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Autonome mobile Roboter fahren zunehmend im öffentlichen Raum. Mögliche Konflikte zwischen der Fahrroute des Roboters und den Laufrouten der Passanten müssen so aufgelöst werden, dass die Passanten sich nicht gestört oder gefährdet fühlen und der Roboter dennoch effizient sein Ziel erreicht. Dazu wird eine Studie präsentiert, die nonverbale Kommunikation von Bewegungsabsichten mittels Blicken bzw. Kopfbewegungen im Feld erprobt. Bestehende Erkenntnisse aus künstlichen Szenarien und Laborstudien sowie zum menschlichen Verhalten werden im halböffentlichen Raum eines Einkaufszentrums einer Felderprobung unterzogen sowie vorläufige Ergebnisse präsentiert.

Im Beitrag wird der Entwicklungsstand eines Unternehmensberatungskonzepts für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) aus Produktion und Handwerk am Beispiel von 3D-Scannern und -Druckern vorgestellt. Ziel ist es, den Beschäftigten ein selbstständiges Austesten neuer Technologien anhand praxisnaher Anwendungsfälle zu ermöglichen. Dabei wurde in einem Mixed-Method-Design untersucht, ob die pädagogischen und didaktischen Werthaltungen bzw. Überzeugungen, u. a. Anchored Instruction und Cognitive Apprenticeship, umgesetzt und die Lernziele erreicht wurden. Es werden erste Ergebnisse der Evaluation des Konzepts aus einer Pilotstudie (N = 5) vorgestellt, diskutiert und Maßnahmen für die iterative Überarbeitung abgeleitet.

Für die Montage von komplexen Baugruppen soll ein Schulungsangebot entwickelt werden, welches auch ohne Sprachbarriere ein niedrigschwelliges Anlernen neuer Arbeiter ermöglicht. In der hier vorgestellten Studie wurden zwei Arten von Montagetrainings für die Montage einer realen Baugruppe eines mittelständischen Unternehmens verglichen. Eine Gruppe wurde in einer VR-Trainingssimulation geschult. Die Kontrollgruppe wurde mit einem Video aus der Egoperspektive der VR-Anwendung trainiert. Dabei wurden die Gebrauchstauglichkeit (SUS) und die Beanspruchung (NASA-TLX) bei der Verwendung der Anwendungen getestet. Anschließend wurde die komplexe Baugruppe an einem Montagearbeitsplatz montiert, wobei die benötigte Zeit und die gemachten Fehler protokolliert wurden.

Die hier vorgestellte Studie betrachtet die Montage eines Notgriffs zur Türentriegelung von Schienenfahrzeugen an einem originalgetreuen Arbeitsplatz mit unterschiedlichen Anleitungen. Dazu wurde eine AR-Anleitung mit einer Durchsichtdatenbrille neu entwickelt und mit einer Smartphone- basierten AR-Anleitung sowie einer Papieranleitung verglichen. Die Papieranleitung stellt den Status Quo in der Montage dar. Die Umsetzung mit einer Durchsichtdatenbrille ist zwar technisch aufwändiger, hat aber gegenüber dem bereits untersuchten Smartphone den Vorteil, dass die Hände für die Montage frei sind. Die untersuchten Hypothesen sind, dass die Anleitungsart einen Einfluss auf die Montagezeit, die Anzahl der Fehler, die Gebrauchstauglichkeit und die Beanspruchung der montierenden Personen hat. Jede Anleitungsart wurde mit acht Probanden und fünf Montagedurchgängen in einem Between- Subject-Design untersucht. Zwischen Durchsichtdatenbrille und Smartphone zeigte sich bei der Gesamtmontagedauer kein signifikanter Unterschied. Eine vergleichbare Fehleranzahl bei geringerer Beanspruchung macht die Durchsichtdatenbrille dennoch interessant für die Wissensvermittlung.

Mit dem Ziel, die Lebensqualität in der Stadt zu steigern, öffentliche Verkehrsmittel attraktiver zu machen und Nutzungsbarrieren abzubauen, wurde im Projekt U-hoch-3 (unbeschwert urban unterwegs) ein Assistenzsystem entwickelt für den Belegungszustand öffentlicher Verkehrsmittel, die Anschlusssicherung beim Umsteigen sowie einen Lieferdienst für Einkäufe. Insbesondere zu Stoßzeiten werden volle Bahnen und Busse zur Belastungsprobe für alle Anwesenden. Auch die Nutzung der Mehrzweckflächen gestaltet sich bei hoher Auslastung schwierig. Im Projekt wurde moderne Sensorik in öffentlichen Verkehrsmitteln verbaut und die Zählung von Personen und Fahrrädern als Beispiel entwickelt. Weitere Informationen wie Wetter und Schulferien werden mit den Zähldaten verrechnet und die voraussichtliche Belegung der Fahrzeuge mit Personen angezeigt. Zusätzlich wird die tatsächliche Belegung mit Fahrrädern in der App pro Fahrzeug und an der Haltestelle pro Tür angezeigt, um das Einsteigen zu erleichtern. Oft führen schon geringe Verspätungen zu verpassten Anschlüssen, da wartende Verkehrsmittel nicht über Anschlusswünsche informiert sind. Fahrgäste können nun in der App ihre Anschlüsse angeben, die nach Möglichkeit gesichert werden und in zukünftigen Fahrplänen berücksichtigt werden können. Die Beförderung von Einkäufen ist in öffentlichen Verkehrsmitteln oft unkomfortabel. Der Lieferdienst soll daher den Einkauf aus der Innenstadt nach Hause bringen. Damit dies nicht zu mehr Lieferverkehr in der Innenstadt führt, wurden Roboter zum Einsammeln der Einkäu-fe erprobt. Im Projekt erarbeitete Lieferstationen sollen in der Stadt Kassel errichtet werden, z. B. an der Markthalle. Die Ansätze zur Belegungsinformation und zur Anschlusssicherung wurden entwicklungsbegleitend evaluiert und sollen nach Projektende in einen 12-monatigen Probebetrieb gehen, bevor entschieden wird, ob sie dauerhaft in Betrieb bleiben. Das Konsortium bestand aus geförderten Anwendungspartnern (Kasseler Verkehrs-Gesellschaft AG, Nordhessischer VerkehrsVerbund), Entwicklungspartnern (INIT GmbH, IVU Traffic Technologies AG) und drei Fachgebieten der Universität Kassel (Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik, Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrssysteme, Fachgebiet Öffentliches Recht, IT-Recht und Umweltrecht). Außerdem haben assoziierte Partner (City Kaufleute Kassel e. V., ECE Projektmanagement GmbH & Co. KG, Werbegemeinschaft Kö-nigs-Galerie, MoWiN.net e. V., Quartier Wilhelmsstraße e. V., Stadt Kassel, Verband Deutscher Verkehrsunternehmen) das Projekt ohne eigene Förderung unterstützt. Die Aufgaben der drei Fachgebiete der Universität Kassel lagen schwerpunktmäßig im Bereich der Modellierung und Simulation, Beratung zum Datenschutz, Gestaltung der Benutzungsschnittstellen, wissenschaftlichen Evaluation und Ableitung von Handlungsempfehlungen. Außerdem übernahm das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik die Verbundvor-habenskoordination.

In der hier vorgestellten Laborstudie wurde ein Smart Public Display mit personalisierten Fahrgastinformationen des öffentlichen Personennahverkehrs mit dem Stand der Technik, einem Public Display mit allgemeinen Fahrgastinformationen nahegelegener Haltestellen, verglichen. Unter Einbezug des Abstands einer umstehenden Person wurde die Technologieakzeptanz mit dem TUI-, die Gebrauchstauglichkeit mit dem SUS- und die Nutzererfahrung mit dem UEQ-Fragebogen erhoben. Die Ergebnisse zur Technologieakzeptanz zeigen keine signifikanten Unterschiede. Hinsichtlich der Gebrauchstauglichkeit und Nutzererfahrung deuten die Unterschiede darauf hin, dass Weiterentwicklungspotential, aber auch ein Mehrwert des Smart Public Displays mit personalisierten Fahrgastinforma-tionen gegenüber dem Public Display bestehen.

Die vorliegende Studie vergleicht drei Arten des explorativen Lernens mit interaktiven 3D-360°-Anwendungen. Als Szenarien für die Anwendung werden simulierte Vor-Ort-Ter-mine von Handwerkern beim Kunden verwendet. In den Handwerksszenarien «Maler», «Elektriker» und «Klempner» sollen handwerksübliche Arbeitsaufgaben zur Vorbereitung auf reale Vor-Ort-Termine mit verschiedenen Explorationsarten durchgeführt werden. In Art A werden Arbeitsabläufe von einer Fachperson im Video durchgeführt und vom Nutzer beobachtet. In Art B werden arbeitsaufgabenrelevante Stellen in der gezeigten Umgebung durch «!»-Symbole markiert. In Art C werden keine Markierungen eingesetzt, relevante Stellen müssen vom Nutzer entdeckt werden. Die Studie mit 30 Teilnehmern im Within-Subject-Design prüft unter anderem die Hypothesen, ob sich die Explorationsart auf die Gebrauchstauglichkeit (SUS), das Benutzungserlebnis (UEQ) und die eingenomme-ne Rolle der nutzenden Person (aktiv/passiv) auswirkt. Bei allen Explorationsarten liegt eine vergleichbar hohe Gebrauchstauglichkeit vor. Das Benutzungserlebnis ist sowohl in Art B als auch in Art C signifikant höher als in Art A. In Art C wird die eigene Nutzerrolle aktiver eingeschätzt als in Art A und B. Art B ist wiederum aktiver als Art A. Das bessere Benutzungserlebnis und die aktivere Rolle der nutzenden Person bei gleichbleibend ho-her Gebrauchstauglichkeit machen die Explorationsarten B (markierte Stellen) und C (un-markierte Umgebung) interessant für die Wissensvermittlung von praktischen Inhalten

Im Alltag werden Smartphones häufig unterwegs eingesetzt, zum Beispiel zur Orientierung oder Informationsbeschaffung. Ihre Verwendung erfordert die Aufmerksamkeit des Nutzers, und oft leidet die Aufmerksamkeit für die Umgebung darunter. Ziel dieser Arbeit war es, Gestaltungslösungen zur Aufmerksamkeitsschonung in der Unterwegsnutzung (mobile Interaktion) zu entwickeln. Für drei typische Komponenten mobiler Applikationen des freizeitbezogenen Anwendungsfeldes wurde je ein Lösungsansatz abgeleitet, der auf einer Anpassung der Komponente an den Kontext (Kontextadaptivität) basiert. Es wurden exemplarische Gestaltungslösungen erarbeitet und in Nutzerstudien auf die Gestaltungsziele Gebrauchstauglichkeit, Aufmerksamkeitsschonung und Nutzerakzeptanz untersucht. Ein Lösungsansatz sieht vor, dem Nutzer die Spracheingabe, statt der Tastatureingabe anzubieten, wenn das Smartphone im Gehen verwendet wird. In einer Studie zeigte sich, dass die Spracheingabe eine effektive und ca. dreifach effizientere Eingabe ermöglicht und das Gehen weniger beeinträchtigt. Trotz geringer Vorerfahrungen wurde die Spracheingabe auch subjektiv nützlicher bewertet. Allerdings scheint die Akzeptanz ihrer Nutzung in öffentlichen Räumen eingeschränkt zu sein. Der zweite Lösungsansatz hat das Ziel, die Verwendung mobiler Karten zu beschleunigen, indem auf den Kartenpins Merkmalsinformationen abgebildet werden, die für den Nutzer aktuell relevant sind. Ein iteratives Vorgehen resultierte in verständlichen Gestaltungslösungen, die ein effektives Auffinden eines gesuchten Kartenpins ermöglichen und die Suchzeit ungefähr halbieren. Als besonders effizient erwiesen sich Gestaltungsvarianten mit farbiger Symbolerweiterung, die zudem am meisten präferiert wurden. Die Ergebnisse deuten auf eine Nutzerakzeptanz für den Lösungsansatz hin. Der dritte Lösungsansatz betrifft Benachrichtigungen, die Informationen zur Reisebegleitung liefern, aber den Nutzer bei einer anderen Aufgabe unterbrechen. Die Benachrichtigungen werden statt auf dem Smartphone auf einer Smartwatch angezeigt, um die Unterbrechung zu verkürzen. In Studien wurde deutlich, dass der Vorteil der Smartwatch in ihrer spezifischen Handhabung liegt, aber das Endgerät selbst keinen Effekt hat. Auch gelang es, eine gebrauchstaugliche benachrichtigungsbasierte Reisebegleitung für Smartwatches zu entwickeln, die von Nutzern akzeptiert wird. Insgesamt konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass durch die gebrauchstaugliche Gestaltung kontextadaptiver App-Komponenten die Aufmerksamkeit in der mobilen Interaktion geschont werden kann.

Die Motivation, in der verfahrens- und prozesstechnischen Industrie mobile Roboter einzusetzen, sowohl zur Handhabung gefährlicher Gegenstände, z. B. von chemisch, biologisch oder radioaktiv kontaminiertem Material, als auch zur Entlastung des Menschen bei monotonen und vigilanzkritischen Tätigkeiten, hat in den vergangenen Jahrzehnten stark zugenommen. Durch die hohe Komplexität solcher Einsätze können die Robotersysteme allerdings nicht völlig autonom eingesetzt werden und erfordern eine Überwachung sowie bei Bedarf eine teleoperative Steuerung durch menschliche Operatoren, was ihnen einen semiautonomen Charakter verleiht. Die dazu erforderliche Überwachung sowie bei Bedarf Teleoperation mobiler Roboter erfolgt durch menschliche Operatoren aus der Leitwarte heraus, was für diese eine besondere Herausforderung darstellt: Neben der Planung des durchzuführenden Ansatzes, bei der alle Schritte und Besonderheiten bereits im Voraus zu planen sind, ist auch die Überwachung und Steuerung solcher Systeme mit besonderen Problemen und Schwierigkeiten behaftet. Um dem Zweck der Entlastung der Mitarbeiter gerecht zu werden, muss die Bedienung des Robotersystems entsprechend gestaltet sein. Da der Einsatz von Interaktionsmedien und -konzepten vor allem in sicherheitskritischen Bereichen einen noch innovativen Charakter trägt, muss besonders genau überprüft werden, ob die erwarteten Vorteile auch in diesem Kontext positiv bewertet werden können. Im Rahmen dieser Arbeit wurde anhand des Anwendungsfalls RoboGasInspector das Vorgehen zur Gestaltung einer gebrauchstauglichen Interaktion zur Überwachung und Steuerung der Inspektionsroboter und deren Einzelteile (bspw. Kamera und Roboterarm) nach dem Prinzip des menschzentrierten Gestaltungsansatzes vorgestellt. Den Schwerpunkt der Arbeit bildet dabei die evaluationsbasierte Ableitung konkreter Hinweise für die Gestaltung der Mensch-Roboter-Interaktion im ausgewählten Anwendungsfall. Welche Technologien in das Robotersystem integriert und zum erfolgreichen und sicheren Bedienen des Systems führen können, wurde anhand ausgewählter Beispiele im iterativen Gestaltungsprozess, von der Erhebung der Anforderungen über das Erarbeiten von Gestaltungslösungen sowie Evaluation dieser unter Laborbedingungen analysiert und diskutiert. Die Ableitung von Gestaltungsempfehlungen wurde anschließend exemplarisch vorgestellt und diskutiert.

In this paper, we present a concept for an assistance system for public transport passengers currently being developed for Kassel, Germany, and its surrounding area. The assistance system aims at increasing the attractiveness of local public transport by reducing barriers to use, thus promoting sustainable travel behavior. Three main barriers were identified: crowded vehicles, missed connections, and inconveniences in the transportation of shopping bags and luggage. To tackle these issues, three assistance system services were conceptualized: the occupancy rate informing passengers about the occupancy level of vehicles, the transfer connection monitor and secure system giving passengers the option to communicate transfer connection requests, and the delivery service allowing the use of public transport while shopping without the need to transport purchased goods. The three services are presented in detail along with the user interfaces they will be integrated into. Moreover, for the further implementation of the assistance system, a user requirement analysis is outlined. We finally give an overview and outlook regarding the implementation and evaluation of the concept in laboratory studies and a one-year field study.

Smart glasses are increasingly commercialized and may replace or at least complement smartphones someday. Common smartphone features, such as notifications, should then also be available for smart glasses. However, notifications are of disruptive character given that even unimportant notifications frequently interrupt users performing a primary task. This often leads to distractions and performance degradation. Thus, we propose a concept for displaying notifications in the peripheral field of view of smart glasses and with different visualizations depending on the priority of the notification. We developed three icon-based notifications representing increasing priority: a transparent green icon continuously becoming more opaque (low priority), a yellow icon moving up and down (medium priority), and a red and yellow flashing icon (high priority). To evaluate the concept, we conducted a study with 24 participants who performed a primary task and should react to notifications at the same time using the Nreal Light smart glasses. The results showed that reaction times for the low-priority notification were significantly higher and it was ranked as the least distracting. The medium- and high-priority notifications did not show a clear difference in noticeability, distraction, or workload. We discuss implications of our results for the perception and visualization of notifications in the peripheral field of view of smart glasses and, more generally, for augmented reality applications.

We propose a concept for displaying notifications in the peripheral field of view of smart glasses aiming to achieve a balance between perception and distraction depending on the priority of the notification. We designed three different visualizations for notifications of low, medium, and high priority. To evaluate this concept, we conducted a study with 24 participants who reacted to the notifications while performing a primary task. Reaction times for the low-priority notification were significantly higher. The medium- and high-priority notifications did not show a clear difference.

In der hier vorgestellten Laborstudie wurde die Interpretierbarkeit von Fahrgastinformationen zur Belegung von Mehrzweckflächen (MZF) in einer Straßenbahn über einen realen LED-basierten Anzeiger und die Auswirkung dieser Fahrgastinformation auf das voraussichtliche Nutzungsverhalten untersucht. Dafür wurden im Within-Subject Design (N = 30) drei Darstellungsvarianten zur MZF-Belegung hinsichtlich Interpretationszeit, Fehlerfreiheit der Entscheidung und subjektiver Entscheidungssicherheit verglichen. Weiterhin wurde auf Basis des TAM-Modells die wahrgenommene Nützlichkeit erhoben. Die Ergebnisse zeigen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Darstellungsvarianten. Die Fahrgastinformation zur Belegung von MZF wurde insgesamt als nützlich wahrgenommen.

Augmented Reality (AR) glasses may be used in diverse mobile and multitasking contexts, for example, while walking. In such contexts, it is particularly important to display information without obscuring essential areas of central vision. Information can, thus, be presented to the peripheral vision. The objective of the present study was to investigate how peripheral visual cues should be displayed in AR to achieve efficient perception during walking. We conducted a pilot study and tested three different versions of directional cues presented while walking or standing still: simply popping up, moving towards the indicated direction, or changing color. The results indicated that the perception of peripheral cues in AR is generally less efficient while walking than standing still. Within the walking condition, the color-changing cue was perceived best.

The present study aimed to investigate whether explanations increase trust in an assistance system. Moreover, we wanted to take the role of the individual propensity to trust in technology into account. We conducted an empirical study in a virtual reality environment where 40 participants interacted with a specific assistance system for public transport users. The study was in a 2x2 mixed design with the within-subject factor assistance system feature (trip planner and connection request) and the between-subject factor explanation (with or without). We measured trust as explicit trust via a questionnaire and as implicit trust via an operationalization of the participants’ behavior. The results showed that trust propensity predicted explicit trust, and explanations increased explicit trust significantly. This was not the case for implicit trust, though, suggesting that explicit and implicit trust do not necessarily coincide. In conclusion, our results complement the literature on explainable artificial intelligence and trust in automation and provide topics for future research regarding the effect of explanations on trust in assistance systems or other technologies.

