätsangebote umfassen Tram und Bus, E-Bus, E-Pkw, Pedelec und Leihfahrräder inklusive der Ladeinfrastruktur für E-Fahrzeuge.

Das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik wird die benutzer- und aufgabengerechte Entwicklung des Informations- und Buchungssystems in verschiedenen Arbeitspaketen wissenschaftlich-methodisch unterstützen. Die Aufgabe des Informations- und Buchungssystem ist es, den gesamten E-Mobilitäts­prozess der Zielgruppe von der Information und Buchung der Mobilitäts­­bausteine bis zur realisierten Ortsveränderung bestens zu ermöglichen. Dafür sollen eine Webportal-Lösung und eine Lösung für Mobil­geräte entwickelt werden, um den verschiedenen Bedürfnissen der Ziel­gruppe in unterschiedlichen Kontexten gerecht zu werden. 

Kooperationspartner

Regionalmanagement Nordhessen GmbH, Kassel
Kasseler Verkehrs-Gesellschaft AG, Kassel
EAM, Kassel
Städtische Werke AG, Kassel
Heinrich Müller ebikes mieten+mehr, Kassel
Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrssysteme der Universität Kassel

Förderung und Laufzeit

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, 10 / 2012 - 9 / 2016

Weitere Informationen zum Projekt

• www.free-e-mobil.de

Der demografische Wandel in Deutschland stellt die Gesellschaft schon heute vor große Heraus­forderungen. Zu den Konsequenzen des demografischen Wandels gehören die steigende Zahl von unterstützungs­bedürftigen älteren Menschen und ein Mangel an qualifizierten Fachkräften im erwerbsfähigen Alter. Als Lösungsansatz bietet sich die Entwicklung sogenannter Altersgerechter Assistenz­systeme für ein selbst­bestimmtes Leben – kurz AAL – an. Diesem Themenfeld widmet sich das Forschungsprojekt „TAAndem - AAL-Weiterbildung im Tandem“. Es geht in diesem Projekt darum, die Potenziale innovativer technischer Entwicklungen für altersgerechte Assistenz­systeme zu erschließen und in die Praxis zu überführen.

Dafür sollen Beschäftigte in unterschiedlichen AAL-Berufsfeldern im Rahmen von Weiter­bildungs­maßnahmen lernen, die neuen technischen Möglichkeiten so zu gestalten, anzubieten und einzusetzen, dass die tatsächlichen Bedürfnisse und Wünsche der zu unterstützenden Menschen volle Berücksichtigung finden. Beschäftigte mit medizinischen, pflegerischen und sozialen Berufskenntnissen (z.B. Pflegekräfte) sollen mit technisch qualifizierten Personen (z.B. Hand­werkern) für die Bearbeitung praktischer Projekt­aufgaben zusammen­kommen. Zudem sollen Verbindungen zur Universitätslehre und Hoch­schul­bildung und damit zu den zukünftigen Entwicklern von Assistenzsystemen geknüpft werden. Dabei soll der didaktische Ansatz des Tandemlernens auf­gegriffen werden, bei dem Paare aus unterschiedlich qualifizierten Teil­nehmern sich gegenseitig im Lernprozess anhand von konkreten Fall­beispielen unterstützen.

Beispielsweise können:

• eine Architektin und ein Physiotherapeut die Konfiguration und Einbau­planung eines Treppenlifts für eine gehbehinderte Seniorin vornehmen,
• ein Altenpfleger und ein Elektromeister die Ausrüstung von Fahrstühlen in einem Heim für Sehbehinderte planen,
• ein Pflegedienstleiter und ein Mechatronik-Student ein Hausnotruf- und Einsatzleitsystem konfigurieren,
• ein Berater einer Krankenversicherung und die Geschäftsführerin eines Medizinprodukteunternehmens eine Computertastatur für Parkinson­patienten anpassen und
• eine Krankenschwester und eine Informatikerin ein sensorgesteuertes Informationssystem für Diabetiker entwickeln.