This study compares the use of a marker-based AR instruction with a paper instruction commonly used in manual assembly. Hypotheses were tested as to whether the instruction type affects assembly time, number of errors, usability, and employee strain. Instead of student participants and artificial assembly tasks (e. g. Lego assemblies), the study was conducted with 16 trainees in a real workplace for the assembly of emergency door release handles in rail vehicles. Five assembly runs were performed. Assembly times and assembly errors were determined from recorded videos. Usability (SUS) and strain (NASA-TLX) were recorded with questionnaires. After a slower assembly at the beginning, the AR group assembled significantly faster in the fifth run. The comparable number of errors, usability and strain make marker-based AR applications interesting for knowledge transfer in manual assembly, especially due to the easy entrance and low costs.

In der hier vorgestellten Laborstudie wurden zwei Arten markerbasierter Augmented-Reality-Ergänzungen zu einem Lehrbuch mit einer konventionellen Ergänzung in Papierform verglichen. Hierbei wurden drei Unterthemen aus der Ausbildung zum Kraftfahrzeugmechatroniker ausbalanciert um je eine Art der Zusatzinformation ergänzt. Dabei wurde der Lernerfolg mit Multiple-Choice-Aufgaben kontrolliert sowie die Gebrauchstauglichkeit (SUS), die Beanspruchung (NASA-rTLX), die räumliche Vorstellung (RV) und das Nutzererlebnis (UEQ) mit Fragebögen im Within-Subject Design (N = 24) erhoben. Die Ergebnisse zeigen ein höheres Nutzererlebnis und eine bessere räumliche Vorstellung bei Verwendung der AR im Vergleich zur konventionellen Ergänzung bei jeweils vergleichbarer niedriger Beanspruchung, hoher Gebrauchstauglichkeit sowie Lernleistung.

Durch eine zunehmend flexibilisierte Produktion und relativ hohe Personalfluktuation bei einfachen Tätigkeiten wird das Anlernen neuer Mitarbeitender bzw. für neue oder geänderte Produktionsprozesse zunehmend relevanter. Konventionelle Anlernmethoden, bspw. durch Demonstration oder Arbeitspläne, haben Schwächen (bspw. binden sie zusätzliche Arbeitskraft oder sind kognitiv anspruchsvoll), die durch ein Augmented-Reality-(AR-)basiertes Assistenzsystem kompensiert werden können. Ein AR-Assistenzsystem zum Anlernen eines tatsächlichen industriellen Montageprozesses wurde in einer vergleichenden Studie mit 16 Versuchspersonen gegenüber einer konventionellen Papieranleitung evaluiert. Bzgl. Gebrauchstauglichkeit und Beanspruchung deuten sich die Stärken des AR-Ansatzes an. In den Subskalen Anstrengung und Frustration zeigt sich eine statistisch signifikante Reduktion der Beanspruchung. Bezüglich der Montagezeiten konnten statistisch signifikante Vorteile erzielt werden. Ergänzend wurde in einer zweiten Studie eine Videoanleitung mit der AR-Anleitung verglichen. Praktische Relevanz: Die Digitalisierung der Produktion erlaubt nach Kundenwunsch individualisierte Produkte, die mit einer flexibilisierten Produktion einhergehen. Einfache Montageprozesse ändern sich daher häufiger vollständig oder in Teilen. Außerdem wechseln Mitarbeitende aufgrund der monotonen und repetitiven Tätigkeiten häufiger. All das führt zu einem Bedarf an regelmäßigen Anlernprozessen. Ein AR-Assistenzsystem erscheint als aussichtsreicher Ansatz, wobei die Gebrauchstauglichkeit besonders im Fokus stehen sollte, da wenig technische Kenntnisse vorausgesetzt werden können.

Forscher versprechen sich durch die Verwendung von natürlichen Benutzungsschnittstellen eine Verbesserung der Mensch-Roboter-Interaktion gegenüber den konventionellen Eingabeparadigmen, die Joysticks, Mäuse oder Tastaturen verwenden. Gestensteuerungen, als eine Ausprägung von natürlichen Benutzungsschnittstellen, werden daher enorme Potenziale zugeschrieben. Aber ist dies gerechtfertigt? Rund um diese Frage ist eine Diskussion in der Wissenschaft entstanden. Auf der einen Seite gibt es Forscher, die versprechen, durch Gestensteuerungen konventionelle Eingabegeräte ersetzen zu können, auf der anderen Seite gibt es aber auch Forscher, die auf die Defizite von Gestensteuerungen hinweisen und deren Verwendung eher kritisch sehen. Die hier vorliegende Arbeit soll zu dieser Diskussion beitragen. Sie dokumentiert einerseits die vorhandenen Erkenntnisse über die Gebrauchstauglichkeit von Gestensteuerungen und andererseits Erkenntnisse über den gebrauchstauglichen Einsatz von Gestensteuerungen für die teleoperierte Navigation von Servicerobotern. Insbesondere über den gebrauchstauglichen Einsatz von Gestensteuerungen für diesen Anwendungsfall liegen bisher nur wenige Erkenntnisse vor. Methodisch erfolgt nach einer Einführung in die Problemstellung eine wissenschaftliche und technische Grundlagenrecherche über die Gestaltungsmöglichkeiten einer Gestensteuerung. Aufbauend auf bisher formulierten Anforderungen an eine gebrauchstaugliche Gestensteuerung erfolgt eine Bewertung dieser Gestaltungsmöglichkeiten. Für den Erkenntnisgewinn über den Einsatz von Gestensteuerungen für die teleoperierte Navigation von Servicerobotern wurden aufbauend auf den Bewertungen der Gestaltungsmöglichkeiten empirische Untersuchungen durchgeführt. Diese empirischen Untersuchungen adressieren zum einen die Navigation eines bodengestützten und zum anderen die eines fluggestützten Roboters. Das Ergebnis dieser empirischen Untersuchungen ist die Erkenntnis, dass Gestensteuerungen nicht per se besser abschneiden als konventionelle Eingabeparadigmen, allerdings auch nicht schlechter. Zudem werden Hinweise gegeben, welche Herausforderungen zu lösen sind, damit Gestensteuerungen tatsächlich besser abschneiden als konventionelle Eingabeparadigmen. Damit können die Ergebnisse dieser Arbeit auch genutzt werden, um Gestaltungsempfehlungen für Gestensteuerungen für den Anwendungsfall der teleoperierten Navigation abzuleiten.

Das BMBF/ESF Projekt FachWerk entwickelte während der dreijährigen Projektlaufzeit ein multimediales Lehr- und Lernarrangement zur Adoption von Informations- und Kommunikationstechnologien im deutschen Handwerk. Ziel ist die digitalisierte Fachkräftequalifizierung für die zukünftige Arbeitswelt. Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Mega- und Technologietrends sowie Erfolgsfaktoren identifiziert, Bedarfe für zukünftige Qualifikationen definiert, ein konkretes Lehrkonzept gestaltet und darauf basierend die digitale Lehr- und Lernplattform entwickelt, getestet und evaluiert. Die nachhaltige Verwertung der Plattform wird durch assoziierte Partner langfristig sichergestellt. Die Plattform dient somit als ein wichtiger Schritt zur digitalen Transformation des Handwerks.

Tactons sind taktile Nachrichten, die dem Nutzer Informationen über den haptischen Sinneskanal übermitteln, und können beispielsweise bei der Interaktion mit Touchscreens von Nutzen sein. In dieser Studie wird die systematische Erarbeitung eines Tacton-Sets für Standardfunktionen einer Menüführung (im Einzelnen die Funktionen Beenden, Bestätigen, Hauptmenü, Hilfe, Korrektur, Lauter, Leiser sowie Zurück) vorgestellt. Neben existierenden Erkenntnissen aus der Literatur wurden bei der Gestaltung des Tacton-Sets ebenfalls die Ergebnisse einer Gruppenbefragung berücksichtigt, in der die Teilnehmer Ideen zur konkreten Ausgestaltung der Tactons äußern konnten. Das zunächst entstandene Tacton-Set wurde unter drei standardisierten Versuchsbedingungen von 54 Probanden evaluiert und lieferte eine Gesamterkennungsrate von 0,70 ± 0,19. Die Ergebnisse der einzelnen Tactons wurden analysiert und Verbesserungen hinsichtlich deren Gestaltung umgesetzt. Anschließend wurde das weiterentwickelte Tacton-Set unter den gleichen Versuchsbedingungen wie zuvor erneut von 39 Probanden evaluiert. Die resultierende Gesamterkennungsrate verbesserte sich signifikant auf 0,79 ± 0,18. Praktische Relevanz In alltäglichen Umgebungen mit zunehmender Informationsdichte wird die Übermittlung von Informationen über den haptischen Sinneskanal immer wichtiger. Diese Studie beinhaltet wichtige Erkenntnisse für die Gestaltung und schrittweise Verbesserung von Tactons im Allgemeinen und liefert einen Vorschlag für die konkrete Umsetzung eines Tacton-Sets für genannte Standardfunktionen. Es wird zudem deutlich, dass weitere Forschung nötig ist, um den Einsatz von Tactons zu etablieren.

Den taktilen Sinneskanal zu nutzen, um Informationen an den Menschen zu übermitteln und somit den visuellen und auditiven Kanal zu entlasten, wurde bereits in verschiedenen Anwendungen und Szenarien analysiert. Bisher wurden hierfür zwischengeschaltete Geräte, beispielsweise ein Gurt, genutzt oder die Rückmeldung erfolgte an nicht-interagierenden Körperteilen. Bei Touchscreens erscheint allerdings eine Rückmeldung an den interagierenden Finger des Nutzers sinnvoll. Hierbei stellt sich die Frage, ob auch komplexe, inhaltliche Informationen über den taktilen Sinneskanal an den Nutzer weitergegeben und von diesem eindeutig erkannt werden können. Im Rahmen diese Arbeit wird daher die Möglichkeit der vibrotaktilen Informationscodierung mittels sogenannter Tactons untersucht. Tactons sind Vibrationsmuster, welche durch Modifikation ihrer Parameter, wie z. B. Frequenz und Amplitude, Informationen codieren können. Gerade für häufig vorkommende Funktionen einer Menüführung auf Touchscreens ist es sinnvoll, eindeutig zu identifizierende Tactons zu entwerfen. Durch den Vorschlag eines Tacton-Sets für solche Standardfunktionen leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Standardisierung vibrotaktiler Informationsweitergabe. Zudem werden aus den Erkenntnissen der durchgeführten Studien übertragbare Empfehlungen bezüglich der Gestaltung von Tactons abgeleitet. Hierfür wurden sieben aufeinander aufbauende Forschungsfragen formuliert, für deren Beantwortung jeweils eine empirische Studie konzipiert, durchgeführt und ausgewertet wurde. Insgesamt 544 Personen im Alter von 15 bis 82 Jahren nahmen an diesen Evaluationen teil, sodass die Erkenntnisse der vorliegenden Arbeit auf einer fundierten Datengrundlage beruhen. Zunächst wurden Grundlagenexperimente bezüglich der taktilen Wahrnehmung des Menschen durchgeführt. Hierauf aufbauend wurden Möglichkeiten der vibrotaktilen Informationscodierung geprüft und ein solches Tacton-Set für Standardfunktionen erarbeitet und evaluiert. Dieses Tacton-Set kann in allen Anwendungen genutzt werden, in denen auf einem Touchscreen eine Menüführung verankert ist, die sich der untersuchten Standardfunktionen bedient und im Besonderen, wenn der visuelle und/oder auditive Fokus des Nutzers auf einer anderen Aufgabe liegt. Ein Einsatz des Tacton-Sets ist hierbei sowohl bei stationären als auch mobilen Endgeräten denkbar. Die aus den einzelnen Studien abgeleiteten, allgemeinen Empfehlungen für die Gestaltung von Tactons sind darüber hinaus auf unterschiedliche Anwendungskontexte übertragbar.

Die vorliegende Studie vergleicht den Einsatz einer markerbasierten AR-Anleitung mit einer in der manuellen Montage üblichen Papieranleitung. Es wurden die Hypothesen geprüft, ob sich die Anleitungsart auf die Montagezeit, die Anzahl der Fehler, die Gebrauchstauglichkeit und die Beanspruchung der Mitarbeiter auswirkt. Statt mit studentischen Stichproben und künstlichen Montageaufgaben (z. B. Legobaugruppen) wurde die Studie mit 16 Auszubildenden an einem realen Arbeitsplatz für die Montage von Notgriffen zur Türentriegelung in Schienenfahrzeugen durchgeführt. Es wurden fünf Montagedurchgänge durchgeführt. Die Montagezeit und die gemachten Fehler wurden aus Videoaufzeichnungen ermittelt. Die Gebrauchstauglichkeit (SUS) und die Beanspruchung (NASA-TLX) wurden mit Fragebögen erhoben. Nachdem die AR-Gruppe zu Beginn langsamer montierte als die Papier-Gruppe, war diese im fünften Durchgang signifikant schneller. Die vergleichbare Fehleranzahl, Gebrauchstauglichkeit und Beanspruchung machen markerbasierte AR-Anwendungen besonders durch den leichten Einstieg und die geringen Kosten interessant für die Wissensvermittlung in der manuellen Montage.

Im Rahmen der hier vorgestellten Studie wurden die Gebrauchstauglichkeit, die Gestaltung und der Aufbau einer zuvor an die Bedürfnisse der Lernenden angepassten Lernplattform bei Nutzung mit typischen Aufgaben, wie der Anmeldung mit Login-Daten, im Vergleich zu der unveränderten Moodle-Lernplattform untersucht. Neben Fragebögen für die Gebrauchstauglichkeit (SUS), die visuelle Gestaltung (VisAWI) und den Aufbau und die Struktur der Lernplattform wurden die Aufgabenerfüllung (Effektivität) und die dafür benötigten Zeiten (Effizienz) sowie teilweise Blickbewegungsdaten erfasst. Mit 29 Studienteilnehmenden zeigten sich keine signifikanten Unterschiede.

Ein Prototyp eines omnidirektionalen Laufeingabegerätes wurde insbesondere hinsichtlich des Regelungskonzeptes auf Basis von Empfehlungen aus der Literatur optimiert. Der Beitrag stellt die relevanten Rahmenbedingungen des Einsatzes solcher Systeme vor und berichtet über die Ergebnisse einer vergleichenden Studie, die auf die Verbesserung der Nutzung, insbesondere bzgl. der Regelung der translatorischen und der rotatorischen Bewegungsrichtung, abzielt. Dabei wurden zwei neuentwickelte Regelungsvarianten der bestehenden Lösung des Herstellers gegenübergestellt. Die Effekte wurden mit gängigen Standardfragebögen sowie Befragungsinstrumenten zu anderen Laufeingabegeräten untersucht. Es konnte ein signifikanter Vorteil des neuen Regelungskonzeptes belegt werden.

Im Rahmen des Projektes RadAR+ wurde eine Augmented-Reality-(AR)-Reiseassistenzanwendung für eine Datenbrille entwickelt und prototypisch umgesetzt, welche ein Routing für den öffentlichen Verkehr sowie eine AR-Fußgängernavigation vereint und dadurch eine vollständige Navigation vom Start- zum Zielort ermöglicht. Der Prototyp wurde in einem Echtweltszenario mit 37 Probanden vergleichend zur herkömmlichen Unterstützung evaluiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Gebrauchstauglichkeit der AR-Reiseassistenzanwendung von den Probanden als "gut" bewertet wird. Des Weiteren ist feststellbar, dass keine signifikanten Unterschiede zwischen der subjektiv empfundenen Beanspruchung beim Prototyp und der herkömmlichen Unterstützung bestehen. Jedoch gab es eine signifikant geringere Schrittzahl bei der Gruppe, die das Reiseassistenzsystem nutzte.

Die Komplexität des öffentlichen Personenverkehrs nimmt durch die stetige Verdichtung und Verknüpfung unterschiedlicher Verkehrsmittel zu. Die daraus erwachsenden Anforderungen an die kognitive und physische Leistungsfähigkeit des Menschen beim Wechsel minutengenau getakteter Verkehrsmittel lassen besonders an hochbelasteten Knotenpunkten vermehrt kritische Situationen bei der Durchführung von Reiseketten entstehen, die alle Altersgruppen betreffen. Dies kann z. B. bei mangelnden Ortskenntnissen zur Informationsüberflutung und zur Orientierungslosigkeit von Reisenden führen. Im Projekt RadAR+ wurde ein persönliches Reiseassistenzsystem entwickelt, das Nutzerinnen und Nutzer bei Verkehrsmittelwechseln an komplexen Mobilitätsknoten unterstützt. Das Teilvorhaben zur Mensch-Technik-Interaktion beschäftigte sich dabei schwerpunktmäßig damit, dass die benötigten Informationen in ergonomisch angemessener Form zum richtigen Zeitpunkt und in der notwendigen Tiefe bereitgestellt werden. Das lernende Assistenzsystem verwaltet das erforderliche Umgebungswissen an Verkehrsknoten und stellt die navigationsrelevanten Daten in Echtzeit zur Verfügung. Ein adaptives Nutzermodell lernt die Mobilitätsanforderungen und Bedürfnisse des Nutzers. Auf dieser Basis werden bspw. Empfehlungen zur Gestaltung längerer Aufenthalte beim Umstieg entlang intermodaler Reiseketten berechnet. Für die individualisierte Mobilitätsplanung werden je nach persönlichen Bedürfnissen mobile Geräte, insbesondere Datenbrillen, verwendet. Auf diese Weise können auch komplexe Routeninformationen situationsgerecht vermittelt werden. Durch Visualisierung von Augmented-Reality-(AR)-Elementen in der Datenbrille wird der Nutzer bei der Navigation zum gewünschten Verkehrsmittel sowie bei der Abschätzung der dazu noch verfügbaren Zeit unterstützt. Hierbei werden auch ggf. vorliegende Abweichungen vom Normalfall mit Echtzeitdaten automatisch berücksichtigt. Die Entwicklung folgte einem iterativen benutzerorientierten Gestaltungsprozess, um die bedarfsgerechte Umsetzung und letztlich die Akzeptanz der Nutzer sicherzustellen. Konzepte und Teillösungen wurden unter Nutzerbeteiligung formativ evaluiert und die Ergebnisse in folgenden Entwicklungsiterationen aufgegriffen. Ein barrierearmer Technologie-Zugang wurde mit intuitiver Mensch-Maschine-Kommunikation (AR-, Sprach-User-Interfaces) erreicht. Abschließend wurde ein Demonstrator realisiert, der im Feld entlang einer intermodalen Reisekette in Frankfurt am Main summativ evaluiert wurde. Die Ergebnisse ermöglichen eine Reiseassistenz, die eine breite Bevölkerungsschicht bei der Orientierung im öffentlichen Personenverkehr unterstützt

Im Folgenden wird die Umsetzung einer Lerneinheit in der praktischen Ausbildung von Handwerker*innen mithilfe von interaktiven 3D-360°-Videos vorgestellt. Vorhandene Inhalte aus dem Projekt FAINLAB wurden dabei als interaktive immersive Anwendung für das Erlernen der Herstellung eines Fliesenspiegels umgesetzt. Die Anwendung kann mithilfe eines Smartphone-basierten Head-Mounted Displays (HMD) genutzt werden und ermöglicht durch niedrige Kosten eine breite Verwendung in der Ausbildung. Die Interaktion wird mittels mehrerer Schaltflächen ermöglicht, die per Blicksteuerung zu nutzen sind, wie eine formative Evaluation mit Studierenden absicherte. Es wird auf eine vergleichende Evaluation verwiesen, die zeigt, dass die Anwendung gegenüber dem ursprünglichen FAINLAB-Video bei gleichem Lernerfolg eine höhere Motivation der Lernenden bewirkt.

In diesem Beitrag wird ein Konzept zur Integration einer kollaborativen Roboterunterstützung an einem manuellen Montagearbeitsplatz vorgestellt. Dazu wurde exemplarisch ein Arbeitsplatz in der Wellenvormontage der Getriebefertigung in der Automobilindustrie betrachtet. Die Arbeitsprozesse bei der manuellen Montage wurden analysiert und das darauf basierende Konzept in einem vollfunktionsfähigen Mock-up umgesetzt, welcher die Montage ohne und mit Roboterunterstützung ermöglicht. Auf Basis dieses Mock-ups wurde eine Nutzerstudie (n = 8) durchgeführt, die die Ergonomie und Gebrauchstauglichkeit des Konzepts sowie das wirtschaftliche Potenzial der Roboterunterstützung evaluiert.

Um die Attraktivität des öffentlichen Nahverkehrs zu erhöhen, wurde ein Mobilitätsassistenzsystem (MAS) konzipiert, das die Nutzerinnen in den Bereichen Anschlusssicherung und Belegungszustand sowie durch einen integrierten Lieferdienst unterstützt. Dazu wurde eine Anforderungserhebung mit Experten (n = 5) und Nutzerinnen (n = 426) durchgeführt, womit auch die Anforderungen von älteren Menschen und Menschen mit Einschränkungen besonders berücksichtigt werden sollten. Entgegen der Erwartungen ist das MAS für diese Gruppen nicht attraktiver als für andere Nutzerinnen. Die meisten Nutzerinnen wünschen sich die Interaktion mittels einer App, ältere Menschen und Menschen mit Einschränkungen bevorzugen andere Schnittstellen.

Die vorliegende Studie vergleicht den Einsatz von 3D-360°-Lernvideos mit konventionellen Lernvideos bei der praktischen Ausbildung von Handwerkern. Es wurde die Hypothese geprüft, dass Motivation und Ablenkung durch die Technologie einen gegensätzlichen Einfluss auf den Lernerfolg haben und so die vorliegenden gemischten Befunde in diesem Feld erklären. Insgesamt 20 Auszubildende des ersten Lehrjahrs der Ausbildung zum Hoch- bzw. Tiefbaufacharbeiter lernten entweder mit konventionellen Lernvideos am Laptop oder mit 3D-360°-Videos, die auf einem Smartphone-basierten Head-Mounted Display angeschaut wurden. Der Lernerfolg wurde anhand einer praktischen Aufgabe gemessen, die von zwei unabhängigen Ratern bewertet wurde. Die durch die Lernmethode ausgelöste Motivation und Ablenkung der Lernenden wurde mithilfe von Fragebögen gemessen. Wie erwartet zeigte sich in der Gruppe der mit 3D-360°-Videos Lernenden sowohl eine höhere Motivation als auch eine höhere Ablenkung als in der Kontrollgruppe. Der Lernerfolg unterschied sich nicht zwischen den Gruppen. Die erwarteten Korrelationsmuster zur Unterstützung der weiteren Teilhypothesen konnten nicht gefunden werden.

Die vorliegende Studie untersucht das Verhalten und den Zustand von Menschen während der Navigation durch den Frankfurter Flughafen. Dafür absolvierten die zwölf Teilnehmer drei flughafentypische Navigationsaufgaben, während Gangparameter, die Herz-Kreislauf-Aktivität und die Blickbewegung aufgezeichnet wurden. Anschließend wurde die videogestützte Retrospektive-Think-Aloud-Methode genutzt, um einen Einblick in die Gedanken und Strategien der Probanden zu bekommen. Die vielfältigen sowohl quantitativ als auch qualitativ analysierten Daten liefern Erkenntnisse über das Gehverhalten, die Herzrate und die Herzratenvariabilität sowie das Informationssuch- und -aufnahmeverhalten. Außerdem werden Problemstellen bei der Orientierung und Navigation am Flughafen ermittelt. Die Ergebnisse werden diskutiert und auf den Anwendungsbereich der Reiseassistenz angewendet, um in einem menschzentrierten Ansatz den Informationsbedarf für ein Augmented-Reality-Reiseassistenzsystem zu spezifizieren und Gestaltungsempfehlungen dafür abzuleiten. Praktische Relevanz: Es wird eine Vielzahl an Daten aus einer Feldstudie unter natürlichen Bedingungen zur Verfügung gestellt, mithilfe derer Nutzerverhalten und -zustand bei der Navigation beschrieben und analysiert werden können. Der Versuchsraum - ein komplexer Verkehrsknotenpunkt - ist für diverse Anwendungsbereiche von Interesse. Die vorgestellten Daten können auch als Referenzdaten für ähnliche Studien von Nutzen sein, z. B. um zu vergleichen, ob und inwieweit sich das Verhalten und der Zustand von Reisenden durch eine Navigationsunterstützung verändert.

Ein benutzerzentrierter Entwicklungsansatz kann in Technologieentwicklungsprojekten dazu genutzt werden, um nachhaltige, sozial verantwortliche Gestaltungslösungen zu fördern. Dieser Ansatz rückt den Menschen und seine Aufgaben in den Fokus der technischen Systementwicklung und bezieht Benutzer sowie weitere Beteiligte von Anfang an fortlaufend in den Entwicklungsprozess ein. So wird sichergestellt, dass die entwickelten Systeme, Dienstleistungen und Produkte eine hohe Gebrauchstauglichkeit und Akzeptanz aufweisen und dass auch langfristige Folgen der Nutzung betrachtet werden. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über das methodische Vorgehen mit diesem Ansatz und beschreibt am Beispiel eines mehrjährigen Verbundforschungsprojektes die konkrete praktische Anwendung mit exemplarischen Methoden.

We investigate how reading text in augmented reality (AR) glasses and the simultaneous execution of three real-world tasks interfere with each other. The three tasks are a visual stimulus-response task (VSRT), a simple walking task and a walking obstacle course. Also, we investigate the effects of different AR text positions on primary task and reading performance as well as subjective preference. We propose a novel out of sight body-locked text placement for AR text presentation to be used in dual-task situations and compare it to head-locked text placement, each in two heights. AR reading affected performance in all tasks and reading speed was affected in all dual-task conditions. Participants subjectively preferred the body-locked text presentation, while objective measures do not reflect that preference. Differences between the tasks and several interaction effects between task and AR text placement demonstrate the necessity to carefully consider the context of use when designing AR reading UIs. The presented study with 12 participants provides insights into the effects of AR glasses usage in dual-task situations and several design recommendations are derived from the results.

Mobilität präsentiert sich in Form von Alltags- und Versorgungsmobilität, als Freizeit-, Messe- und Touristenverkehr sowie in vielschichtigen Wirtschaftsbewegungen von Unternehmen und Dienstleistern. Mobilität ist ein Grundbedürfnis und sichert neben der Teilhabe am öffentlichen Leben die Erreichbarkeit des Arbeitsplatzes, also die Teilhabe am ökonomischen Leben. Die Sicherung von Mobilität sowie eine effiziente Ausgestaltung zur Information und Nutzung unter den technischen Rahmenbedingungen sind Aufgaben mit hoher gesellschaftlicher Verantwortung, zu deren Lösung das Projekt RadAR+ einen wesentlichen Beitrag leistete - durch die Entwicklung eines adaptiv lernenden Mobilitätsagenten unter Verwendung von Augmented Reality.

Die soziale Akzeptanz ist neben der praktischen Akzeptanz ein wichtiger Bestandteil der Akzeptanz eines Systems durch die Nutzer. Es ist möglich, dass trotz hoher praktischer Akzeptanz ein System nicht genutzt wird, da dieses sozial nicht akzeptabel ist. Für Augmented-Reality-Datenbrillen (AR-Datenbrillen) wurden schon verschiedene Faktoren determiniert, welche die soziale Akzeptanz beeinflussen können, um zu vermeiden, dass diese von den Nutzern abgelehnt werden. Ein wichtiger Faktor, welcher die soziale Akzeptanz einer Datenbrille beeinflussen kann, ist die Interaktionsart. Es ist anzunehmen, dass die Verwendung unterschiedlicher Interaktionsarten in dem gleichen sozialen Kontext mit dem gleichen Gesamtsystem nicht in der gleichen sozialen Akzeptanz resultiert. Nachfolgend wird eine Studie mit 10 Probanden und 6 aktuell auf AR-Datenbrillen verwendeten Interaktionsarten durchgeführt, um deren soziale Akzeptanz in verschiedenen Orts- und Zuschauerkontexten vergleichend zu evaluieren. Die Studie zeigt, dass die Interaktionsarten, insbesondere diverse Arten der Sprachinteraktion, mit steigender Distanz der sozialen Beziehung zu dem Zuschauer in der Bewertung degradieren und, dass der Ort des voraussichtlichen Einsatzes der Interaktionsart berücksichtigt werden muss.

In Förderausschreibungen wird zunehmend gefordert, ethische, rechtliche und soziale Implikationen (ELSI) der Technikentwicklung nicht nur begleitend, sondern mit einem integrierten Forschungsansatz in Technologieprojekten zu berücksichtigen. Erfahrungen mit der praktischen Umsetzung in der Projektarbeit sollen in diesem Workshop ausgetauscht werden.

Die Steigerung der Attraktivität öffentlicher Verkehrsmittel (ÖV) ist eine zentrale Komponente zur Verbesserung der Lebensqualität im urbanen Raum. Zwei Drittel der zurückgelegten Wege in Kernstädten entfallen auf Freizeitaktivitäten, Einkauf und private Erledigungen, wobei der ÖV-Nutzung oft der unbequeme Transport von Einkäufen oder Gepäck sowie die Unsicherheit bzgl. verfügbarer Sitzplätze und des Erreichens von Anschlüssen entgegenstehen. Deshalb wurde in diesem Projekt ein Mobilitätsassistenzsystem konzipiert, das den Nutzer bedarfsgerecht entlang seiner Reisekette unterstützt. Neben der intermodalen Reiseplanung bietet es einen innovativen innerstädtischen Lieferdienst, der mit Gepäckabgabe, Transport und Zustellung die gesamte Lieferkette abdeckt. Gemeinsam mit innerstädtischen Verkehrsdienstleistern wurde die Erfassung und Echtzeit-Bereitstellung von Belegungsdaten untersucht, deren Berücksichtigung neue individuelle Adaptionsmöglichkeiten schafft. Weiterhin wurde eine Anschlusssicherung konzipiert, die dem Nutzer verlässliche Informationen zur Anschlusserreichung bereitstellt und durch Anmeldung von Anschlusswünschen die Sicherstellung durch die Verkehrsdienstleister ermöglicht. Das Assistenzsystem bietet eine integrierte Lösung für die getrennte Personen- und Gepäckbeförderung und integriert Daten zu Belegung und Anschlüssen, die bisher nicht in Echtzeit bereitgestellt werden.

Um die Übermittlung und Erkennbarkeit von Alarmmeldungen bei der Prozessüberwachung zu verbessern, besteht die Möglichkeit, auch den vibrotaktilen Sinneskanal zu nutzen. Die Alarmmeldungen einer realen Industrieanlage wurden durch Vibrationsmuster codiert, wobei sowohl Art als auch Ort des Fehlers übermittelt wurden. 32 Versuchspersonen nahmen an der Studie teil und 960 Einzelmessungen mit unterschiedlichem Informationsgehalt wurden in die Auswertung einbezogen. Die Ergebnisse zeigen eine Abhängigkeit der Erkennungsraten von der Komplexität der Signale sowie der Art der Codierung verschiedener Informationen.

Bisher erfolgt die Gestaltung von Touchscreensystemen nach Kriterien für ergonomische Eingabemittel oder der Softwareergonomie. Der allgemeine Charakter dieser Empfehlungen deckt nicht touchscreenspezifische Besonderheiten ab. Hersteller- und softwarespezifische Design Guides enthalten keine Hinweise zur Berücksichtigung der technologiebedingten Interaktionsmöglichkeiten und -einschränkungen der verschiedenen technischen Komponenten eines Touchscreensystems. Bisher existiert kein Gestaltungsansatz, der die touchscreenspezifischen Besonderheiten systematisch berücksichtigt. Die technologischen Möglichkeiten von Touchscreensystemen sowie die die Gefahr einer physischen Überbeanspruchung des belasteten Bewegungsapparates werden dadurch bei der Systemgestaltung nur unzureichend berücksichtigt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher das Ziel verfolgt, einen ganzheitlichen Gestaltungsansatz zu erarbeiten, der die Besonderheiten der Touchscreentechnologien und -interaktion durch spezifische Gestaltungsempfehlungen berücksichtigt. Als Lösungsansatz wurde die Erweiterung bestehender Modelle um die Besonderheiten touchscreenbasierter Systeme verfolgt. Im ersten Schritt erfolgte die systematische Auswahl eines Modells eines interaktiven Systems als geeignetes Basismodell für Touchscreensysteme. Anschließend wurde dieses Modell um die charakteristischen Bestandteile eines Touchscreensystems erweitert. Anhand dieses Modells wurden Wissenslücken in den theoretischen Grundlagen identifiziert und daraus sechs Forschungsfragen abgeleitet. Um die Fragen systematisch zu beantworten, wurden Literaturanalysen und empirische Studien konzipiert, durchgeführt und ausgewertet. Die theoretischen Grundlagen wurden mit den erarbeiteten Ergebnissen der Analysen und empirischen Studien zusammengeführt und als Basis für die Formulierung touchscreenspezifischer Gestaltungsempfehlungen genutzt. Diese Empfehlungen wurden anschließend im Basismodell verankert, um so einen ganzheitlichen Gestaltungsansatz für Touchscreensysteme zu erhalten. Für die praktikable Anwendung des Ansatzes wurde dieser in den menschzentrierten Gestaltungsprozess integriert. Die Anwendbarkeit konnte anhand eines Praxisbeispiels erfolgreich demonstriert werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit erleichtern die Gestaltung touchscreenbasierter Systeme im Rahmen des menschzentrierten Gestaltungsprozesses. Auch eine formative analytische Evaluierung entsprechender Systeme kann durch die erarbeiteten touchscreenspezifischen Gestaltungsempfehlungen vereinfacht werden, indem diese als Konformitätskriterien verwendet werden.

Die vorliegende Studie untersucht, woran sich Menschen an komplexen Verkehrsknotenpunkten orientieren und welche Probleme hierbei auftreten. Dafür wurden die Blickbewegung gemessen und die Schritte gezählt, während die zwölf Teilnehmer drei Navigationsaufgaben durch den Frankfurter Flughafen absolvierten. Anschließend wurde die Retrospektive Think-Aloud-Methode genutzt, um einen Einblick in Gedanken und Strategien der Probanden zu bekommen. So konnten Problemstellen, wie z. B. die Suche auf Übersichtsplänen oder das Bestimmen der derzeitigen Etage, identifiziert werden, aus denen Gestaltungsempfehlungen für eine Fußgängernavigation mit Datenbrillen abgeleitet werden.

Eine große Anzahl an verfügbaren Lernplattformen und eine stetige Veränderung des Markts durch neue Anbieter erschweren die Auswahl eines geeigneten Systems. Für eine Marktübersicht wurde eine Literatur- und Internetrecherche von verfügbaren Lernplattformen durchgeführt. Die Rechercheergebnisse wurden aussagefähigen Kategorien wie bspw. Administration, Didaktik, Kommunikation oder Technik zugeordnet. Durch die Unterteilung der Lernplattformen in Kategorien lassen sich die Rechercheergebnisse schnell anhand eigener Anforderungen filtern, um geeignete Plattformen für bestimmte Anforderungen zu identifizieren. Die Recherche ergab, dass sich einige Produktmerkmale, bspw. die mobile Zugänglichkeit von E-Learning-Material, als Basiseigenschaften etabliert haben, wohingegen VR-/AR-Technologien bisher nicht berücksichtigt werden.

Reiseassistenzsysteme sind vielversprechend, um individualisierte und kontextbezogene Unterstützung entlang intermodaler Reiseketten im öffentlichen Verkehr anzubieten. Hierbei stellen sowohl zeitkritische Situationen als auch solche mit längerer Wartezeit eine Belastung des Reisenden dar. Für letztere bietet das untersuchte System Assistenz durch individualisierte Gestaltungsvorschläge für längere Aufenthalte. In Vorbereitung auf eine großangelegte Feldstudie wurden vier Varianten des zugrundeliegenden Empfehlungssystems und ein Trainingsansatz zur Initialisierung des Nutzerprofils hinsichtlich der numerischen und der subjektiv wahrgenommenen Genauigkeit der Empfehlungen evaluiert. Die Benutzungsschnittstelle in einer optischen Durchsichtdatenbrille wird außerdem hinsichtlich ihrer Gebrauchstauglichkeit evaluiert. Für die Evaluation wurde eine Reise inkl. zweier längerer Aufenthalte mittels einer CAVE simuliert.

Anhand eines Montagearbeitsplatzes der Automobilindustrie wird die Integration eines unterstützenden Roboters betrachtet. Für die praxisnahe Evaluation der Roboterunterstützung wurde im Labor ein Mock-up des Arbeitsplatzes realisiert. Die damit durchgeführte Studie (n = 21) fokussierte sich auf die Steigerung der Effizienz des Arbeitsprozesses durch die technische Unterstützung und die Verringerung der Beanspruchung für den Werker durch Übernahme eines Teils der Materialhandhabung durch den Roboter. Die Effizienzsteigerung und Beanspruchungsreduktion ließen sich statistisch signifikant belegen. Vor dem Hintergrund der Akzeptanz einer solchen Roboterunterstützung wurde auch die Gebrauchstauglichkeit betrachtet und positiv bewertet. Praktische Relevanz. Einerseits finden wissenschaftliche Studien zur Mensch-Roboter-Kollaboration häufig in vereinfachten oder künstlichen Setups bspw. der Handhabung von Bauklötzen oder in VR-Umgebungen statt, andererseits werden vor allem in Großunternehmen Versuchsstände realisiert, die öffentlichkeitswirksam präsentiert werden können, aber häufig eine gewissen Praxisferne aufweisen. Der Aufbau und die Nutzung eines Mock-ups, der sich möglichst nah am realen Montagearbeitsplatz orientiert und ausschließlich kommerziell verfügbare Standardkomponenten nutzt, zur Durchführung wissenschaftlicher Studien anhand tatsächlicher und in der Industrie häufig vorzufindender Arbeitsprozesse stellt hier die hohe praktische Relevanz und die Übertragbarkeit der Ergebnisse sicher.

Controlling an unmanned aerial vehicle is challenging and requires an intensive training. One cause is the teleoperation with the conventional input device, the remote control, whose functions are complicate. This paper presents an alternative concept for the teleoperation. Its realization includes a Thalmic Myo gesture control wristlet and a Microsoft HoloLens head-mounted display. These devices are used to implement an augmented reality interface, a tactile feedback and a gesture and speech input. Finally, this implementation has been evaluated with 30 participants and compared with a conventional remote control. The results show that the proposed interface is a good solution but does not reach the performance of the remote control.

Für die Entwicklung eines persönlichen, adaptiv lernenden Reiseassistenzsystems für den öffentlichen Verkehr auf Basis von Augmented Reality wurde in der Anforderungsanalyse ein Mixed-Methods-Ansatz mit Fokusgruppen (n = 40) und einer Online-Befragung (n = 311) gewählt. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Großteil der Nutzer sich vorstellen kann, ein Reiseassistenzsystem zu nutzen, viele bei der Verwendung von Datenbrillen und Sprachinteraktion im öffentlichen Raum jedoch Bedenken haben. Als wichtigste Funktionen eines Reiseassistenzsystems werden die Unterstützung im Störungsfall, die Fußgängernavigation sowie die Versorgung mit Informationen zur Reisekette angesehen. Basierend auf den erhobenen Daten wurden Personas und Szenarien entworfen. Diese Werkzeuge ermöglichen es, dass sich die an der Entwicklung beteiligten Personen besser in den zukünftigen Nutzer des Reiseassistenzsystems sowie in den Nutzungskontext hineinversetzen und Gestaltungslösungen aus Nutzersicht beurteilt werden können. Praktische Relevanz: Intermodale Mobilitätsketten sowie die zunehmende Komplexität von Verkehrsknotenpunkten stellen Reisende vor die Herausforderung, unter Zeitdruck herauszufiltern, welche aus der Fülle der zur Verfügung stehenden Informationen für sie in der aktuellen Situation relevant sind. Dieser Beitrag analysiert, welche Informationen Reisende wann benötigen, mit dem Ziel, die Entwicklung von Assistenzsystemen zu unterstützen, die Informationen situations- und nutzergerecht zur Verfügung stellen und so die Beanspruchung beim Reisen reduzieren.