Kooperationspartner

Fachgebiet Wirtschaftsinformatik der Universität Kassel
INNIAS Institut für nachhaltige, innovative und angewandte Systemtechnik GmbH & Co. KG, Frankenberg/Eder
Kreishandwerkerschaft Waldeck-Frankenberg, Korbach
Arbeitskreis Altersgerechte Assistenzsysteme, Kassel

Förderung und Laufzeit

Bundesministerium für Bildung und Forschung, 1 / 2012 - 6 / 2015

Weitere Informationen zum Projekt

• www.taandem.de

Das zweirädrige Elektrofahrzeug E2V bietet eine Lösung für die Mobilität in Gebieten und Räumen, die außerhalb der derzeitigen öffentlichen Verkehrs­räume liegen, wie zum Beispiel in Parklandschaften, Flug­häfen, Fußgängerzonen. Es zielt auf die Anwendung durch nicht vor­gebildete Personen, die zum ersten Mal einem solchen Fahrzeug gegenüberstehen und unter Umständen auch in ihrer körperlichen oder räum­lichen Beweglichkeit eingeschränkt sind. Zusätzlich geht das erste Einsatz­szenario von touristisch interessierten Personen aus, die ein ihnen noch unbekanntes Gebiet erkunden wollen und an Informationen über dieses Gebiet interessiert sind. Für eine Akzeptanz bei diesem Personenkreis und eine sichere Nutzung sind einfache, intuitive Bedienbarkeit und die Bereitstellung von Bedienungs-, Navigations- und touristischen Informationen notwendig.

• Touristische Information für die Nutzer wie Hinweise, Bilder, Hintergrund­informationen, die jeweils auf die individuellen Bedürfnisse zugeschnitten werden und zum richtigen Zeitpunkt oder am richtigen Ort dargeboten werden.
• Bedienungsrelevante Information für die Nutzer wie Informationen durch das Fahrzeug zu Handhabung, Ausleihbedingungen, Verkehrsregeln, Grenzen des Verkehrsbereiches, Sicherheitsaspekten, die auf Anfrage, bei Bedarf oder bei drohender Fehlbedienung ausgegeben werden.
• Informationen über das Fahrzeug zur Darstellung in einer Zentrale des Flottenbetreibers wie Position, Ladezustand, Unterstützungsbedarf der Nutzer.

Die Informationsbedürfnisse der zukünftigen Nutzer und Betreiber werden dabei zunächst ermittelt, dann die geeignete Darstellung bestimmt und in Prototypen umgesetzt. Abschließend wird der Erfolg unter Beteiligung von Nutzern und Betreibern nachgewiesen. Ebenso wird abschließend die Akzeptanz dieses neuen Verkehrskonzeptes untersucht.

Das Projekt E2V ist Teil der Aktivitäten des fachbereichsübergreifenden Forschungs­verbunds Fahrzeug­­systeme (FAST) der Universität Kassel.

Kooperationspartner

Universität Kassel (Konsortialführung)
     Fachgebiet Anlagen und Hochspannungstechnik
     Fachgebiet Elektrische Energieversorgungssysteme
    Fachgebiet Fahrzeugsysteme und Grundlagen der Elektrotechnik
     Fachgebiet Leichtbau-Konstruktion
     Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik
EAM GmbH & Co. KG, Kassel
FINE Mobile GmbH, Rosenthal
Hella KGaA Hueck & Co., Lippstadt
Ernst Hombach GmbH & Co. KG, Uehlfeld
Hymer Leichtmetallbau GmbH & Co. KG, Wangen
Krebs & Aulich GmbH, Derenburg

Förderung und Laufzeit

Bundesministerium für Bildung und Forschung, 8 / 2011 - 10 / 2014

In diesem Projekt wird eine internetbasierte Applikation für Smartphones entwickelt, die dem Besucher einer Großveranstaltung oder anderer touristischer Events eine Vielzahl von Informations- und Kommunikations­möglichkeiten bietet. Diese Applikation ist als ein intelligenter, praktischer Event-Begleiter zu verstehen, mit dem Veranstaltungsbesuche zu individuellen Erlebnissen werden können.

Der „EventWalker“ soll in einer ersten Version im documenta-Jahr 2012 zur Verfügung stehen. Eine verbesserte Version soll dann im Festjahr 2013 zu den 1100-Jahr-Feierlichkeiten der Stadt Kassel erhältlich sein. Die App zielt darauf ab, einheimische und auswärtige Besucher auf Basis ihrer individuellen Interessen dabei zu unterstützen, mit Hilfe von GPS Sehens­würdigkeiten zu finden und an Führungen, Informationsveranstaltungen oder Festakten teil­zunehmen. An spezifischen Veranstaltungsorten platzierte Barcodes sollen mit der Smartphone-Kamera gelesen werden können und so Zugang zu weiteren Details über Sehenswürdigkeiten oder zusätzlichen Dienstleistungen bieten. Der „EventWalker“ soll zum Beispiel folgende Fragen beantworten können: Wo gibt es die Möglichkeit prominente Persönlichkeiten zu sehen? Ist jemand aus meiner Heimat auf dieser Veranstaltung? Gibt es hier Personen mit ähnlichen Interessen, mit denen ich mich austauschen könnte? Insbesondere die sozial vernetzenden, kommunikativen Komponenten des „EventWalkers“ sind neuartig für diese Art von Applikation.

Das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik der Universität Kassel bringt seine Expertise in der gebrauchstauglichen Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen in das Projekt ein und nutzt es als konkretes Fall- und Umsetzungsbeispiel eines methodisch geleiteten benutzerorientierten Gestaltungs­prozesses. Dazu gehören Anforderungsanalysen, die Erstellung von Nutzungsszenarien, die ergonomische Gestaltung der Smartphone-Benutzungsschnittstelle und die prototypische Realisierung der Mensch-Maschine-Interaktion, um frühzeitig im Entwicklungsprozess ein Nutzerfeedback einholen zu können. In einer Evaluationsphase werden Usability Tests und Feldstudien durchgeführt. Der „EventWalker“ soll später kostenfrei über einen der sogenannten App-Stores erhältlich sein.

Kooperationspartner

Trout GmbH, Kassel
Kassel Marketing GmbH, Kassel

Förderung und Laufzeit

LOEWE - Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Land Hessen, 4 / 2011 - 8 / 2013

Nach Plänen der Bundesregierung werden im Jahr 2020 mehr als eine Million Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen unterwegs sein. Dazu ist der Aufbau einer entsprechenden Infrastruktur von Lade­stationen eine wesentliche Voraussetzung. Denn Elektrofahrzeuge werden ihren Strom von speziellen Elektroladestationen beziehen, die sich zum Beispiel auf Parkplätzen, in Parkhäusern und an privaten Stellplätzen befinden können. Doch gerade für diese Ladestationen gibt es noch keine massentauglichen Lösungen. Die bisher im Rahmen von Modellprojekten, Messen oder im Internet vorgestellten Anlagen sind meist erste Gehversuche von Unternehmen, deren Kerngeschäft nicht der Bau derartiger Stationen ist. Sie ähneln deshalb oft Schaltschränken oder sind Designstücke, häufig mit eingeschränkter Benutzbarkeit.

In diesem Projekt sollen Ladestationen in einem benutzerorientierten Gestaltungsprozess entwickelt werden, um nicht nur technische Funktionalität und die Einhaltung der Sicherheitsstandards, sondern insbesondere ein Höchstmaß an Gebrauchstauglichkeit zu gewährleisten. Dazu werden vom Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik zunächst benutzer- und aufgabenorientierte Anforderungsanalysen durchgeführt und Nutzungsszenarien definiert. Lösungskonzepte sollen nach anthropometrischen, wahrnehmungs- und kognitionsergonomischen Aspekten gestaltet werden und die Mensch-Maschine-Interaktion mit Assistenz­funktionen unterstützt werden. Die Lösungen werden mit den Projektpartnern abgestimmt und in Form von Prototypen realisiert, so dass die Benutzerbeteiligung anhand von Modellen ein frühzeitiges Feedback im Entwicklungsprozess erlaubt. In Feld- und Laborstudien sollen dann Nutzen, Akzeptanz und Gebrauchs­tauglichkeit nachgewiesen und so wissenschaftlich fundierte Erkenntnisse für gebrauchs­taugliche Lade­stationen gewonnen werden. Erste Projektergebnisse wollen die Projektpartner auf der Hannover Messe 2012 präsentieren. Der Beginn der Serienfertigung ist bereits für 2013 geplant.