We present a scenario-based laboratory study with 40 participants comparing two augmented reality (AR) glasses in a travelling scenario. In a within-subject design, the binocular Epson Moverio BT-200 and the monocular Vuzix M100 were compared with regard to performance, acceptance, workload and preference. While performance was equal with both glasses, the Epson Moverio BT-200 glasses got higher acceptance and lower workload ratings and were preferred by the majority of the participants. The findings provide knowledge on human factors in AR glasses usage.

Der Beitrag beschreibt die Gestaltung, prototypische Umsetzung und Evaluation eines Reiseassistenzsystems mit Datenbrillen für intermodale Reiseketten im öffentlichen Verkehr. Die Grundlage bildet ein Szenario, welches die Reisekette ab der eigenen Haustür bis zum Gate an einem Flughafen darstellt und mehrere Verkehrsmittelwechsel sowie Fußwege beinhaltet. Die Datenbrille liefert dem Nutzer reiserelevante Informationen, die situations- und nutzergerecht dargestellt werden sollten. Der szenariobasierte Prototyp wurde für die Durchsichtdatenbrille Epson Moverio BT-200 entwickelt und in einer Laborstudie mit zwölf Probanden formativ evaluiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Nutzung eines Reiseassistenzsystems mit Datenbrillen, insbesondere in unbekannter Umgebung, als hilfreich erachtet wird.

Das Ziel des Forschungsprojektes Robotair war 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. Durch die regelmäßige Inspektion von Druckluftanlagen werden frühzeitig Leckagen entdeckt, dadurch Verluste und der Primärenergieeinsatz verringert, was sich wiederum positiv auf den CO2-Ausstoß und das Klima auswirkt. Aufgrund schlechter räumlicher Erreichbarkeit, geringer Produktrelevanz und geringer Energiekosten wurde dies bisher oft vernachlässigt. Auch in der Gebäudetechnik sollten durch roboterbasierte, multimodale Kartierung der klimatischen Lokalsituation Einsparmöglichkeiten identifiziert und realisiert werden und gleichzeitig ein Beitrag zur Erfassung und Verbesserung der Arbeitsumgebungsbedingungen geleistet werden. In verschiedenen Studien wurden die wirtschaftliche Signifikanz und der große adressierbare Markt dokumentiert, wie auch eine Potentialabschätzung der Volkswagen AG und eine Kostenabschätzung der Forschungspartner auf Basis der EFFIROB-Systematik zeigte. Innerhalb des Forschungsprojektes wurden Anforderungen erhoben und ein Systemprototyp erstellt, dessen robuste Funktionsweise und Gebrauchstauglichkeit im Labor und in Feldstudien in der Automobilindustrie evaluiert wurde.

In diesem Beitrag wird ein neues Bedien- und Anzeigekonzept für die Steuerung eines Flugroboters vorgestellt, welches die Microsoft HoloLens-Datenbrille und das Thalmic Myo-Armband verwendet. Mit diesen wurde eine Augmented-Reality-Text- und Audioausgabe, eine vibrotaktile Rückmeldung sowie eine Sprach- und Gesteneingabe implementiert. Das neue multimodale Interaktionskonzept wurde schließlich in einer Nutzerstudie mit 30 Probanden evaluiert und in diesem Kontext mit einer traditionellen Remote Control verglichen.

Flugroboter werden immer populärer und in immer mehr Alltagsszenarien eingesetzt. Dies forciert den Bedarf nach intuitiven und gebrauchstauglichen Steuerungen. Wir demonstrieren eine entworfene natürliche Benutzungsschnittstelle zur Steuerung eines Flugroboters, die in einer Benutzerstudie mit einer traditionellen Steuerung verglichen wurde. Hierfür verwenden wir ein bewegungserkennendes Armband und eine Microsoft HoloLens für die visuelle und auditive Ausgabe von Rückmeldungen und die Steuerung des Flugroboters über die Kopfneigung des Benutzers. Weitere Informationen zu der entworfenen natürlichen Benutzungsschnittstelle, sowie Ergebnisse der Benutzerstudie sind im dazugehörigen Langbeitrag (Herrmann & Schmidt, 2017) beschrieben.

Für die Entwicklung eines persönlichen, adaptiv lernenden Reiseassistenzsystems (RAS) für den öffentlichen Verkehr auf Basis von Augmented Reality wurde in der Anforderungsanalyse ein Mixed-Methods-Ansatz mit Fokusgruppen (n = 40) und einer Online-Befragung (n = 311) gewählt. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Großteil der Nutzer sich vorstellen kann, ein RAS zu nutzen, viele bei der Verwendung von Datenbrillen und Sprachinteraktion im öffentlichen Raum jedoch Bedenken haben. Als wichtigste Funktionen eines RAS werden die Unterstützung im Störungsfall, die Fußgängernavigation sowie die Versorgung mit Informationen zur Reisekette angesehen.

In diesem Beitrag wird die Realisierung einer Versuchsumgebung beschrieben, die bei einem guten Verhältnis von Kosten, Aufwand und Genauigkeit eine Indoorlokalisierung mit Bluetooth-Low-Energy-Beacons ermöglicht. Es wird eine prototypische Indoornavigation mit einer Durchsichtdatenbrille vorgestellt, die dem Nutzer kontaktanaloge Navigationsanweisungen in 3-D entlang seines Zielpfades einblendet. Eine Nutzerevaluation zeigt, dass insbesondere die händefreie Interaktion als nützlich angesehen wird und die Gestaltung einer Augmented-Reality-Indoornavigation Ungenauigkeiten bei der Lokalisierung besonders berücksichtigen sollte, wenn relativ enge Wege genutzt werden.

Sprachsteuerungen halten verstärkt Einzug in den Alltag der Menschen, wenn diese mit technischen Geräten interagieren. Die Frage nach der Gestaltung von Mensch-Maschine-Schnittstellen stellt sich auch in der Automatisierungstechnik. Um die Gebrauchstauglichkeit und kontextabhängige Akzeptanz sprachbasierter Smartphone-Steuerung mittels Google-Now in Bezug auf Nutzer unterschiedlicher Alterskohorten zu evaluieren, wurden im Rahmen einer Laborstudie mit zwei unabhängigen Stichproben die Effektivität und die Effizienz sprachbasierter Smartphone-Interaktion mit dem heute üblichen Interaktionsmuster der virtuellen Touchscreen-Tastatur verglichen. Außerdem wurden die empfundene Einfachheit der Nutzung sowie die kontextabhängige Nutzungsbereitschaft der beiden Eingabemodalitäten evaluiert. Die Studie zeigt, dass beide Eingabemodalitäten sowohl von jüngeren als auch von älteren Nutzern zur Erledigung von navigationsbezogenen Aufgaben genutzt werden können. Jedoch treten im Hinblick auf Effektivität (Häufigkeit von Fehleingaben) und Effizienz (Bearbeitungsdauer) der Aufgabenerfüllung signifikante Unterschiede sowohl zwischen den Eingabemodalitäten als auch zwischen den beiden Alterskohorten auf.

Vor den Hintergrund rechtlicher Rahmenbedingungen werden Entwicklungstendenzen im Bereich Gesundheit bei der Arbeit sowie die grundlegenden Gestaltungsfelder Arbeitsstätte, Arbeitsplatz, Arbeitsumgebung, Arbeitsaufgaben, Arbeitszeit und Anforderungen besonderer Arbeitspersonengruppen beschrieben. Auf dieser Basis werden Methoden zur gesundheitsförderlichen Arbeitsgestaltung erläutert und mit konkreten Beispielen und Handlungsanleitungen hinterlegt. Abschließend werden Zusammenhänge zwischen Gesundheit und Wirtschaftlichkeit dargestellt.

Touchscreens werden zunehmend im industriellen Arbeitsumfeld bei Tätigkeiten eingesetzt, bei denen Handschuhe getragen werden, wodurch die Interaktion mit einem Touchscreen eingeschränkt wird. Um eine vibrotaktile Rückmeldung von Touchscreens beim Tragen von Handschuhen einzusetzen, wurde in einem ersten Schritt mit 47 Versuchsteilnehmern und 8265 Einzelmessungen die vibrotaktile Wahrnehmungsschwelle auf einem Touchscreen in Abhängigkeit der Frequenz, Stimulusdauer und Handschuhstärke ermittelt. Die Ergebnisse zeigen eine Frequenzabhängigkeit der Wahrnehmungsschwelle im Bereich von 50 bis 250 Hz sowie die Abnahme bei zunehmender Stimulusdauer. Weiterhin zeigt sich, dass für die Gestaltung einer vibrotaktilen Rückmeldung die Handschuhstärke nicht explizit berücksichtigt werden muss, da mit zunehmender Handschuhstärke die Kraft auf die Oberfläche zunimmt und keine Veränderung der Wahrnehmungsschwelle beobachtet werden konnte.

Bei der Interaktion mit den Fingern auf der glatten Fläche eines berührempfindlichen Bildschirms fehlt gegenüber den mechanischen Eingabegeräten die natürliche, über den haptischen Sinn vermittelte Rückmeldung. Diese Rückmeldung wird vielfach künstlich in Form von Vibrationen erzeugt. Es gibt noch keine ausreichenden und systematischen Gestaltungsempfehlungen für die haptische Rückmeldung bei der Nutzung von Touchscreens. Bisherige experimentelle Untersuchun-gen beziehen sich nur auf einzelne, eng umgrenzte Fragestellungen und geben auch keine Hinweise für diesen speziellen Anwendungsfall. Im Projekt InterHapt wurde deshalb die menschliche Wahrnehmung bezüglich haptischer Rückmeldung an Touchscreens untersucht, um Gestaltungsempfehlungen abzuleiten. Der Stand des Wissens über haptische Wahrnehmung, die technischen Möglichkeiten zur Erzeugung haptisch wahrnehmbarer Rückmeldung und die Formen und Einsatzgebiete von Touchscreens wurden erhoben. In einer Nutzerbefragung wurden Umgang und Erfahrung mit Touch-screens und haptischer Rückmeldung bestimmt sowie Handhaltung und benutze Finger ermittelt. In Experimenten wurde fehlendes Wissen über haptische Wahrnehmung ergänzt und in einem Abschlussexperiment die optimale Rückmeldung für unterschiedliche Interaktionselemente bestimmt. Kontaktzeiten und aufgewendete Kräfte, die Wahrnehmungsgrenzen, die Reaktionszeiten für unterschiedliche Formen von Stimuli, die subjektive Einschätzung unterschiedlicher Vibrationsfrequenzen und -amplituden und die als angenehm bewerteten und bevorzugten Kombinationen für unterschiedliche, auf Touchscreens mögliche Interaktionsformen sind damit bekannt. Diese Ergebnisse können zur Implementierung effektiver, effizienter und als angenehm empfundener haptischer Rückmeldung verwendet werden.

Tactons are structured tactile messages and used to transmit information to users via the tactile sense. In recent studies, tactons were tested under various conditions and their benefits were demonstrated, while tactons were mostly applied on a non-interacting part of participants’ body. In future applications, e. g. in touch screen interaction, the device itself will probably generate the tactile feedback providing it to the user’s interacting finger. Therefore, common parameters (i. e., frequency, amplitude, rhythm, roughness, waveform, and duration) in such a setting were examined and tested for discriminability in order to derive guidelines for tacton design in touch screen interaction. 51 participants took part in the experiment, which consisted of 98 randomized tasks. In each task, participants were presented two vibration signals via a touch screen and had to decide, whether signals were identical or different. 87 tasks comprised a comparison between different signals, while only one parameter was altered in a single comparison, and 11 control pair signals were identical. The overall recognition rate was 0.69 ± 0.15 but various combinations showed recognition rates above 90%. It became clear that some parameters are more suitable in tacton design than others. Frequency and roughness achieved the best results, involving all paired comparisons which were correctly distinguished by each participant. Distinguishable levels of parameters and design recommendations were derived from the experiment, and considerations about future tacton design are presented.

Tactons are structured tactile messages and used to transmit information to users via the haptic sense. Common parameters (i.e. frequency, amplitude, rhythm, roughness, waveform, and duration) were examined and tested for discriminability to get valid information for tacton design in a touch screen interaction scenario. 51 participants took part in the experiment, which consisted of 98 randomized tasks. In each task, participants were presented two vibration signals via a touch screen and had to decide, whether signals were identical or different. Various combinations showed recognition rates above 90 % and it became clear that some parameters are more suitable in tacton design than others. Frequency and roughness achieved the best results, involving all paired comparisons, which were correctly distinguished by each participant. Distinguishable levels of parameters and design recommendations were derived from the results of the experiment, and considerations about future tacton design are presented.

Tactons are structured tactile messages and used to transmit information to users via the tactile sense. In recent studies, tactons were tested under various conditions and their benefits were demonstrated, while tactons were mostly applied on a non-interacting part of participants’ body. In future applications, e. g. in touch screen interaction, the device itself will probably generate the tactile feedback providing it to the user’s interacting finger. Therefore, common parameters (i. e., frequency, amplitude, rhythm, roughness, waveform, and duration) in such a setting were examined and tested for discriminability in order to derive guidelines for tacton design in touch screen interaction. 51 participants took part in the experiment, which consisted of 98 randomized tasks. In each task, participants were presented two vibration signals via a touch screen and had to decide, whether signals were identical or different. 87 tasks comprised a comparison between different signals, while only one parameter was altered in a single comparison, and 11 control pair signals were identical. The overall recognition rate was 0.69 ± 0.15 but various combinations showed recognition rates above 90 It became clear that some parameters are more suitable in tacton design than others. Frequency and roughness achieved the best results, involving all paired comparisons which were correctly distinguished by each participant. Distinguishable levels of parameters and design recommendations were derived from the experiment, and considerations about future tacton design are presented.

Bei der Interaktion mit den Fingern auf der glatten Fläche eines berührempfindlichen Bildschirms fehlt gegenüber den mechanischen Eingabegeräten die natürliche, über den haptischen Sinn vermittelte Rückmeldung. Diese Rückmeldung wird vielfach künstlich in Form von Vibrationen erzeugt. Es gibt noch keine ausreichenden und systematischen Gestaltungsempfehlungen für die haptische Rückmeldung bei der Nutzung von Touchscreens. Bisherige experimentelle Untersuchun-gen beziehen sich nur auf einzelne, eng umgrenzte Fragestellungen und geben auch keine Hinweise für diesen speziellen Anwendungsfall. Im Projekt InterHapt wurde deshalb die menschliche Wahrnehmung bezüglich haptischer Rückmeldung an Touchscreens untersucht, um Gestaltungsempfehlungen abzuleiten. Der Stand des Wissens über haptische Wahrnehmung, die technischen Möglichkeiten zur Erzeugung haptisch wahrnehmbarer Rückmeldung und die Formen und Einsatzgebiete von Touchscreens wurden erhoben. In einer Nutzerbefragung wurden Umgang und Erfahrung mit Touch-screens und haptischer Rückmeldung bestimmt sowie Handhaltung und benutze Finger ermittelt. In Experimenten wurde fehlendes Wissen über haptische Wahrnehmung ergänzt und in einem Abschlussexperiment die optimale Rückmeldung für unterschiedliche Interaktionselemente bestimmt. Kontaktzeiten und aufgewendete Kräfte, die Wahrnehmungsgrenzen, die Reaktionszeiten für unterschiedliche Formen von Stimuli, die subjektive Einschätzung unterschiedlicher Vibrationsfrequenzen und -amplituden und die als angenehm bewerteten und bevorzugten Kombinationen für unterschiedliche, auf Touchscreens mögliche Interaktionsformen sind damit bekannt. Diese Ergebnisse können zur Implementierung effektiver, effizienter und als angenehm empfundener haptischer Rückmeldung verwendet werden.

E-Mail-Verschlüsselung könnte längst flächendeckend Verwendung finden. Der Beitrag gibt eine Antwort auf die Frage, warum dies nicht der Fall ist - und macht Vorschläge, was getan werden sollte, um dies zu ändern.

Vor dem Hintergrund des zu erwartenden Klimawandels wird befürchtet, dass mit geringeren Niederschlägen auch weniger Wasser in Kanälen und Flüssen für die Binnenschifffahrt zur Verfügung steht. Dadurch kommt der sorgfältigen Planung der Fahrrinnen eine hohe Bedeutung zu. Um schon in der Planung die Abmessungen von Fahrrinnen zu beurteilen, können Computersimulationen durchgeführt werden. Diese Simulationen enthalten Landschaftsmodelle mit den geplanten Fahrrinnen, Modelle der Strömung und Schiffsmodelle, mit denen beispielsweise der Raumbedarf innerhalb der Fahrrinne geprüft werden kann. Wenn diese Modelle durch einen Menschen gesteuert werden, kann das nur in Echtzeit geschehen, also benötigt man eine Stunde Experimentierzeit, um 10 bis 15 km Strecke einmalig zu durchfahren. Um in kürzerer Zeit eine größere Anzahl von Experimenten durchführen zu können, beispielsweise den gleichen Flussabschnitt mit vielen unterschiedlichen Schiffen oder unterschiedlichen Wasserständen zu erproben, muss auch die Führung des Schiffes simuliert werden. Es gibt aus verschiedenen Forschungsprojekten Autopiloten, die ein simuliertes Schiff durch eine simulierte Fahrrinne steuern können. Damit kann aber die Fragestellung – kann ein Mensch dieses Schiff bei diesem Wasserstand problemlos durch diese Fahrrinne manövrieren – nicht beantwortet werden. Mit diesem Hintergrund hat das Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik der Universität Kassel die Aufgabe übernommen, ein Modell zu erstellen, welches das Verhalten des Menschen beim Führen eines Binnenschiffs beschreibt. Dieses Modell soll in einem Simulator die Steuerung eines Schiffs unter Berücksichtigung der menschlichen Fähigkeiten an Stelle des in der Simulation viel zu exakt arbeitenden Autopiloten übernehmen. Damit können in Zukunft Fahrrinnen schon in der Planung besser an Menschen angepasst werden.

Flugroboter werden immer mehr im industriellen Bereich eingesetzt. Einsatzfelder sind dabei z. B. Inspektionen von schwer zugänglichen Bereichen oder die automatisierte Durchführung von Inventuren in Großlagern. Für die Steuerung solcher Flugroboter steht zumeist eine klassische Remote Control (RC) zur Verfügung, mit der die Freiheitsgrade des Flugroboters über zwei Joysticks gesteuert werden können. Eine solche Steuerung neben der eigentlichen Arbeitsaufgabe zu beherrschen ist für ungeübte Personen nahezu unmöglich. Auf der anderen Seite bietet eine Gestensteuerung eine intuitive und leicht erlernbare Möglichkeit Roboter zu steuern, die natürliche menschliche Kommunikations- und Handlungsweisen berücksichtigt. Daher wurde eine auf Gesten basierende Steuerung für Flugroboter entworfen, die als Ersatz für eine RC dienen kann. Dieser Beitrag stellt das methodische Vorgehen und die Ergebnisse einer nutzerbasierten Evaluation dar, in der Probanden mit einer RC und der entworfenen Gestensteuerung einfache Flugaufgaben lösen sollten. Ziel war insbesondere die Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit und der Intuitivität der beiden Steuerungen.

Für ein Servicerobotiksystem, welches teilautonom Arbeitsumgebungsfaktoren aufzeichnet sowie Ultraschall- und Thermografiemessungen durchführt, wurde ein mobiler Leitstand konzipiert und realisiert. Der Leitstand besteht aus einem mobilen verstellbaren Montage- und Bildschirmarbeitsplatz für die praktische Vorbereitung, Planung, Überwachung und Dokumentation des Robotereinsatzes sowie einer Datenbrille für die Teleoperation eines Flugroboters. Um die Gebrauchstauglichkeit der Benutzungsschnittstelle des Bildschirmarbeitsplatzes zu evaluieren, wurde eine Untersuchung mit Anwendern in der Produktionsumgebung eines Automobilherstellers durchgeführt. Um die Gebrauchstauglichkeit der Assistenzfunktionen bei der Teleoperation von Flugrobotern zu evaluieren, wurde des Weiteren eine Untersuchung zur Darstellung von Warnmeldungen in Datenbrillen bei einer realen Flugaufgabe durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen Verbesserungsmöglichkeiten für die Gestaltung der Benutzungsschnittstelle auf und geben Gestaltungshinweise für die Darstellung von Warnmeldungen in Datenbrillen.