Kooperationspartner

Fachgebiet Leichtbau-Konstruktion der Universität Kassel
Plug‘n Charge GmbH, Bad Emstal
SEM-Schnellladung Elektro Mobilität GmbH & Co. KG, Bad Emstal
Institut für Industrie-Design der Hochschule Darmstadt, Darmstadt
TÜV Technische Überwachung Hessen GmbH, Kassel

Förderung und Laufzeit

LOEWE - Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Land Hessen, 4 / 2011 - 5 / 2012

Während der Neugestaltung der Vorlesungen Mensch-Maschine-Systeme und Arbeitswissenschaft hat sich ein unerwartet großes Interesse der Studierenden an den Inhalten und besonders an deren praktischer Vertiefung gezeigt. Dabei kommen Studierende aus verschiedenen Fachrichtungen mit sehr unterschiedlichen Voraussetzungen zusammen. 38% der Studierenden kommen nicht aus dem Fachbereich Maschinenbau.

Praktika und Labore für Studierende in technischen Fachrichtungen vermitteln üblicherweise den Umgang mit technischen Geräten und Methoden. Zwischen den Studierenden und der Welt, deren Eigenschaften sie kennen lernen sollen, stehen Messgeräte, deren abstrakte Werte abgelesen, aufgeschrieben und ausgewertet werden müssen. Das Erleben beschränkt sich auf die Aufnahme von Zahlenreihen und deren Darstellung in Kurven. Studierenden der Fachrichtungen Psychologie oder Produktdesign, die nicht einen ingenieurwissenschaftlichen Abschluss anstreben, liegt diese Form des Erlebens fern. Aber auch schon innerhalb der Studierendengruppe Maschinenbau sind beispielsweise die Mathematikkenntnisse sehr unterschiedlich. Mit dieser Heterogenität der Interessen und Vorkenntnisse soll hier geschickt umgegangen werden.

Dazu soll dieses Praktikum in einer Form erfolgen, dass nicht das Messen und Rechnen, sondern das Erfahren, Bewerten und Gestalten im Vordergrund stehen. Die hier angestrebte Form des Praktikums  ist in zweifacher Hinsicht ungewöhnlich. Zum Einen tritt das eigene Erleben an die Stelle des Messens und Auswertens. Zum Anderen wird die Heterogenität der Teilnehmendengruppe ausgenutzt, indem Gruppen nicht aus Freunden in der gleichen Studienrichtung, sondern gezielt aus Studierenden unterschiedlicher Fachrichtungen gebildet werden, die sich dann mit ihren Vorkenntnissen ergänzen.

Die Stationen des Praktikums beschäftigen sich mit der visuellen Wahrnehmung (Größe, Kontrast, Form von Anzeigen), auditiven Wahrnehmung (Lautstärke und Lautheitsempfindung, Tonhöhen- und Klangempfindung, Hörschwelle, Warnsignale) und der haptischen Wahrnehmung (Kraftempfindung an Bedienelementen, Steuerknüppel, Lenkrad, Kraftrückmeldung) sowie mit räumlichem Sehen und Richtungshören.

Förderung und Laufzeit

Programm Heterogenität der Universität Kassel, 3 / 2011 - 2 / 2012

Für Studierende bedeutet die Erstellung umfangreicher selbstständiger Arbeiten einen hohen Aufwand. Insbesondere erweist sich die formal korrekte Verwendung von Literatur als schwierig. Dabei ist gerade das Auswerten von Literatur und die Handhabung von Quellen und Zitaten ein essentieller Bestandteil des selbstständigen Lernens.

Für sehr viel Literatur existiert bereits ein digitaler bibliografischer Datensatz in BibSonomy. Dieser lässt sich zur weiteren Verwendung in eine individuelle Literaturverwaltung (z.B. Citavi) importieren. Mit einem geeigneten Zitationsstil lässt sich dann aus diesem Datensatz sowohl das Zitat im Text, als auch der Eintrag im Literaturverzeichnis erzeugen. Durch die komplizierte Benutzung von BibSonomy wird diese Arbeitsweise von Studierenden kaum genutzt. Zusätzlich ist BibSonomy bei den Studierenden bisher kaum bekannt.