Der technologische Fortschritt ermöglicht die Verwendung einer Freihandgestensteuerung in alltäglichen und industriellen Szenarien. Eine neue Möglichkeit Freihandgesten zu erkennen, ist die Verwendung eines bewegungserkennenden Armbandes. Trotz kritischer Anmerkungen hinsichtlich der Gebrauchstauglichkeit von Gesten versprechen sich Forscher von der Verwendung eines Armbandes zur Gestenerkennung u. a. groe Potentiale in der Mensch-Roboter-Interaktion. Grund hierfür ist die aus Anwendersicht einfache und intuitive Verwendung eines Armbandes im Gegensatz zu anderen Verfahren zur Gestenerkennung und die dadurch mögliche Steigerung der Gebrauchstauglichkeit. Inwieweit die Verwendung eines bewegungserkennenden Armbandes für die gestische Teleoperation eines Bodenroboters geeignet ist, wird anhand eines Versuchs mit 23 Teilnehmern ermittelt. Hierfür wurde eine Gestensprache für die Navigation eines Bodenroboters entworfen, bei der die Charakteristiken einer Virtual- oder Augmented-Reality-gestützten Teleoperation berüucksichtigt wurden. Die Erkennung der Gesten wurde mittels eines Armbandes unter Verwendung integrierter Ober flächenelektromyographie (OEMG) und Accelerometer realisiert. Die Ergebnisse zeigen signifikant schlechtere Eigenschaften hinsichtlich Gestenerkennungsraten und Gestenausführungszeiten gegenüber einer marker- und kamerabasierten Lösung. Insbesondere die mit dem Armband realisierte Methode des OEMG zeigt in der Kombination mit der entworfenen Gestensprache deutliche Defizite hinsichtlich der Erkennung der Gesten. Allerdings können hinsichtlich der Intuitivität positive Aspekte aufgezeigt werden.

Flugroboter werden immer mehr im industriellen Bereich eingesetzt. Einsatzfelder sind dabei z. B. Inspektionen von schwer zugänglichen Bereichen oder die automatisierte Durchführung von Inventuren in Großlagern. Für die Steuerung solcher Flugroboter steht zumeist eine klassische Remote Control (RC) zur Verfügung, mit der die Freiheitsgrade des Flugroboters über zwei Joysticks gesteuert werden können. Eine solche Steuerung neben der eigentlichen Arbeitsaufgabe zu beherrschen ist für ungeübte Personen nahezu unmöglich. Auf der anderen Seite bietet eine Gestensteuerung eine intuitive und leicht erlernbare Möglichkeit Roboter zu steuern, die natürliche menschliche Kommunikations- und Handlungsweisen berücksichtigt. Daher wurde eine auf Gesten basierende Steuerung für Flugroboter entworfen, die als Ersatz für eine RC dienen kann. Dieser Beitrag stellt das methodische Vorgehen und die Ergebnisse einer nutzerbasierten Evaluation dar, in der Probanden mit einer RC und der entworfenen Gestensteuerung einfache Flugaufgaben lösen sollten. Ziel war insbesondere die Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit und der Intuitivität der beiden Steuerungen.

In the context of AAL it will get more and more important to know about AAL technologies for skilled employees who will be confronted with AAL technologies in the future. Therefore, we designed a further education that addresses two professional groups: Persons with a social and technical working background among which we want to enhance an exchange. In the following, we present main results of the accompanying evaluation concerning network aspects and the two-way exchange among the participants of our further education.

In the context of Ambient Assisted Living (AAL) it will get more and more important to know about AAL technologies for skilled employees who will be confronted with these technologies in the future. Currently most of them have less or no knowledge about it. Therefore we designed a further education that addresses two professional groups: Persons with a social and technical working background among which we want to enhance an exchange. The didactic method of tandem learning - known from learning foreign languages - is applied, so people from various working fields can learn with and from each other. The concept follows a blended learning approach with a presence part in combination with an e-learning part. Within a first pilot run with we tested the concept of the further education. In the following we present main results of the accompanying evaluation concerning network aspects and the two-way exchange among the participants of our further education. The results indicate that our concept was successful.

Benachrichtigungen auf mobilen Endgeräten sind ein Auslöser für die Ablenkung der visuellen Aufmerksamkeit weg von einer aktuell bearbeiteten Aufgabe hin zum Endgerät. Die zunehmende Verbreitung von Smartwatches, die von Herstellern als weniger ablenkend als Smartphones beworben werden und mittels Benachrichtigungen als zentraler Interface-Komponente agieren, lässt die Frage aufkommen, ob Benachrichtigungen auf Smartwatches eine geringere visuelle Ablenkung verursachen als Benachrichtigungen auf Smartphones und worin die Unterschiede bestehen. Dieser Beitrag beschreibt eine empirische Untersuchung mit 40 Probanden, die in vier Doppelaufgabensituationen jeweils hauptsächlich die gleiche Konzentrationsaufgabe zu bearbeiten hatten und nebenbei 12 eingehende Benachrichtigungen lesen und sich bestimmte Informationen merken sollten. Die unabhängigen Variablen waren das Endgerät (Smartphone oder Smartwatch) und die Platzierung des Endgeräts (natürliche oder auf Stativ fixiert). Es wurden objektive Leistungsparameter in der Haupt- und Nebenaufgabe sowie subjektive Parameter, wie die wahrgenommene Ablenkungswirkung der Nebenaufgabe, die Konzentrationsfähigkeit auf die Hauptaufgabe und die wahrgenommene Beanspruchung der Doppelaufgabe erhoben. Auch wurden Blickbewegungen erfasst. Die Erkenntnis dieser Studie ist, dass die Smartwatch-Interaktion im Gegensatz zur Smartphone-Interaktion Vorteile aufweist. Die Leistung in der Hauptaufgabe wurde signifikant weniger negativ beeinflusst. Ebenso wurde sie weniger beanspruchend und weniger ablenkend wahrgenommen.

In einem Nutzertest mit zwanzig Smartphone-erfahrenen Personen wurde eine prototypisch entwickelte Reisebegleiter-App für Großveranstaltungen im Feld evaluiert. Die Befragungsergebnisse zeigen, dass die Verwendung einer solchen App zur Assistenz von touristischen Aktivitäten zu Konflikten in der Aufmerksamkeitszuwendung führen kann. Auf Basis des Prototyp-Designs und der damit erzielten Ergebnisse werden Gestaltungsempfehlungen für das die Aufmerksamkeit berücksichtigende Design von Reisebegleiter-Apps formuliert.

In einem Nutzertest mit zwanzig Smartphone-erfahrenen Personen wurde eine prototypisch entwickelte Reisebegleiter-App für Großveranstaltungen im Feld evaluiert. Die Befragungsergebnisse zeigen, dass die Verwendung einer solchen App zur Assistenz von touristischen Aktivitäten zu Konflikten in der Aufmerksamkeitszuwendung führen kann. Auf Basis des Prototyp-Designs und der damit erzielten Ergebnisse werden Gestaltungsempfehlungen für das die Aufmerksamkeit berücksichtigende Design von Reisebegleiter-Apps formuliert.

Um die Gebrauchstauglichkeit aktuell verfügbarer Design Patterns zur Datums- und Uhrzeiteingabe auf mobilen Endgeräten in Bezug auf Nutzer unterschiedlicher Alterskohorten zu evaluieren, wurde die Effektivität und Effizienz etablierter Design Patterns sowie die subjektive Pattern-Präferenz im Rahmen einer Laborstudie mit zwei unabhängigen Stichproben untersucht. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass alle untersuchten Patterns sowohl von jüngeren als auch von älteren Nutzern effektiv genutzt werden konnten, dass bezogen auf die Effizienz jedoch auch signifikante Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen auftraten. Die subjektive Bewertung zeigt zudem, dass bestimmte Patterns bevorzugt und als einfacher zu nutzen empfunden werden.

Um die Gebrauchstauglichkeit und kontextabhängige Akzeptanz sprachbasierter Smart-phone-Steuerung mittels „Google-Now“ in Bezug auf Nutzer unterschiedlicher Alters-kohorten zu evaluieren, wurden im Rahmen einer Laborstudie mit zwei unabhängigen Stichproben die Effektivität und die Effizienz sprachbasierter Smartphone-Interaktion mit dem heute üblichen Interaktionsmuster der virtuellen Touchscreen-Tastatur verglichen. Außerdem wurden die empfundene Einfachheit der Nutzung und die wahrgenommene Nützlichkeit als Komponenten der Nutzerakzeptanz sowie die kontextabhängige Nutzungsbereitschaft der beiden Eingabemodalitäten evaluiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen zwar, dass beide Eingabemodalitäten sowohl von jüngeren als auch von älteren Nutzern zur Erledigung von navigationsbezogenen Aufgaben genutzt werden können, dass im Hinblick auf die Effektivität (Häufigkeit Fehleingaben) und Effizienz (Bearbeitungsdauer) der Aufgabenerfüllung jedoch auch signifikante Unterschiede sowohl zwischen den Eingabemodalitäten, als auch zwischen den beiden Alterskohorten auftreten. So konnte u. a. gezeigt werden, dass mittels Spracheingabe in beiden Versuchsgruppen weniger Fehleingaben getätigt wurden und die Sprache eine schnellere Aufgabenbearbeitung ermöglichte als die tastaturbasierte Eingabe. Der Vergleich zwischen den beiden Alterskohorten zeigte, dass jüngere Nutzer mittels tastaturbasierter Eingabe signifikant weniger Fehleingaben tätigten als Ältere und zudem alle gestellten Aufgaben des Versuchsszenarios signifikant schneller bearbeiteten. Mittels Spracheingabe konnte teilweise der gleiche Effekt festgestellt werden, allerdings nur für zwei von fünf Aufgaben. Die subjektive Bewertung der Probanden machte zudem deutlich, dass die Spracheingabe altersunabhängig sowohl nützlicher als auch einfacher zu nutzen empfunden wird als die Tastatureingabe. Allerdings zeigte sich auch, dass die Nutzungsbereitschaft stark vom Nutzungsumfeld bzw. vom Bekanntheitsgrad mitanwesender Personen abhängig ist, wobei ältere Personen der Nutzung von Spracheingaben in der Öffentlichkeit kritischer gegenüberstehen als Jüngere.

Zur Entwicklung gebrauchstauglicher Smartphone-Applikationen kann neben software-ergonomischen Standards und Richtlinien u. a. auch auf Styleguides und Patterns zurückgegriffen werden. Für Icons, welche gerade auf kleinen Displays eine zentrale Rolle bei der Dialoggestaltung spielen, existieren dagegen keine einheitlichen Standards und anwendungsspezifische Empfehlungen. So weisen heutige Applikationen für gleiche Funktionen verschiedene Gestaltungslösungen auf. Icons können vor allem in Bezug auf unerfahrene, ältere Nutzer zu Nutzungsbarrieren führen, da diese oftmals nicht in der Lage sind, den Bedeutungsinhalt richtig zu interpretieren. Um Erkenntnisse zur altersunabhängigen Gestaltung von Icons im Bereich mobiler Fahrgastinformationssysteme zu generieren, wurden fünf Icon-Sets mit zwei unabhängigen Stichproben (Ma=57,8 Jahre und Mj=26,8 Jahre) evaluiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass für Icons in heutigen Applikationen signifikante Unterschiede in Bezug auf die Erkennungsleistung zwischen älteren und jüngeren Nutzern bestehen. Außerdem konnte gezeigt werden, dass durch den Einbezug von Nutzern in den Icon-Gestaltungsprozess die Erkennungsleistung verbessert, und somit eine effektivere Nutzung ermöglicht werden kann.

Um die Gebrauchstauglichkeit aktuell verfügbarer Design Patterns zur Datums- und Uhrzeiteingabe auf mobilen Endgeräten in Bezug auf Nutzer unterschiedlicher Alterskohorten zu evaluieren, wurde die Effektivität und Effizienz etablierter Design Patterns sowie die subjektive Pattern-Präferenz im Rahmen einer Laborstudie mit zwei unabhängigen Stichproben untersucht. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass alle untersuchten Patterns sowohl von jüngeren als auch von älteren Nutzern effektiv genutzt werden konnten, dass bezogen auf die Effizienz jedoch auch signifikante Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen auftraten. Die subjektive Bewertung zeigt zudem, dass bestimmte Patterns bevorzugt und als einfacher zu nutzen empfunden werden.

Um Nutzern von Touchscreens das gewohnte Gefühl von mechanischen Tasten wiederzugeben, können künstlich erzeugte haptische Rückmeldungen verwendet werden. Damit eine Touchscreen-Oberfläche mit Hilfe von Aktoren angeregt werden kann, müssen diese sowohl dem Eigengewicht des Touchscreens als auch den aufgebrachten Fingerkräften eines Nutzers entgegenwirken. Für letztere wurden typische Werte auf einer stationären Touchscreen-Oberfläche empirisch bestimmt. Die Messung der Fingerkräfte beim mehrmaligen Drücken einer virtuellen Taste lieferte unter 48 Versuchsteilnehmern eine durchschnittliche Finger-kraft von 5,02 N ± 2,56 N und eine maximale Fingerkraft von 12,73 N. Darüber hinaus konnten keine signifikanten Unterschiede der typischen Fingerkräfte in Bezug auf das Alter und das Geschlecht ermittelt werden.

Um Nutzern von Touchscreens das gewohnte Gefühl von mechanischen Tasten wiederzugeben, können künstlich erzeugte haptische Rückmeldungen verwendet werden. Damit eine Touchscreen-Oberfläche mit Hilfe von Aktoren angeregt werden kann, müssen diese sowohl dem Eigengewicht des Touchscreens als auch den aufgebrachten Fingerkräften eines Nutzers entgegenwirken. Für letztere wurden typische Werte auf einer stationären Touchscreen-Oberfläche empirisch bestimmt. Die Messung der Fingerkräfte beim mehrmaligen Drücken einer virtuellen Taste lieferte unter 48 Versuchsteilnehmern eine durchschnittliche Finger-kraft von 5,02 N ± 2,56 N und eine maximale Fingerkraft von 12,73 N. Darüber hinaus konnten keine signifikanten Unterschiede der typischen Fingerkräfte in Bezug auf das Alter und das Geschlecht ermittelt werden.

Touchscreens werden zunehmend in Geräten des Arbeitsalltags eingesetzt, wobei das Gefühl konventioneller Tasten verloren geht. Für die Entwicklung von Gestaltungsempfehlungen einer künstlich generierten haptischen Rückmeldung von Touchscreens wurde die präferierte Kombination von Frequenz und Amplitude einer Vibration als Rückmeldung ermittelt. Mit einem zweistufigen Versuchsdesign wurde zunächst die bevorzugte Frequenz bei konstanter Amplitude und schließlich die präferierte Amplitude bei dieser Frequenz unter 23 Teilnehmern bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich bei der subjektiven Bewertung der Frequenzen die wahrgenommene Intensität und Annehmlichkeit antiproportional zueinander verhalten. Die bevorzugte Amplitude ist abhängig von Alter und Geschlecht der Versuchspersonen.

Touchscreens werden zunehmend in Geräten des Arbeitsalltags eingesetzt, wobei das Gefühl konventioneller Tasten verloren geht. Für die Entwicklung von Gestaltungsempfehlungen einer künstlich generierten haptischen Rückmeldung von Touchscreens wurde die präferierte Kombination von Frequenz und Amplitude einer Vibration als Rückmeldung ermittelt. Mit einem zweistufigen Versuchsdesign wurde zunächst die bevorzugte Frequenz bei konstanter Amplitude und schließlich die präferierte Amplitude bei dieser Frequenz unter 23 Teilnehmern bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich bei der subjektiven Bewertung der Frequenzen die wahrgenommene Intensität und Annehmlichkeit antiproportional zueinander verhalten. Die bevorzugte Amplitude ist abhängig von Alter und Geschlecht der Versuchspersonen.

In the E2V project we participated in the development of an innovative electric two-wheel vehicle for closed, non-urban spaces like parklands. In order to enable usage by handicapped and persons without a driving license, the vehicle was designed to be steered with a sidestick which was placed centrally between the two passenger seats. The active sidestick allowed for haptic feedback, e.g. warning the driver when the road is left. Using an OpenDS-based driving simulator, we experimentally compared four different sidestick configurations to identify a secure, efficient and comfortable steering concept. A longitudinally isometric configuration turned out as most popular, but the actual differences were insignificant.

In the E2V project we participated in the development of an innovative electric two-wheel vehicle for closed, non-urban spaces like parklands. In order to enable usage by handicapped and persons without a driving license, the vehicle was designed to be steered with a sidestick which was placed centrally between the two passenger seats. The active sidestick allowed for haptic feedback, e.g. warning the driver when the road is left. Using an OpenDS-based driving simulator, we experimentally compared four different sidestick configurations to identify a secure, efficient and comfortable steering concept. A longitudinally isometric configuration turned out as most popular, but the actual differences were insignificant.

Touch surfaces with no surface deformations delineating the individual function fields open up new design possibilities in the car interior. However, a haptic feedback signal similar to a mechanical button appears to be necessary for orientation and input acknowledgment. This has been put into practice in a new product by Continental, using active haptics in the form of an electromechanical concept. This article describes the review of this new product's added value, and refutes potential disadvantages regarding its fitness for use compared with traditional solutions. The subjective perception of the active haptic feedback signal is also described. Three different empirical investigations, each with 20 test subjects, were carried out. Our results show that there is significant added value regarding the attractiveness of the new product. The absence of any shortcomings regarding its fitness for use compared with traditional solutions could not be proved conclusively. Nevertheless, interesting connections between the subjective perception of the haptic feedback signal and its intensity were observed.

In einer empirischen Untersuchung mit 26 Probanden wurde die Touch-Interaktion ohne und mit haptischer Rückmeldung auf einem neuen Touch-Display der Firma Continental bei Blindbedienung miteinander verglichen. Die Versuchspersonen bearbeiteten dazu verschiedene Sekundäraufgaben im Fahrsimulator. Insgesamt konnte für alle Funktionselemente ein signifikant positiver Einfluss der haptischen Unterstützung auf die Effektivität, subjektive Beanspruchung und Zufriedenheit bei der Bewältigung der Fahraufgabe mit der Sekundärtätigkeit festgestellt werden. Die Ergebnisse zur Fahrerablenkung und Effizienz zeigten keinen signifikanten Unterschied.

Der "elektronische Brief" bzw. die elektronische Mail (E-Mail) ist seit über 30 Jahren im privaten wie beruflichen Umfeld im Einsatz. Behörden, Steuerbüros, Krankenhäuser, Finanzinstitute und viele weitere Gruppen versenden und empfangen E-Mails, um Informationen auszutauschen. Innerhalb kurzer Zeit findet eine E-Mail ihren Weg vom Sender in Deutschland zum Empfänger in beispielsweise den USA. Wie funktioniert das? Und was hat es mit E-Mail-Verschlüsselung auf sich? Dieser Artikel betrachtet die grundlegende technische Funktionsweise der E-Mail sowie Hintergründe und Funktionsweise der Verschlüsselung mit S/MIME und PGP.

Im Forschungsprojekt Robotair wird zur Steuerung eines Flugroboters ein mobiler Leitstand mit Datenbrille eingesetzt. Mittels der Datenbrille werden wichtige Informationen direkt in das Sichtfeld des Operators eingeblendet. Diese müssen schnell bemerkt werden und gut lesbar sein, dürfen aber nicht ablenken. Mit Hilfe einer Simulation wurde untersucht, wie sich verschiedene Arten von Textdarstellungen auf die Leistung bei der Steuerung des Flugroboters auswirken. Texte in schwarz und rot wurden mit verschiedenen Hintergrundstilen dargestellt. Dabei wurden Fehler bei der Steuerung und die Reaktionszeit auf textuelle Handlungsanweisungen gemessen. Weder bezüglich der Reaktionszeit noch bezüglich der der Fehleranzahl konnten statistisch signifikante Unterschiede festgestellt werden. Auf Basis der Ergebnisse einer Befragung der Versuchspersonen wird eine Gestaltungsempfehlung gegeben.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Evaluation eines prototypischen, kostengünstigen Boden-Luft-Servicerobotersystems für die Detektion und Ortung von Druckluftlecks und Isolationsschäden an Prozessöfen sowie für die Kartierung von Arbeitsumgebungsfaktoren. Dies dient einer nachhaltigen Ressourcen- und Energienutzung und trägt zur Sicherstellung gesunder Arbeitsbedingungen und zur Steigerung der Produktivität bei. Das System besteht aus einem teleoperiert fliegenden und einem teilautonom fahrenden Roboter, die beide mit intelligenten Multisensor-Modulen ausgestattet sind, sowie einem mobilen Leitstand. Dort wird aus den Sensorsignalen ein aussagekräftiges Lagebild erstellt und visualisiert. Ein Überblick über das System wird abgerundet von ersten Erprobungsergebnissen.

Im Frühjahr 2014 fand der erste Pilotdurchlauf der TAAndem-Weiterbildung statt, die derzeit im Rahmen des gleichnamigen und vom BMBF geförderten Projektes "TAAndem - AAL-Weiterbildung im Tandem" entwickelt wird. Ziel des Projektes ist, Personen aus unterschiedlichen Berufsbereichen (hier Personen aus technischen und Personen aus sozialen Berufen), die zukünftig beruflich mit Ambient Assisted Living (AAL) arbeiten werden, durch die Weiterbildung zusammenzubringen, so dass diese beiden Berufsgruppen von und miteinander zum Thema lernen können. Im Projekt wird das sog. Tandemlernen, welches aus dem Fremdsprachenlernen bekannt ist, adaptiert, da davon auszugehen ist, dass beide Berufsgruppen von ihrem bisher (im Beruf) erworbenen Wissen profitieren können. Für die Realisierung der Weiterbildung wird ein Blended-Learning-Ansatz verfolgt, bei dem Präsenzlehre durch ein E-Learning-Angebot zum Selbstlernen ergänzt wird. Die Ergebnisse des ersten Durchlaufs werden in diesem Artikel vorgestellt.

In diesem Dokument werden die Ergebnisse und Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt "AAL-Weiterbildung im Tandem (TAAndem)" vorgestellt. Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde eine gemeinsame berufliche Weiterbildungsmaßnahme in Form von Blended Learning für Personen sowohl aus pflegerischen bzw. sozialen Berufen als auch aus handwerklichen bzw. technischen Berufen konzipiert und erprobt. Es konnte gezeigt werden, dass der aus dem Sprachenlernen bekannte Tandemlernansatz im Kontext von Ambient Assisted Living (AAL) auf unterschiedliche Berufsgruppen übertragen werden kann. Es hat sich gezeigt, dass ein gemeinsames Lernen und die gegenseitige Vernetzung beider Berufsgruppen für die Erschließung des Themas AAL und die Entwicklung von Beratungskompetenz in diesem Themenfeld sehr hilfreich und nützlich sind. Zur Förderung des gemeinsamen Lernens sind verschiedene Konzepte und Materialien entwickelt worden. Dies geschah sowohl für eine Präsenzphase (Vorträge und Übungen für das Lernen im Tandem), als auch für eine Selbstlernphase (E-Learning). So ist für die Selbstlernphase u. a. ein browserbasiertes Lernspiel mit praxisnahen Fallbeispielen und entsprechenden Inhalten entwickelt worden. Zunächst wurden mit möglichen Teilnehmern der TAAndem-Weiterbildung eine Anforderungserhebung durchgeführt und entsprechende Weiterbildungsinhalte entwickelt. Um die einzelnen Konzeptteile der Weiterbildung zu erproben, wurden diese anschließend mit Personen aus der Zielgruppe getestet (u. a. in Form eines AAL-Schnuppertages) und dann anhand der Ergebnisse weiterentwickelt. Zur Evaluation der gesamten Weiterbildung wurde Anfang 2014 ein Pilotdurchlauf mit 18 Teilnehmer(inne)n aus sozialen und technischen Berufen durchgeführt und wissenschaftlich analysiert, u. a. auf Basis verschiedener Teilnehmerbefragungen. Insgesamt konnte der Erfolg des TAAndem-Weiterbildungsansatzes durch die Evaluationsergebnisse nachgewiesen werden. Hinsichtlich einzelner Teilaspekte, z. B. bezogen auf das E-Learning, bestand allerdings noch Überarbeitungsbedarf im Hinblick auf nachfolgende Weiterbildungstermine. Durch das Projekt war es möglich, wichtige grundlegende Hinweise auf die Ausgestaltung von beruflichen Qualifikationsmaßnahmen im Themenfeld AAL zu erlangen, um einen Beitrag zu leisten, langfristig die Akzeptanz von AAL bei den Endnutzern und Berufspraktikern zu steigern. Die Projektergebnisse können für weiterführende Forschungsarbeiten in diesem Themenfeld genutzt werden.

Um ein höheres Alter von Arbeitspersonen bei der Arbeitsgestaltung prospektiv zu berücksichtigen, werden bspw. Alterssimulationsanzüge entwickelt. Diese schränken u. a. Mobilität und Beweglichkeit ein. Aktuell sind verschiedene Anzüge auf dem Markt verfügbar. Offen ist häufig, ob diese tatsächlich alterstypisch einschränken. Am Beispiel eines Alterssimulationsanzuges mit flexiblen Gurten werden zwei Testverfahren angewendet. Die Ergebnisse von zwei geriatrischen Tests zeigen, dass die Messgrößen sich beim Tragen des Anzuges signikant verschlechtern. Auch die Ganganalyse eines Probanden legt nahe, dass der Anzug alterstypisch einschränkt, was anhand der Schrittlänge und einem weniger dynamischen Bewegungsverlauf sichtbar ist.

Im Frühjahr 2014 fand der erste Pilotdurchlauf der TAAndem-Weiterbildung statt, die derzeit im Rahmen des gleichnamigen und vom BMBF geförderten Projektes „TAAndem - AAL-Weiterbildung im Tandem“ entwickelt wird. Ziel des Projektes ist, Personen aus unterschiedlichen Berufsbereichen (hier Personen aus technischen und Personen aus sozialen Berufen), die zukünftig beruflich mit Ambient Assisted Living (AAL) arbeiten werden, durch die Weiterbildung zusammenzubringen, so dass diese beiden Berufsgruppen von und miteinander zum Thema lernen können. Im Projekt wird das sog. Tandemlernen, welches aus dem Fremdsprachenlernen bekannt ist, adaptiert, da davon auszugehen ist, dass beide Berufsgruppen von ihrem bisher (im Beruf) erworbenen Wissen profitieren können. Für die Realisierung der Weiterbildung wird ein Blended-Learning-Ansatz verfolgt, bei dem Präsenzlehre durch ein E-Learning-Angebot zum Selbstlernen ergänzt wird. Die Ergebnisse des ersten Durchlaufs werden in diesem Artikel vorgestellt.

Um ein höheres Alter von Arbeitspersonen bei der Arbeitsgestaltung prospektiv zu berücksichtigen, werden bspw. Alterssimulationsanzüge entwickelt. Diese schränken u. a. Mobilität und Beweglichkeit ein. Aktuell sind verschiedene Anzüge auf dem Markt verfügbar. Offen ist häufig, ob diese tatsächlich alterstypisch einschränken. Am Beispiel eines Alterssimulationsanzuges mit flexiblen Gurten werden zwei Testverfahren angewendet. Die Ergebnisse von zwei geriatrischen Tests zeigen, dass die Messgrößen sich beim Tragen des Anzuges signifikant verschlechtern. Auch die Ganganalyse eines Probanden legt nahe, dass der Anzug alterstypisch einschränkt, was anhand der Schrittlänge und einem weniger dynamischen Bewegungsverlauf sichtbar ist.

Dieser Beitrag beschreibt Ergebnisse aus dem nutzerzentrierten und iterativen Entwicklungsprozess einer mobilen Applikation, zur Unterstützung von Freizeitmobilität. Es werden die dabei identifizierten Konflikte vorgestellt, die aus der Verknüpfung von mobilitäts- sowie freizeitbezogenen Anforderungen seitens der Nutzer, den Eigenschaften der Zielgruppe mit einem hohen Anteil an älteren Personen sowie der Charakteristik des mobilen Nutzungskontexts resultieren. Auch werden auf Basis der Untersuchungen potentielle Lösungsansätze formuliert.

Im Projekt "TAAndem - AAL-Weiterbildung im Tandem" wurde unter anderem ein E-Learning-Angebot auf Basis der Software-Umgebung Moodle entwickelt. Damit haben Teilnehmende einer Weiterbildung die Möglichkeit, sich Unterlagen zu den während der Präsenztage behandelten Themeneinheiten herunterzuladen und sich über ein Forum auszutauschen. Ein Lernspiel ist ebenfalls Bestandteil der Plattform: Hier werden die Teilnehmenden als Spieler aufgefordert, ältere Menschen über Ambient Assisted Living (AAL) in Form von Fallbeispielen zu beraten. Die Weiterbildung wurde im Frühjahr 2014 in Form eines Pilotdurchlaufs zum ersten Mal mit 18 Teilnehmenden durchgeführt. Beobachtungen, persönliches Feedback und Fragebogenerhebungen haben ergeben, dass das E-Learning-Angebot nur gelegentlich genutzt wurde und Verbesserungspotential aufweist. Unter Berücksichtigung von Spielemechaniken, die - bei richtiger Anwendung - eine stärkere Bindung zum E-Learning-Angebot herstellen, wurde die Lernplattform überarbeitet. Hierzu wurden die Motivatoren der Teilnehmenden zunächst analysiert und anschließend Spielertypen zugeordnet. In diesem Beitrag wird das überarbeitete E-Learning-Angebot vorgestellt, das neben den Spielmechaniken nutzergerecht angepasst wurde.

Im Projekt „TAAndem – AAL-Weiterbildung im Tandem“ wurde unter anderem ein E-Learning-Angebot auf Basis der Software-Umgebung Moodle entwickelt. Damit haben Teilnehmende einer Weiterbildung die Möglichkeit, sich Unterlagen zu den während der Präsenztage behandelten Themeneinheiten herunterzuladen und sich über ein Forum auszutauschen. Ein Lernspiel ist ebenfalls Bestandteil der Plattform: Hier werden die Teilnehmenden als Spieler aufgefordert, ältere Menschen über Ambient Assisted Living (AAL) in Form von Fallbeispielen zu beraten. Die Weiterbildung wurde im Frühjahr 2014 in Form eines Pilotdurchlaufs zum ersten Mal mit 18 Teilnehmenden durchgeführt. Beobachtungen, persönliches Feedback und Fragebogenerhebungen haben ergeben, dass das E-Learning-Angebot nur gelegentlich genutzt wurde und Verbesserungspotential aufweist. Unter Berücksichtigung von Spielemechaniken, die – bei richtiger Anwendung – eine stärkere Bindung zum E-Learning-Angebot herstellen, wurde die Lernplattform überarbeitet. Hierzu wurden die Motivatoren der Teilnehmenden zunächst analysiert und anschließend Spielertypen zugeordnet. In diesem Beitrag wird das überarbeitete E-Learning-Angebot vorgestellt, das neben den Spielmechaniken nutzergerecht angepasst wurde.

Um Nutzungsbarrieren bei der Smartphone-basierten multi-modalen Mobilitätsassistenz in Bezug auf Nutzer unterschiedlicher Technikgenerationen zu identifizieren, wurden die Aspekte Gebrauchs-tauglichkeit und Akzeptanz im Rahmen einer Laborstudie mit zwei Alters-kohorten evaluiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die unter-suchte Applikation "Moovel" von beiden Alterskohorten eine hohe Akzeptanz und subjektiv empfundene Gebrauchstauglichkeit erfährt. Objektiv konnten jedoch, in Bezug auf Effektivität und Effizienz, auch signifikante Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen festgestellt werden, welche Nutzungsbarrieren und somit Gestaltungspotentiale für die Weiterentwicklung multimodaler Mobilitätsapplikationen aufzeigen.

Um Nutzungsbarrieren bei der Smartphone-basierten multi-modalen Mobilitätsassistenz in Bezug auf Nutzer unterschiedlicher Technikgenerationen zu identifizieren, wurden die Aspekte Gebrauchs-tauglichkeit und Akzeptanz im Rahmen einer Laborstudie mit zwei Alters-kohorten evaluiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die unter-suchte Applikation „Moovel“ von beiden Alterskohorten eine hohe Akzeptanz und subjektiv empfundene Gebrauchstauglichkeit erfährt. Objektiv konnten jedoch, in Bezug auf Effektivität und Effizienz, auch signifikante Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen festgestellt werden, welche Nutzungsbarrieren und somit Gestaltungspotentiale für die Weiterentwicklung multimodaler Mobilitätsapplikationen aufzeigen.

Welche Möglichkeiten werden Visualisierungstechnologien eröffnen, bei denen Informationen nicht von einem separaten Display, sondern im direkten Kontext mit der realen Umgebung und mit dieser verbunden wahrgenommen werden können? Der Vortrag beschreibt Prognosen für die technische Entwicklung im Bereich Augmented Reality und beleuchtet, welche Konsequenzen dies für den Alltag in der digitalen, vernetzten Gesellschaft haben könnte und welche Forschungsfragen im Bezug auf die Mensch-Technik-Interaktion daraus abgeleitet werden können.

Der Vortrag widmet sich der systematisch-ingenieurmäßigen Entwicklung gebrauchstauglicher, d. h. effektiv, effizient und zufriedenstellend benutzbarer Produkte, sowie der Gestaltung effizienter und ergonomischer Arbeitsplätze. Dazu werden Technologien und Methoden vorgestellt, mit denen diese Qualitätseigenschaften zielgerichtet verfolgt und überprüft werden können, und anhand von Beispielen aus verschiedenen Projekten illustriert.

Touchscreens werden zunehmend in alltäglichen Geräten eingesetzt, wobei das Gefühl konventioneller Tasten verloren geht. Eine künstlich generierte haptische Rückmeldung kann nur während der Zeit vermittelt werden, in der ein Finger auf der Touchscreen-Oberfläche verweilt. Mit Hilfe von 53 Versuchsteilnehmern und über 5600 einzelnen Button-Klicks wurde die Berührungsdauer für unterschiedliche Einflussfaktoren von stationären Touchscreens (Neigung, Buttongröße sowie Nutzerposition) ermittelt. Die Ergebnisse zeigen eine durchschnittliche Berührungsdauer von 169 ms sowie eine minimale Berührungsdauer von 80 ms auf einer Touchscreen-Oberfläche. Die Berührungsdauer ist sowohl von der Neigung eines Touchscreens als auch von der Buttongröße abhängig und liefert Erkenntnisse für die Gestaltung einer wahrnehmbaren haptischen Rückmeldung von stationären Touchscreens.

Touchscreens werden zunehmend in alltäglichen Geräten eingesetzt, wobei das Gefühl konventioneller Tasten verloren geht. Eine künstlich generierte haptische Rückmeldung kann nur während der Zeit vermittelt werden, in der ein Finger auf der Touchscreen-Oberfläche verweilt. Mit Hilfe von 53 Versuchsteilnehmern und über 5600 einzelnen Button-Klicks wurde die Berührungsdauer für unterschiedliche Einflussfaktoren von stationären Touchscreens (Neigung, Buttongröße sowie Nutzerposition) ermittelt. Die Ergebnisse zeigen eine durchschnittliche Berührungsdauer von 169 ms sowie eine minimale Berührungsdauer von 80 ms auf einer Touchscreen-Oberfläche. Die Berührungsdauer ist sowohl von der Neigung eines Touchscreens als auch von der Buttongröße abhängig und liefert Erkenntnisse für die Gestaltung einer wahrnehmbaren haptischen Rückmeldung von stationären Touchscreens.

Der Beitrag befasst sich mit Konzepten des Freizeitverkehrs in der Region Nordhessen. Infolge der hohen Orientierung nordhessischer Besucher am MIV für An- und Abreise sowie Mobilität vor Ort sind Besucherverkehre bisher wenig umweltverträglich. Integrierte Angebote, die Mobilität, Tourismus sowie den gesamten Prozess des Verkehrsverhaltens berücksichtigen, können wesentlicher Bestandteil einer klimaneutralen nicht-alltäglichen Freizeitmobilität sein. Der Beitrag zeigt die Chancen im Freizeitverkehr auf.

Hintergrund / Zielsetzung: Berührungsempfindliche Bildschirme (Touchscreens) werden nicht mehr ausschließlich in mobilen Endgeräten wie Smartphones eingesetzt, sondern zunehmend auch in Geräten des Arbeitsalltags wie z. B. an Kassenterminals oder in Industrieanlagen. Allerdings fehlt die über den Tastsinn vermittelte haptische Rückmeldung und das gewohnte Gefühl von mechanischen Tasten geht verloren. Die Bedienung an einer glatten Oberfläche ist schwieriger, was sich u. a. in geringeren Eingabegeschwindigkeiten sowie einer höheren Fehlerrate äußert. Im Projekt InterHapt werden Möglichkeiten untersucht, eine künstlich generierte haptische Rückmeldung bei Touchscreens so zu gestalten, dass sie an die menschliche Wahrnehmungsfähigkeit angepasst ist und gleichzeitig hilft, die o. g. Einschränkungen zu kompensieren. Ziel dieses Beitrags ist es, die minimale Amplitude, die auf einer ebenen Fläche noch als wahrnehmbarer Stimulus erkannt wird, in Abhängigkeit verschiedener Frequenzen experimentell zu bestimmen. Diese Werte liefern Erkenntnisse zur optimalen Gestaltung einer haptischen Rückmeldung. Methode: Zehn Probanden (7 m, 3 w) im Alter von 25,5 ± 2,6 Jahren nahmen an der Studie teil. Mit Hilfe eines Körperschallwandlers wurden in randomisierter Reihenfolge sechs unterschiedliche Frequenzen auf eine ebene Plexiglasplatte appliziert, auf der sowohl der linke als auch der rechte Zeigefinger des Probanden nacheinander positioniert wurde. Die minimal wahrnehmbare Amplitude jeder Frequenz wurde mittels Herstellungsmethode durch jeweils eine Aufwärts- und eine Abwärtsmessung ermittelt. Insgesamt wurden demnach 240 Einzelmessungen in die Auswertung einbezogen. Ergebnisse: Das Ergebnis dieser Studie zeigt, dass unter diesen Bedingungen die Absolutschwelle bei 100 Hz am niedrigsten und somit die Wahrnehmung am intensivsten war. Stimuli wurden bereits ab einer Amplitude von 1,77 μm wahrgenommen, wohingegen bei den anderen Frequenzen höhere Amplituden (50 Hz: 4,27 μm; 250 Hz: 3,93 μm; 500 Hz: 5,11 μm; 750 Hz: 5,35 μm; 1000 Hz: 7,68 μm) nötig waren, um eine fühlbare Wahrnehmung zu erzeugen. Diskussion / Schlussfolgerungen: Mögliche Einflüsse von Geschlecht, Alter und Breite des Zeigefingers werden bis zum Symposium geprüft. In weiteren Untersuchungen muss nun ermittelt werden, ob diese unter Laborbedingungen ermittelten Ergebnisse in anwendungsbezogenen Kontexten bestätigt werden können

Touchscreens werden zunehmend in alltäglichen Geräten eingesetzt, wobei das Gefühl konventioneller Tasten verloren geht. Für die Entwicklung von Gestaltungsempfehlungen einer haptischen Rückmeldung von Touchscreens wurde mittels Online-Umfrage eine Analyse des Nutzungsverhaltens bezüglich mobiler Endgeräte von 325 Teilnehmern durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass haptische Rückmeldung zwar bekannt ist, aber nicht als wichtig empfunden und daher meist deaktiviert wird. Bei der Interaktion mit mobilen Endgeräten werden vornehmlich die Daumen und Zeigefinger genutzt, wobei jüngere Nutzer überwiegend beide Daumen und ältere Nutzer den Zeigefinger zur Interaktion einsetzen.