Im Rahmen dieses Projektes soll die Web-2.0-Anwendung BibSonomy durch Verbesserungen an der Gebrauchstauglichkeit der Benutzerschnittstellen und einem Konzept zur Unterstützung des eigenständigen Lernens von BibSonomy erarbeitet werden. Dadurch soll die Hürde zur Benutzung von BibSonomy für Studierende gesenkt werden und der Umgang mit umfangreichen Literatursammlungen vereinfacht werden.

Kooperationspartner

Fachgebiet Wissensverarbeitung der Universität Kassel

Förderung und Laufzeit

e-Learning-Projektförderung der Universität Kassel, 1 / 2011 - 11 / 2011

Treten bei Studierenden Fragen oder Probleme bezüglich ihres Studiums auf, stehen diesen unterschiedlichste Informationsquellen und Ansprechpartner zur Verfügung. Viele nutzen den persönlichen Kontakt zum Professor oder einem Mitarbeiter des Fachgebiets. Die Vielzahl an Quellen führt jedoch dazu, dass oftmals die falschen Mitarbeiter kontaktiert werden oder Fragen unvollständig oder unpräzise sind. Vorhandene Informationsangebote reichen teilweise nicht aus oder werden nur unzureichend genutzt. Es entsteht somit ein eigentlich vermeidbarer Beratungsaufwand.

Die Ursachen des Beratungsaufwandes sind zwischen den beiden beteiligten Fachgebieten unterschiedlich. Das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik betreut eine stark heterogene Gruppe Studierender, während sich das Fachgebiet Wirtschaftsinformatik um sehr viele Studierende in frühen Phasen des Studiums kümmert. Diese beiden unterschiedlichen Anwendungsfälle wurden untersucht, um die benötigten Anforderungen für ein web­­basiertes Assistenzsystem zu ermitteln. Das System sollte die Studierenden dabei unterstützen, Informationen selbständig zu erschließen und den richtigen Mitarbeiter mit vollständigen Fragen zu kontaktieren.

Im Rahmen des Projekts wurden die beiden unterschiedlichen Anwendungsfälle Heterogenität und große Veranstaltungen gezielt analysiert und dafür ein jeweils passendes webbasiertes Formularsystem geschaffen, dass die Studierenden bei der Frageformulierung anleitet, die notwendigen Daten abfragt und den passenden Mitarbeiter zuordnet. Die Integration und Anbindung des zu entwickelnden Systems in die vorhandene Infrastruktur der Uni Kassel (Typo3) wurde im Rahmen der Systemrealisierung anhand der eigenen Installationen erprobt.

Kooperationspartner

Fachgebiet Wirtschaftsinformatik der Unversität Kassel

Förderung und Laufzeit

e-Learning-Projektförderung der Universität Kassel, 1 / 2010 - 12 / 2010

Das Projekt VENUS wird im Rahmen der 2. Förderstaffel der hessischen Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) von 2010-2013 gefördert.

Viele Bereiche des privaten und persönlichen Lebens sind bereits von IT-Anwendungen durchdrungen. Das Internet ist für viele Menschen zu einem Bestandteil des täglichen Lebens geworden und dazu bieten immer mehr Handys ihren Nutzern High-Speed-Internetzugang. Dazu haben Soziale Netzwerke die Beziehungen zwischen Menschen beeinflusst und werden auch weiterhin das Zusammenleben mit neuen Formen der Kommunikation, Koordination und Interaktion bereichern. Dabei schreitet die Computerisierung und Vernetzung des Alltagslebens kontinuierlich und zügig voran.

Der Visionär Mark Weiser schrieb bereits 1991: Ubiquitous Computing Technologien „weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it“. Im Ubiquitous Computing wird die Bereitstellung und die Verarbeitung von Informationen ein Teil der umgebenden Infrastruktur. Informationen und Dienste sind universell verfügbar, wobei die Technologie in den Hintergrund rückt. Sie bietet dabei kundenspezifische Dienste an, die an die Bedürfnisse der Nutzer angepasst sind.

Aus technischer Sicht führt Ubiquitous Computing (UC) zu kontextsensitiven Anwendungen, die sich während der Laufzeit an die aktuelle Umgebung anpassen können und so die Nutzer mit auf die Situation zugeschnittenen Diensten versorgt. Infolgedessen gehen Ubiquitous Computing und Selbstadaptivität Hand in Hand. Dies impliziert eine Vielzahl von technischen und nicht-technischen Konsequenzen. Die universelle Verfügbarkeit von Diensten und die dazugehörige Selbstanpassung von Anwendungen schaffen neue Herausforderungen, die eindeutig nicht nur technischer Natur sind.