Hintergrund / Zielsetzung: Berührungsempfindliche Bildschirme (Touchscreens) werden nicht mehr ausschließlich in mobilen Endgeräten wie Smartphones eingesetzt, sondern zunehmend auch in Geräten des Arbeitsalltags wie z. B. an Kassenterminals oder in Industrieanlagen. Allerdings fehlt die über den Tastsinn vermittelte haptische Rückmeldung und das gewohnte Gefühl von mechanischen Tasten geht verloren. Die Bedienung an einer glatten Oberfläche ist schwieriger, was sich u.~a. in geringeren Eingabegeschwindigkeiten sowie einer höheren Fehlerrate äußert. Im Projekt InterHapt werden Möglichkeiten untersucht, eine künstlich generierte haptische Rückmeldung bei Touchscreens so zu gestalten, dass sie an die menschliche Wahrnehmungsfähigkeit angepasst ist und gleichzeitig hilft, die o.~g. Einschränkungen zu kompensieren. Ziel dieses Beitrags ist es, die minimale Amplitude, die auf einer ebenen Fläche noch als wahrnehmbarer Stimulus erkannt wird, in Abhängigkeit verschiedener Frequenzen experimentell zu bestimmen. Diese Werte liefern Erkenntnisse zur optimalen Gestaltung einer haptischen Rückmeldung. Methode: Zehn Probanden (7 m, 3 w) im Alter von 25,5~±~2,6~Jahren nahmen an der Studie teil. Mit Hilfe eines Körperschallwandlers wurden in randomisierter Reihenfolge sechs unterschiedliche Frequenzen auf eine ebene Plexiglasplatte appliziert, auf der sowohl der linke als auch der rechte Zeigefinger des Probanden nacheinander positioniert wurde. Die minimal wahrnehmbare Amplitude jeder Frequenz wurde mittels Herstellungsmethode durch jeweils eine Aufwärts- und eine Abwärtsmessung ermittelt. Insgesamt wurden demnach 240 Einzelmessungen in die Auswertung einbezogen. Ergebnisse: Das Ergebnis dieser Studie zeigt, dass unter diesen Bedingungen die Absolutschwelle bei 100~Hz am niedrigsten und somit die Wahrnehmung am intensivsten war. Stimuli wurden bereits ab einer Amplitude von 1,77~μm wahrgenommen, wohingegen bei den anderen Frequenzen höhere Amplituden (50~Hz: 4,27~μm; 250~Hz: 3,93~μm; 500~Hz: 5,11~μm; 750~Hz: 5,35~μm; 1000~Hz: 7,68~μm) nötig waren, um eine fühlbare Wahrnehmung zu erzeugen. Diskussion / Schlussfolgerungen: Mögliche Einflüsse von Geschlecht, Alter und Breite des Zeigefingers werden bis zum Symposium geprüft. In weiteren Untersuchungen muss nun ermittelt werden, ob diese unter Laborbedingungen ermittelten Ergebnisse in anwendungsbezogenen Kontexten bestätigt werden können.

Touchscreens werden zunehmend in alltäglichen Geräten eingesetzt, wobei das Gefühl konventioneller Tasten verloren geht. Für die Entwicklung von Gestaltungsempfehlungen einer haptischen Rückmeldung von Touchscreens wurde mittels Online-Umfrage eine Analyse des Nutzungsverhaltens bezüglich mobiler Endgeräte von 325 Teilnehmern durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass haptische Rückmeldung zwar bekannt ist, aber nicht als wichtig empfunden und daher meist deaktiviert wird. Bei der Interaktion mit mobilen Endgeräten werden vornehmlich die Daumen und Zeigefinger genutzt, wobei jüngere Nutzer überwiegend beide Daumen und ältere Nutzer den Zeigefinger zur Interaktion einsetzen.

Das neuartige Elektrofahrzeug "E2V" soll von älteren und in ihrer Mobilität eingeschränkten Menschen ohne Führerschein verwendet werden können. Über ein integriertes Informationssystem sollen Nutzer ohne Computerkenntnisse u. a. touristische Informationen abrufen und Fahrrouten planen können. Dieser Beitrag beschreibt die systematische Auswahl, Kombination und Verwendung geeigneter Methoden zur nutzerorientierten Evaluation dieses Informationssystems. So wurden verschiedene leichtgewichtige Evaluationsmethoden eingesetzt und Nutzertests in einem Fahrsimulator durchgeführt, um Probleme bzgl. der Benutzbarkeit zu identifizieren. Die Ergebnisse reflektieren insbesondere spezielle Bedürfnisse der Nutzergruppe älterer Personen ohne Computererfahrung.

Im Projekt E2V wurde ein neuartiges, zweirädriges Elektrofahrzeug für abgeschlossene, nicht urbane Räume wie den Kasseler Bergpark Wilhelmshöhe entwickelt. Die Steuerung des Fahrzeuges erfolgt über einen zentral zwischen beiden Sitzplätzen angebrachten Side Stick, sodass auch Personen ohne Führerschein oder mit körperlichen Einschränkungen das Fahrzeug nutzen können. Der verwendete aktive Side Stick ermöglicht, den Fahrer durch haptische Signale z. B. auf das Abkommen vom Weg hinzuweisen und das Übertragungsverhalten per Software zu konfigurieren. Um ein sicheres, effizientes und komfortables Steuerungskonzept für das E2V zu bestimmen, wurden verschiedene Konfigurationen des aktiven Side Sticks definiert und in einem OpenDS-basierten Fahrsimulator getestet. Signifikante objektive Unterschiede wurden nicht festgestellt, aber eine subjektive Präferenz für ein auf der Längsachse isometrisches und auf der Querachse isotonisches Steuerungskonzept.

Das neuartige Elektrofahrzeug „E2V“ soll von älteren und in ihrer Mobilität eingeschränkten Menschen ohne Führerschein verwendet werden können. Über ein integriertes Informationssystem sollen Nutzer ohne Computerkenntnisse u. a. touristische Informationen abrufen und Fahrrouten planen können. Dieser Beitrag beschreibt die systematische Auswahl, Kombination und Verwendung geeigneter Methoden zur nutzerorientierten Evaluation dieses Informationssystems. So wurden verschiedene leichtgewichtige Evaluationsmethoden eingesetzt und Nutzertests in einem Fahrsimulator durchgeführt, um Probleme bzgl. der Benutzbarkeit zu identifizieren. Die Ergebnisse reflektieren insbesondere spezielle Bedürfnisse der Nutzergruppe älterer Personen ohne Computererfahrung.

Im Projekt E2V wurde ein neuartiges, zweirädriges Elektrofahrzeug für abgeschlossene, nicht urbane Räume wie den Kasseler Bergpark Wilhelmshöhe entwickelt. Die Steuerung des Fahrzeuges erfolgt über einen zentral zwischen beiden Sitzplätzen angebrachten Side Stick, sodass auch Personen ohne Führerschein oder mit körperlichen Einschränkungen das Fahrzeug nutzen können. Der verwendete aktive Side Stick ermöglicht, den Fahrer durch haptische Signale z. B. auf das Abkommen vom Weg hinzuweisen und das Übertragungsverhalten per Software zu konfigurieren. Um ein sicheres, effizientes und komfortables Steuerungskonzept für das E2V zu bestimmen, wurden verschiedene Konfigurationen des aktiven Side Sticks definiert und in einem OpenDS-basierten Fahrsimulator getestet. Signifikante objektive Unterschiede wurden nicht festgestellt, aber eine subjektive Präferenz für ein auf der Längsachse isometrisches und auf der Querachse isotonisches Steuerungskonzept.

Für einen mobilen Leitstand eines Servicerobotiksystems wurde ein digitaler Prototyp der zugehörigen Benutzungsschnittstelle erstellt. Dieser wurde einer Evaluation in Form eines Usability Walkthrough unterzogen. 15 Teilnehmer führten typische Aufgaben durch, während sie ihre Gedanken laut äußerten. Dabei wurden Verbesserungspotentiale der vorgesehenen Funktionalitäten und der graphischen Darstellung ermittelt und dokumentiert. Diese dienten anschließend zur Überarbeitung des Konzepts und der Gestaltung der prototypischen Benutzungsschnittstelle. Es werden sowohl die Evaluation und ihre Ergebnisse als auch die daraus abgeleitete angepasste Gestaltungslösung präsentiert.

Für einen mobilen Leitstand eines Servicerobotiksystems wurde ein digitaler Prototyp der zugehörigen Benutzungsschnittstelle erstellt. Dieser wurde einer Evaluation in Form eines Usability Walkthrough unterzogen. 15 Teilnehmer führten typische Aufgaben durch, während sie ihre Gedanken laut äußerten. Dabei wurden Verbesserungspotentiale der vorgesehenen Funktionalitäten und der graphischen Darstellung ermittelt und dokumentiert. Diese dienten anschließend zur Überarbeitung des Konzepts und der Gestaltung der prototypischen Benutzungsschnittstelle. Es werden sowohl die Evaluation und ihre Ergebnisse als auch die daraus abgeleitete angepasste Gestaltungslösung präsentiert.

Ubiquitous applications are complex systems, and need to be evaluated with respect to their social compatibility in an encompassing and interdisciplinary approach. Interdisciplinary work bears the challenge of maintaining the strengths and specialities of each discipline while yielding consistent results at the same time. Also, the evaluation should be well-matched with other activities in the process of development. The presented system evaluation is designed to fulfill these goals as part of the VENUS Development Method . The system evaluation brings a development circle to a conclusion, and generates consistent results that facilitate decisions for next steps. The evaluation also yields suggestions for possible, further improvements. System evaluation unites four disciplines: usability engineering , trust engineering , legal compatible technology design , and security analysis . This chapter describes the starting points of each discipline, and derives an interdisciplinary approach which encompasses a concerted operating plan as well as contentual interdisciplinary cooperation. The system evaluation provides joint solutions for empirical work, but also leaves room for disciplinary analyses.

The acceptance of ubiquitous systems differs between individuals. This chapter presents research results on this topic in the form of a user model that systematically describes the influence of personality factors on the acceptance of Ubiquitous Computing (UC). In addition to the traditional factors of acceptance, trust and the perceived legal certainty are considered in the model. The result connects user characteristics with the determinants of the acceptance for UC. The findings are based on surveys conducted with the application Meet-U . Potentialities for using the results to design acceptable applications are derived.

Für viele abgeschlossene Gebiete wie z. B. urbane Kerne, verkehrsfreie Wohnviertel, Park- und Kulturlandschaften verbietet sich aufgrund der räumlichen Gegebenheiten, von Umweltaspekten, Tourismus oder anderen Gründen die Verwendung von regulären Straßenfahrzeugen. Andererseits besteht die Notwendigkeit, ohne Veränderung der Infrastruktur gerade für ältere oder behinderte Menschen diese Gebiete zu erschließen und dabei Informationen zum Umfeld sowie Fahrerassistenz bereit zu stellen. Im E2V-Projekt wurde daher das Gesamtziel verfolgt, ein kompaktes, wendiges, leichtes und teilautonomes elektrisches Fahrzeug mit interaktiver, kontextorientierter Mensch-Maschine-Schnittstelle und entsprechendem Nutzerkonzept für einen derartigen Anwendungskontext zu entwickeln. Ziel des Teilvorhabens Mensch-Maschine-Interaktion war es, die Schnittstellen zwischen den betroffenen Menschen und dem Fahrzeug zu behandeln, einschließlich der Gestaltung des Innenraums, der Bedienelemente für die Fahrzeugsteuerung sowie der Administration und Darstellung der Inhalte der Informations- und Navigationssysteme, um die Gebrauchstauglichkeit und Akzeptanz des Systems sicherzustellen. Zu diesem Zweck konnte auf ein umfangreiches Repertoire bestehender Erkenntnisse, Methoden und Werkzeuge zur benutzerorientierten Gestaltung zurückgegriffen werden, die den Projektcharakteristiken entsprechend ausgewählt und eingesetzt wurden. Dazu gehörte eine Anforderungsdefinition auf Basis von Analysen des Nutzungskontexts (Nutzer, Aufgaben und Umgebung), softwaregestützten anthropometrischen Analysen (Reichweiten, Platzbedarf, Blickwinkel etc.) und systematischer Recherchen existierender Konzepte. Unter Berücksichtigung der besonderen Eigenschaften und Bedürfnisse der Zielgruppe älterer und körperlich eingeschränkter Menschen, die darüber hinaus nicht über eine Fahrerlaubnis verfügen müssen, wurde entschieden, dass für die Fahrzeugsteuerung ein Side Stick und für die Ein- und Ausgabe des Informationssystems ein Touchscreen sowie Lautsprecher zur Audioausgabe einzusetzen sind. Anhand dieser Erkenntnisse wurden geeignete Komponenten zur Fahrzeugsteuerung identifiziert und prototypische Entwürfe der Benutzungsschnittstellen der Informations- und Navigationssysteme entwickelt. Letztere wurden zunächst mittels auf den Anwendungskontext angepasster, leichtgewichtiger Evaluationsmethoden iterativ optimiert und anschließend durch einen Unterauftragnehmer prototypisch implementiert. Abschließend wurde eine Evaluation der Informations- und Navigationssysteme im Rahmen von Nutzertests mit einem speziell zu diesem Zweck aufgebauten Fahrsimulator durchgeführt, der wie das eigentliche E2V mit einem einhändig bedienbaren Side Stick gesteuert werden konnte. Die Evaluationsergebnisse spiegelten einige sehr spezielle Bedürfnisse und Anforderungen der primären Zielgruppe wider, zumal bestimmte Benutzungsprobleme exklusiv bei den ältesten Testteilnehmern aufgetreten sind. Als Gründe hierfür sind u. a. fehlende Erfahrung bei der Computernutzung sowie verringerte Sinneswahrnehmung anzunehmen. Bei einer ergänzenden Untersuchung unterschiedlicher Steuerungskonzepte für den aktiven Side Stick wurde eine tendenzielle subjektive Präferenz der Testteilnehmer für eine auf der Längsachse isometrische und auf der Querachse vergleichsweise schwergängige Konfiguration ermittelt. Darüber hinaus gab es objektive Hinweise darauf, dass dieses Steuerungskonzept vergleichsweise gut mit einem für das E2V vorgesehenen Assistenzsystem harmoniert, das den Fahrer beim Abkommen vom Weg durch Vibration des Side Sticks warnt. Das Assistenzsystem selbst wurde von den Testpersonen durchweg als hilfreich bewertet

By using various data inputs, ubiquitous computing systems detect their current usage context, automatically adapt their services to the user’s situational needs and interact with other services or resources in their environment on an ad-hoc basis. Designing such self-adaptive, context-aware knowledge processing systems is, in itself, a formidable challenge. This book presents core findings from the VENUS project at the Interdisciplinary Research Center for Information System Design (ITeG) at Kassel University, where researchers from different fields, such as computer science, information systems, human-computer interaction and law, together seek to find general principles and guidelines for the design of socially aware ubiquitous computing systems. To this end, system usability, user trust in the technology and adherence to privacy laws and regulations were treated as particularly important criteria in the context of socio-technical system design. During the project, a comprehensive blueprint for systematic, interdisciplinary software development was developed, covering the particular functional and non-functional design aspects of ubiquitous computing at the interface between technology and human beings. The organization of the book reflects the structure of the VENUS work program. After an introductory part I, part II provides the groundwork for VENUS by presenting foundational results from all four disciplines involved. Subsequently, part III focuses on methodological research funneling the development activities into a common framework. Part IV then covers the design of the demonstrators that were built in order to develop and evaluate the VENUS method. Finally, part V is dedicated to the evaluation phase to assess the user acceptance of the new approach and applications. The presented findings are especially important for researchers in computer science, information systems, and human-computer interaction, but also for everyone working on the acceptance of new technologies in society in general.

Future computing systems must adjust to the user’s situations, habits, and intentions. Self-adaptive applications autonomously adapt to changing contexts without asking the user. However, the self-adaptive behaviour lacks of success if it does not correspond to the user’s personal interaction habits and intentions, particularly for complex scenarios with a high degree of user interaction. Concerning the interaction design, such adaptations can be irritating and distracting for the user if they do not match the current situation. In this article we provide a solution how to integrate the user in the self-adaptation feedback loop. The user will be able to influence the adaptation behaviour at run-time and in the long term by setting individual preferences. Consequently, we achieve a harmonisation between full application autonomy and user control. We implemented our generic concepts by extending an existing self-adaptation middleware with capabilities to respect the user’s application focus and interaction behaviour. A notification-based solution for user participation has been evaluated in a substantial user study with 62 participants. Although participants perceived much better control with our solution, the study made clear that notification design is specific for each adaptation type.

Nine project partners developed the prototype of an autonomous mobile robot for detecting gas leaks in extensive industrial plants within the context of the "AUTONOMIK" programme of the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy. The system's autonomous mobility was put into practice using various sensors for auto-localisation and navigation. In addition, it includes an option to intervene manually in the process using teleoperation. Equipped with video and remote gas detection technology, the robot can carry out inspections in industrial plants without having to enter possible hazard areas and without any person present on site. The robot can be used for routine inspection of plants or systematic examination of specific parts of the plant. Using remote metrology technology, it is also possible to inspect parts of the plant that are difficult to inspect using traditional measuring instruments due to limited accessibility.

Der Beitrag beschreibt das Forschungsprojekt Robotair, dessen Ziel die Entwicklung und Evaluation eines prototypischen, kostengünstigen Boden-Luft-Servicerobotersystems ist. Das System wird für die Detektion und Ortung von Druckluftleckagen zwecks nachhaltiger Ressourcen- und Energienutzung sowie für die Erfassung von Arbeitsumgebungsfaktoren zur Sicherstellung gesunder Arbeitsbedingungen verwendet. 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. Insbesondere wird die Mensch-Roboter-Interaktion zur Planung, Überwachung und Dokumentation der Inspektionsaufgaben sowie die Teleoperation des Flugroboters durch einen menschlichen Operator vorgestellt. Die Teleoperation soll menschliche Fähigkeiten synergetisch in das System integrieren und wird eingesetzt, falls der Mensch in der Lage ist, bei der Bearbeitung einer Aufgabe bessere Ergebnisse zu erzielen. Zur Unterstützung der Teleoperation wird u. a. eine Datenbrille eingesetzt, die relevante Daten in einer Augmented-Reality-Umgebung visualisiert

Der Beitrag beschreibt das Forschungsprojekt Robotair, dessen Ziel die Entwicklung und Evaluation eines prototypischen, kostengünstigen Boden-Luft-Servicerobotersystems ist. Das System wird für die Detektion und Ortung von Druckluftleckagen zwecks nachhaltiger Ressourcen- und Energienutzung sowie für die Erfassung von Arbeitsumgebungsfaktoren zur Sicherstellung gesunder Arbeitsbedingungen verwendet. 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. Insbesondere wird die Mensch-Roboter-Interaktion zur Planung, Überwachung und Dokumentation der Inspektionsaufgaben sowie die Teleoperation des Flugroboters durch einen menschlichen Operator vorgestellt. Die Teleoperation soll menschliche Fähigkeiten synergetisch in das System integrieren und wird eingesetzt, falls der Mensch in der Lage ist, bei der Bearbeitung einer Aufgabe bessere Ergebnisse zu erzielen. Zur Unterstützung der Teleoperation wird u. a. eine Datenbrille eingesetzt, die relevante Daten in einer Augmented-Reality-Umgebung visualisiert

Das Ziel des Projektes "TAAndem - AAL-Weiterbildung im Tandem" ist die Entwicklung einer gemeinsamen Weiterbildungsmaßnahme im Themenfeld AAL. Diese richtet sich im ersten Schritt an Pflegekräfte und Handwerker. Bei der Wissensvermittlung wird das didaktische Konzept des Tandemlernens aufgegriffen. Im Rahmen eines "AALSchnuppertages" wurden einzelne Teilaspekte für die anstehende Pilotphase mit potenziellen Teilnehmern getestet.