Das Ziel von VENUS ist es, den Gestaltungsprozess von zukünftigen vernetzten ubiquitären Systemen, welche sich durch kontextsensitives und selbstadaptives Verhalten auszeichnen, zu erforschen. Das Projekt will die Grundlagen solcher Systeme erforschen und will insbesondere eine Gestaltungsmethodik erstellen, die die Entwicklung von sozialverträglichen Ubiquitous Computing Anwendungen unterstützt, d.h. Anwendungen, die nicht nur die funktionalen Anforderungen erfüllen, sondern auch die gegebenen Benutzeranforderungen bezüglich der Benutzerfreundlichkeit, des Vertrauens und der gesetzlichen Bestimmungen einhalten. Folglich konzentriert sich VENUS auf die Interaktionen zwischen der neuen Technologie, dem individuellen Nutzer und der Gesellschaft. Das langfristige Ziel von VENUS ist die Schaffung einer umfangreichen interdisziplinären Entwicklungsmethodik für die Gestaltung von Ubiquitous Computing Systemen.

VENUS befasst sich mit den Grundlagen, der Gestaltungsmethode und den Auswertungen von kontextsensitiven, selbstadaptiven Ubiquitous Computing Anwendungen, die technische sowie nicht-technische Anforderungen erfüllen. Das Arbeitsprogramm ist in die Arbeitsgruppen Grundlagen, Methoden und Labor, eingeteilt.
Im Arbeitsbereich Gestaltungsaspekte werden wir auf dem aktuellen Stand der Technik der beteiligten Forschungsgebiete aufbauen und diesen im Hinblick auf die besonderen Anforderungen der situativen Ubiquitous Computing Anwendungen erweitern.
Im Arbeitsbereich Methodik werden wir eine allgemeine, interdisziplinäre Gestaltungsmethodik entwickeln, die alle Phasen des Softwarelebenszyklus abdeckt. Die einzigartige, unverwechselbare Besonderheit dieser Methodik wird die Integration von nicht-technischen Merkmalen in den Entwicklungsprozess sein.
In Arbeitsbereich Labor werden wir die Gestaltungsmethodik erproben und Demonstratoren von innovativen, kontextbewussten, selbstadaptiven Ubiquitous Computing Anwendungen erstellen und testen.

Das Fehlen einer systematischen Entwicklungsmethodik, die neben den technischen Anforderungen auch die gesellschaftliche Akzeptanz berücksichtigt, ist eine große Herausforderung für die Entwicklung von neuen Technologien wie zum Beispiel Ubiquitous Computing Systeme. VENUS will eine umfangreiche Lösung in Form einer interdisziplinären und integrativen Methodik für die Entwicklung von Ubiquitous Computing Systemen bereitstellen. Diese Methodik wird die Entwicklung der neuen Ubiquitous Computing Anwendungen kräftigen, die die technischen und nicht-technischen Benutzererwartungen erfüllen.

Kooperationspartner

Fachgebiet Kommunikationstechnik der Universität Kassel
Fachgebiet Öffentliches Recht der Universität Kassel
Fachgebiet Verteilte Systeme der Universität Kassel
Fachgebiet Wirtschaftsinformatik der Universität Kassel
Fachgebiet Wissensverarbeitung der Universität Kassel
Fachgebiet Angewandte Informationssicherheit der Universität Kassel

Förderung und Laufzeit

LOEWE - Landes-Offensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Land Hessen, 1 / 2010 - 12 / 2013

Weitere Informationen zum Projekt

• www.uni-kassel.de/eecs/iteg/venus

Um Schäden an Menschen, Umwelt und Investitionsgütern zu verhindern, müssen aus Anlagen und Infrastruktur­einrichtungen möglicherweise austretende gesundheitsgefährdende oder explosionsfähige Gemische bildende Gase schnell und sicher detektiert und geortet werden.

Ziel des Projektes RoboGasInspector ist es, ein innovatives Mensch-Maschine-System mit kooperierenden, mit Gasfernmesstechnik und lokaler Intelligenz ausgestatteten Inspektionsrobotern zu entwickeln und zu evaluieren, in dem die Detektion und Ortung von Gaslecks weitgehend autonom von mobilen Robotern bewältigt werden kann. Die Weiterentwicklung der Sensortechnik eröffnet hier mit IR-optischen Fernmessverfahren neue Potentiale.

Nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen, sondern auch vor dem Hintergrund einer Entlastung des Menschen von repetitiven Routineaufgaben bei gleichzeitig besserer Abdeckung des meist weitläufigen Inspektionsgebietes ist die Entwicklung neuartiger Inspektionstechnologien und die Konzentration der Flexibilität und Leistungsfähigkeit menschlicher Operateure auf die leitende Kontrolle des technischen Systems erstrebenswert.

Unter Leitung der Fachgebiete Mensch-Maschine-Systemtechnik sowie Mess- und Regelungstechnik der Universität Kassel arbeiten in diesem Verbundprojekt als Forschungspartner die Bundesanstalt für Material­forschung und -prüfung und das Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie sowie als industrielle Entwicklungspartner die telerob Gesellschaft für Fernhantierungstechnik und die auf Fernmesstechnik spezialisierten Firmen Adlares GmbH und Hermann Sewerin GmbH zusammen. Als Anwendungs­partner sind mit der PCK Raffinerie GmbH und Wingas GmbH Betreiber großer petrochemischer Anlagen und Versorgungsnetzwerke beteiligt.

Die vorgesehenen Demonstrations- und Evaluationsfälle wurden so ausgewählt, dass ein Transfer auf ver­schiedene weitere Anwendungen und somit eine erhöhte Breitenwirkung der Ergebnisverwertung möglich ist. 

Kooperationspartner

Fachgebiet Mess- und Regelungstechnik der Universität Kassel
Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FhG-FKIE, Wachtberg 
BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin
telerob Gesellschaft für Fernhantierungstechnik mbH, Ostfildern
ADLARES GmbH, Teltow
Hermann Sewerin GmbH, Gütersloh
WINGAS GmbH und Co. KG, Kassel
PCK Raffinerie GmbH, Schwedt / Oder

Förderung und Laufzeit

Technologieprogramm "AUTONOMIK - Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand", Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, 12 / 2009 - 5 / 2013 

Weitere Informationen zum Projekt

• www.robogasinspector.de

Studierende sollen in Experimenten erfahren, wie menschliches Verhalten modelliert wird und wie man diese Modelle zur angemessenen Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen benutzt. Die Kenntnisse über Übertragungsfunktionen und Stabilität von manuell geregelten Systemen und über die Gestaltung von Anzeigen sollen vertieft werden.

Im Rahmen Projekts werden drei Module implementiert, die grundlegende, in Mensch-Maschine-Systemen auftretende kognitive und manuell-motorische Aufgaben umfassen:

• eine manuelle Regelung,
• der AGARD-Test und
• der Stroop-Test.

Die manuelle Regelungsaufgabe besteht aus Eingabegerät, Regelstrecke und Anzeige. Als Beispiel dient die Regelung der auf dem Bildschirm angezeigten Geschwindigkeit eines simulierten Flugzeuges durch Bedienen der Schubhebel mit der Tastatur. Unterschiedliche Regelstrecken entstehen dadurch, dass die Tastatureingaben direkt übernommen, einfach oder mehrfach integriert werden. Nach der Theorie ist ein stabiles Verhalten des aufgeschnittenen Regelkreises bei mehr als zweifacher Integration nicht mehr möglich oder wenn vom Menschen ein zu großer Vorhalt gebildet werden muss, es sei denn, er wird durch eine geeignete Voranzeige unterstützt. Als Leistungskriterium wird die quadratische Abweichung von der Sollgeschwindigkeit aufsummiert.

Im AGARD-Test wird die manuelle Regelung durch eine kognitive Aufgabe, den Sternberg-Test, ergänzt. In diesem Test erscheinen Zeichen auf dem Bildschirm, und es muss durch Tastendruck angegeben werden, ob die Zeichen aus einer vorher angegebenen Gruppe, dem Positiv-Set, stammen oder nicht. Als Leistungskriterium dienen Reaktionszeit und Fehlerrate. Nach der Theorie nimmt die Leistung mit dem Umfang des Positiv-Sets ab, und kognitive und manuelle Aufgabe beeinflussen sich gegenseitig.

Mit dem Stroop-Test kann gezeigt und vor allem auch selbst erfahren werden, dass hochautomatisierte kognitive Prozesse (wie das Lesen des in schwarz geschriebenen Wortes GELB) nicht unterdrückt werden können und andere Aufgaben (wie das Benennen der Farbe Schwarz, in welcher das Wort geschrieben ist) behindern.

Diese drei Aufgaben werden in getrennten Flash-Animationen in Interaktion, Berechnung und visueller und auditiver Anzeige implementiert.

Für jedes Experimentiermodul wird außerdem ein Rahmen ergänzt, der die aus der Vorlesung bekannte Theorie wiederholt. Dann kann die entsprechende Aufgabe ausgeführt werden und dabei die Randbedingungen variiert werden (Regelstrecke, Anzeige / Voranzeige, Größe des Positiv-Sets). Die Leistungskriterien werden dabei anonym in einer 'Liste der Besten' abgespeichert und können mit den Ergebnissen anderer Studierender verglichen werden. Dadurch wird erreicht, dass die Studierenden sich länger und intensiver mit der Aufgabe beschäftigen. Zum Schluss erfolgt eine Zusammenfassung der gewünschten Erkenntnisse und eine Abmoderation.

Wir erwarten, dass die intensive Beschäftigung mit diesen Fragestellungen und vor allem das ungezwungene Selbst-Erleben das Verständnis für die in Mensch-Maschine-Systemen ablaufenden Vorgänge verbessert. Nach Projektabschluss ist an eine Weiterentwicklung mit anderen Demonstrationen aus der Mensch-Maschine-Interaktion, aber auch aus der System- und Regelungstechnik angestrebt.

Förderung und Laufzeit

e-Learning-Projektförderung der Universität Kassel, 11 / 2008 - 10 / 2009

Die Interaktion des Menschen mit einem technischen System kann auf vielfältige Weise erfolgen. Neben klassischen Eingabegeräten ermöglichen neue und weiterentwickelte Technologien alternative Interaktionsmöglichkeiten.

Oft war die Unterhaltungsbranche der treibende Faktor, durch den neue Interaktionstechniken aus der Forschung schnell zur Marktreife gebracht wurden. Bekannte Beispiele dieser Entwicklung sind Nintendos Wii-Spielesteuerung, die Beschleunigungs- und Lagesensoren nutzt und die Multitouch-fähige berührungsempfindliche Anzeige des Apple iPhone.

Mit der Markteinführung des Neural Impulse Actuators (NIA) der Fa. OCZ Technologies ist erstmals eine Spielesteuerung erhältlich, die das Prinzip eines nichtinvasiven Brain-Computer Interface (BCI) nutzt. Das System soll in Computerspielen die Interaktion ohne Maus und Tastatur ermöglichen.

Der Hersteller verspricht einfach benutzbare Hardware, optimierte Einrichtungs- und Kalibrierassistenten und vorkonfigurierte Softwareprofile für unterschiedliche Computerspiele für einen einfachen Einstig in das Spielgeschehen. Doch sind die verfügbaren Geräte aufgrund der einfachen Sensorik überhaupt zum Spielen benutzbar? Sind die Nutzer bei der Verwendung dieser BCI mit den Ergebnissen zufrieden? Lassen sie die kommerziell verfügbaren BCI eventuell sogar für andere Aufgaben und Anwendungen als das Computerspielen nutzen? Welche Einschränkungen müssen bei der Verwendung von BCI zur Mensch-Rechner-Interaktion gemacht werden?

Ein Usability-Test, bei dem Stärken und Schwächen des Systems mit verschiedenen Aufgaben untersucht wurden, kommt zu dem Ergebnis, dass Interaktionsaufgaben allein mit dem untersuchten BCI erfüllbar sind und solche Systeme eine sinnvolle Ergänzung zu herkömmlichen Eingabegeräten sein können. Abschließend erfolgte eine Abschätzung der weiteren Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion.

Laufzeit

10 / 2008 - 3 / 2009