The aim of the TAAndem-project is to develop a common further education for people from different kinds of professions within the context of "Ambient Assisted Living" (AAL). The further education is addressed to geriatric nurses and craftsmen. The didactic method of tandem learning is applied, so people from various working fields can learn with and from each other. In this paper we will present our concept and the steps of development following the user centred design. Different aspects of the further education that are essential for the upcoming pilot run were tested among potential participants. Methods used were requirement analysis, questionnaire surveys, qualitative expert evaluations and empirical observations. The main result is that the didactic method of tandem learning is suitable for transmitting knowledge to our target group. Several results are given in the following article.

Das Ziel des Projektes „TAAndem – AAL-Weiterbildung im Tandem“ ist die Entwicklung einer gemeinsamen Weiterbildungsmaßnahme im Themenfeld AAL. Diese richtet sich im ersten Schritt an Pflegekräfte und Handwerker. Bei der Wissensvermittlung wird das didaktische Konzept des Tandemlernens aufgegriffen. Im Rahmen eines „AAL-Schnuppertages“ wurden einzelne Teilaspekte für die anstehende Pilotphase mit potenziellen Teilnehmern getestet.

Kontextsensitive, adaptive Smartphone-Applikationen sind dazu in der Lage, auf Basis von Sensordaten die aktuelle Situation des Nutzers zu berücksichtigen und sich dynamisch an Kontextänderungen anzupassen um den Nutzer immer bestmöglich bei seinen Aufgaben zu unterstützen. Durch Benachrichtigungen begleitete Adaptionsvorgänge können eine Möglichkeit sein, Dienste kontextsensitiver Smartphone-Applikationen gebrauchstauglich und akzeptiert einzubinden. Aus dem Gestaltungsrahmen für Benachrichtigungen, der durch die Prinzipien Transparenz und Steuerbarkeit aufgespannt wird, wurden relevante Varianten ausgewählt und im Rahmen einer szenario-basierten Studie 52 Probanden präsentiert. Die Probanden sollten erläutern, welche Variante sie für welchen Dienst im zuvor erlebten Evaluationsszenario präferieren würden. Die Auswertung der Erläuterungen nach Maßgabe der Grounded Theory umfasst 975 Einzelaussagen. Es ergeben sich mitunter eindeutige Benutzeranforderungen an einen Navigationsdienst zum pünktlichen Navigationsbeginn, einen Innenraumnavigationsdienst zur Fortführung der Navigationsaufgabe in einem öffentlichen Gebäude, einen Informationsdienst, der während der Teilnahme an einer öffentlichen Veranstaltung angeboten wird sowie einen Umgebungsdienst ohne Aufgaben-bezug. Einen starken Einfluss auf die Präferenz kann den Aspekten Aufgaben-angemessenheit und Steuerbarkeit der Benachrichtigung zugeschrieben werden. Die Ergebnisse dieses Beitrags sollen die Auswahl einer geeigneten Benachrichtigung für Adaptionsvorgänge kontextsensitiver Smartphone-Applikationen unterstützen.

Ubiquitous computing systems are able to adapt their functionality, behaviour, and interface characteristics according to the user’s context. The user’s context is computed by e.g. sensor data, data about the user’s current activity, or the environment. By performing adaptations, these systems attempt to adequately support users in accomplishing their tasks in any situation. However, adaptations that impact the user interface, e.g. by integration of services, may cause usability problems, for example when they disrupt the user in accomplishing a task. There is no established set of guidelines or comprehensive design solutions to overcome potential usability problems in adaptive applications. In this chapter we present our notification-based design approach, which was beneficial to design usable adaptations for the adaptive application Meet-U. We analyse the results of a user study with 52 potential users in which we have evaluated the usability of our notification-based design solutions. We identified suitable design solutions for five different adaptations providing different supportive services in different contexts of use. These services are: navigational services, event services, a device muting service, and an environmental service. We also exposed the general requirement for a task-specific and context-specific design for adaptations.

Hintergrund / Zielsetzung: In vielen industrialisierten Ländern verändert sich die Bevölkerungsstruktur: Die geburtenstarken Jahrgänge der Nachkriegszeit werden in einigen Jahren aus dem Erwerbsleben ausscheiden. Die nachfolgende Generation, zahlenmäßig unterlegen, wird auf Grund der wirtschaftlichen Entwicklungen und den Herausforderungen zur Finanzierung der Renten mindestens bis in ihr 67stes Lebensjahr berufstätig sein. Um diesen Veränderungen Rechnung zu tragen, sind Arbeitsplätze so zu gestalten, dass sie auch für Menschen in fortgeschrittenem Alter geeignete Arbeitsbedingungen bieten. Eine Möglichkeit die ergonomischen Anforderungen Älterer zu überprüfen, ist die Verwendung von Alterssimulationsanzügen, die u. a. Mobilitätseinschränkungen bei noch nicht eingeschränkten Personen simulieren. Ziel dieses Beitrages ist es, einen ersten Ansatz für eine wissenschaftliche Belegung eines Alterssimulationsanzuges mit flexiblen Gurten zu liefern. Wichtig ist dabei die Frage, in wie fern und in welchem Maße er Einschränkungen simuliert. Hintergrund ist die Fragestellung, ob sich Alterssimulationsanzüge als Werkzeug z. B. für die Gestaltung von Arbeitsplätzen eignen. Methode: In einem ersten Versuch wurden die Einschränkungen beim Gehen in Schrittgeschwindigkeit untersucht. Hierzu wurde eine 3,5 m lange Strecke mit und ohne Anzug von jeweils zwei Probanden abgegangen und die Bewegungen mit Hilfe eines Motion-Tracking-Systems (ARTtrack 2) aufgezeichnet und verglichen. Ausgewertet wurden Parameter aus der Ganganalyse. Diese umfassten den Gangzyklus und die Winkelverläufe von Hüfte, Knie und Sprunggelenk. Ergebnisse: Erste Ergebnisse zeigen, dass der Anzug zu einem alterstypischen, pathologischen Gangbild führt. Typisch ist z. B. die Minimierung der Schrittlänge. Der Knieflexionswinkel weist mit Anzug eine höhere Amplitude auf, da der Anzug ein Durchstrecken der Knie verhindert. Unterschiede in der Gurtlänge von linker zu rechter Seite wirken sich auf die Winkel aus. Diskussion / Schlussfolgerungen: Ob auch andere Mobilitätseinschränkungen und eine graduelle Einstellung von "etwas eingeschränkt" bis "sehr eingeschränkt" möglich ist, muss in weiteren Versuchen ermittelt werden.

Durch die rasante Entwicklung von Smartphone-Technologien ergeben sich im Mobilitätssektor neue Nutzungspotentiale. Dabei stellt sich jedoch die Frage, ob und wie diese generationenübergreifend genutzt werden können. Um altersabhängige Barrieren bei der Smartphone-assistierten ÖPNV-Nutzung zu identifizieren, wurden im Rahmen eines Feldtests die beiden Aspekte Gebrauchstauglichkeit und Akzeptanz mit zwei Stichproben evaluiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die untersuchte Applikation sowohl von jüngeren als auch von älteren Nutzern eine hohe Akzeptanz erfährt, dass jedoch bei der Effektivität und Effizienz der Aufgabenbewältigung auch signifikante Unterschiede zwischen jüngeren und älteren Nutzern bestehen.

Durch die rasante Entwicklung von Smartphone-Technologien ergeben sich im Mobilitätssektor neue Nutzungspotentiale. Dabei stellt sich jedoch die Frage, ob und wie diese generationenübergreifend genutzt werden können. Um altersabhängige Barrieren bei der Smartphone-assistierten ÖPNV-Nutzung zu identifizieren, wurden im Rahmen eines Feldtests die beiden Aspekte Gebrauchstauglichkeit und Akzeptanz mit zwei Stichproben evaluiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die untersuchte Applikation sowohl von jüngeren als auch von älteren Nutzern eine hohe Akzeptanz erfährt, dass jedoch bei der Effektivität und Effizienz der Aufgabenbewältigung auch signifikante Unterschiede zwischen jüngeren und älteren Nutzern bestehen.

Gestensteuerungen wird als einer natürliche Interaktionsform das Potential zugeschrieben, herkömmliche Eingabegeräte in vielen Anwendungsbereichen zu ersetzen. Fortschritte in der technischen Realisierung führen dazu, dass auch im Bereich der Mensch-Roboter-Interaktion 3-D-Gestensteuerungen erste experimentelle Verwendung finden. Gleichzeitig werden allerdings Zweifel an der Gebrauchstauglichkeit von Gestensteuerungen geäußert. In einer Laborstudie wurde eine intuitiv empfundene 3-D-Gestensteuerung mit einer herkömmlichen Steuerung für einen mobilen Serviceroboter verglichen. Im Ergebnis wurde deutlich, dass die Gestensteuerung für die Steuerung eines Manipulatorarms des Roboters vielversprechend, aber für Fahraufgaben des mobilen Serviceroboters weniger gut geeignet ist, und es Bedarf nach Gestaltungsempfehlungen für den Entwurf von 3-D-Gesten und deren ergonomische Bewertung gibt.

Der Technologietrend zu tragbaren, stets mit dem Internet verbundenen Geräten, die den Menschen mit vielfältiger Sensorik und Aktorik unterstützen sollen, geht gleichzeitig einher mit innovativen Möglichkeiten der Mensch-Maschine-Interaktion. Um eine gebrauchs¬taugliche Nutzung dieser smarten Technologien zu gewährleisten, sind dafür entsprechende Gestaltungsempfehlungen erforderlich. Dieser Beitrag beschreibt den aktuellen Stand der Lösungsansätze unter Berücksichtigung menschlicher Eigenschaften sowie technischer Potenziale, fasst vorhandene Gestaltungsempfehlungen zusammen und macht den Forschungsbedarf deutlich. Dazu werden Gestaltungsempfehlungen für haptisches Feedback bei Touchscreens, für die Visualisierung mit Datenbrillen und für die 3-D-Gesteninteraktion betrachtet und gleichzeitig ein Einblick in verschiedene Forschungsprojekte des Fachgebiets gegeben.

Purpose - To avoid harm to humans, environment, and capital goods, hazardous or explosive gases that are possibly escaping from industrial and infrastructure facilities of the gas and oil processing industry have to be detected and located quickly and reliably. Project RoboGasInspector aims at the development and evaluation of a human-robot system that applies autonomous robots equipped with remote gas detection devices to detect and locate gas leaks. This article aims to focus on the usability of telemanipulation in this context. Design/methodology/approach - This paper presents four user studies concerning human-robot interfaces for teleoperation in industrial inspection tasks. Their purpose is to resolve contradictory scientific findings regarding aspects of teleoperation and to verify functionality, usability, and technology acceptance of the designed solution in the actual context of use. Therefore, aspects concerning teleoperation that were separately examined before are evaluated in an integrated way. Considered aspects are influence of media technology on telepresence, simulator sickness and head slaved camera control, usability of different input devices for telemanipulation, and identification of intuitive gestures for teleoperation of mobile robots. Findings - In general, the implemented interaction concepts perform better compared to conventional ones used in contemporary, actually applied robot systems. Otherwise, reasons are analyzed and approaches for further improvements are discussed. Exemplary results are given for each study. Originality/value - The solution combines several technical approaches that are so far separately examined. Each approach is transferred to the innovative domain of industrial inspections and its applicability in this context is verified. New findings give design recommendations for remote workplaces of robot operators.

Purpose – To avoid harm to humans, environment, and capital goods, hazardous or explosive gases that are possibly escaping from industrial and infrastructure facilities of the gas and oil processing industry have to be detected and located quickly and reliably. Project RoboGasInspector aims at the development and evaluation of a human-robot system that applies autonomous robots equipped with remote gas detection devices to detect and locate gas leaks. This article aims to focus on the usability of telemanipulation in this context. Design/methodology/approach – This paper presents four user studies concerning human-robot interfaces for teleoperation in industrial inspection tasks. Their purpose is to resolve contradictory scientific findings regarding aspects of teleoperation and to verify functionality, usability, and technology acceptance of the designed solution in the actual context of use. Therefore, aspects concerning teleoperation that were separately examined before are evaluated in an integrated way. Considered aspects are influence of media technology on telepresence, simulator sickness and head slaved camera control, usability of different input devices for telemanipulation, and identification of intuitive gestures for teleoperation of mobile robots. Findings – In general, the implemented interaction concepts perform better compared to conventional ones used in contemporary, actually applied robot systems. Otherwise, reasons are analyzed and approaches for further improvements are discussed. Exemplary results are given for each study. Originality/value – The solution combines several technical approaches that are so far separately examined. Each approach is transferred to the innovative domain of industrial inspections and its applicability in this context is verified. New findings give design recommendations for remote workplaces of robot operators.

Ziel des Forschungsprojektes Robotair ist die Entwicklung und Evaluation eines Servicerobotersystems zur Detektion und Ortung von Druckluftleckagen und zur Erfassung von Arbeitsumgebungsfaktoren. In einem Produktionsunternehmen wurden leitfadengestützte Interviews und Begehungen zur Erhebung des Status quo und des Bedarfs für Inspektionen durchgeführt. Auf dieser Grundlage wurde in einem Workshop mit den Projektpartnern ein Anforderungskatalog erstellt. Basierend auf den Anforderungen und einer Aufgabenanalyse zur Detektion und Ortung von Druckluftleckagen wurde eine Aufgabenteilung zwischen Mensch und Robotersystem vorgenommen.

Ziel des Forschungsprojektes Robot air ist die Entwicklung und Evaluation eines Servicerobotersystems zur Detektion und Ortung von Druckluftleckagen und zur Erfassung von Arbeitsumgebungsfaktoren. In einem Produktionsunternehmen wurden leitfadengestützte Interviews und Begehungen zur Erhebung des Status quo und des Bedarfs für Inspektionen durchgeführt. Auf dieser Grundlage wurde in einem Workshop mit den Projektpartnern ein Anforderungskatalog erstellt. Basierend auf den Anforderungen und einer Aufgabenanalyse zur Detektion und Ortung von Druckluftleckagen wurde eine Aufgabenteilung zwischen Mensch und Robotersystem vorgenommen.

Für den E-Learning-Anteil einer Weiterbildung wird ein browserbasiertes Lernspiel entwickelt, welches die Weiterbildungsteilnehmer im Selbststudium nutzen sollen. Die vorliegende Ausarbeitung stellt die Evaluation des Lernspiels durch ein interdisziplinäres Expertenteam dar. Durch die Methode des lauten Denkens konnten 108 Probleme des Lernspiels aufgedeckt werden.

Für den E-Learning-Anteil einer Weiterbildung wird ein browserbasiertes Lernspiel entwickelt, welches die Weiterbildungsteilnehmer im Selbststudium nutzen sollen. Die vorliegende Ausarbeitung stellt die Evaluation des Lernspiels durch ein interdisziplinäres Expertenteam dar. Durch die Methode des lauten Denkens konnten 108 Probleme des Lernspiels aufgedeckt werden.

Dieser Beitrag beschreibt die Ergebnisse von zwei Experimenten im Usability Labor unter Einsatz von Eye-Tracking, videobasierter Emotionserkennung bezogen auf den Gesichtsausdruck sowie der Messung der elektrodermalen Aktivität. Die Auswertung der erhobenen Daten konzentriert sich auf die Integration der drei unterschiedlichen Datenquellen und die Bildung von aussagekräftigen Kennwerten im Hinblick auf die Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit von graphischen Benutzungsoberflächen. Im Rahmen des ersten Experimentes wird der Nachweis geführt, dass die gebildeten Kennwerte die Gebrauchstauglichkeit einer Benutzungsoberfläche abbilden und die Identifikation von kritischen Interaktionselementen ermöglichen. Das zweite Experiment untersucht die Anwendbarkeit dieser Ergebnisse im Rahmen der Evaluation der ubiquitären Software MyGroup.

Technology is becoming increasingly automated, aiming to ease the life of its users. However, besides the advantages of this trend, users are also faced with increasing risks, e.g., regarding their privacy. Examples are seamless online payments that come with the requirement to provide sensitive, e.g., credit card information, or social networks trying to elicit private information for its users. Research on technology acceptance identified two important factors for the individual decision to accept such kinds of risk: trust and personality traits. In this paper we present a model that integrates research findings for personality traits and for trust in the context of technology acceptance. We show that specific personality traits have a distinct direct or moderating effect. We, e.g., found that two personality traits moderate the relationship between perceived ease of use and intention to use. This moderation could explain the inconsistent findings on this relationship in prior research.

Im vorliegenden Dokument wurden die Ergebnisse und Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt RoboGasInspector vorgestellt. Es wurde gezeigt, dass eine Durchführung von Inspektionen in industrieller Umgebung mittels autonomer mobiler Roboter prinzipiell möglich ist. Durch den Einsatz von optischer (Gas-)Fernmesstechnik konnte gezeigt werden, dass der Anlagenfahrer bei der routinemäßigen Überwachung der Anlagenkomponenten entlastet werden kann und sich die Anlagensicherheit durch kürzere Inspektionsintervalle und durch die zusätzliche sensorische Überwachung der Anlagenkomponenten verbessern lässt. In mehreren Tests wurde mit dem Prototyp unter realen Bedingungen die zuverlässige Inspektion, Mobilität und Gasleckortung an Rohrbrücken, Pipelines und Armaturen unter moderaten Wetterbedingungen demonstriert. Für die Produktisierung sind noch mehrere technische Arbeiten auf den Gebieten des Ex-Schutzes, Wetterfestigkeit, Mobilität, Sensorik sowie Softwareentwicklungsarbeiten (z. B. nach ISO/IEC 9126) notwendig. Neben den technischen Fragestellungen müssen aber auch die rechtlichen Fragestellungen für den kommerziellen Einsatz bezgl. des autonomen Betriebs (z. B. Produkthaftung, Gewährleistung, etc.) geklärt werden. Nicht destotrotz wurde durch das Projekt RoboGasInspector eine Grundlage für eine Produktisierung gelegt und Möglichkeiten zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeits- und Risikobewertung aufgezeigt.

Im Sinne einer barrierefreien Umwelt besteht die Notwendigkeit, jegliche öffentlichen Räume auch abseits infrastrukturell gut erreichbarer Gebiete so zu erschließen, dass die Teilhabe und Mobilität von Personengruppen mit unterschiedlichen physischen und motorischen Fähigkeiten sichergestellt werden kann. Doch nicht für jeden Nutzungskontext bestehen entsprechende Mobilitätskonzepte, um dies sicherzustellen. Im Beitrag werden erste Forschungsergebnisse des Einsatzes eines menschzentrierten, iterativen Gestaltungsprozesses zur Erforschung und Entwicklung eines für spezifische Nutzergruppen adaptierbaren, einachsigen, teilautonomen Elektrofahrzeugs vorgestellt, das außerhalb des öffentlichen Straßenverkehrs zum Einsatz kommen soll. Im Mittelpunkt stehen dabei das methodische Vorgehen einer nutzer- und aufgabenorientierten Anforderungsanalyse sowie das daraus abgeleitete Nutzungskonzept der Mensch-Maschine-Schnittstellen zur Fahrzeugführung sowie des Informations- und Navigationssystems. Weiter wird das methodische Vorgehen zur Evaluation und der geplanten Umsetzung des aktuellen Entwicklungsstands kurz skizziert.

Im Beitrag wird die telemanipulative Durchführung einer Handhabungsaufgabe anhand verschiedener Steuerungen betrachtet. Anwendungskontext ist ein mobiler Roboter in einer großflächigen Industrieanlage, der aus einer Leitwarte teleoperiert werden kann. Dazu wurde als Versuchsaufgabe das Öffnen und Schließen eines Ventils zur Entwässerung einer Prozessanlage im Labor nachgestellt. Ziel der hier vorgestellten Untersuchung war es, durch eine vergleichende Evaluation die Gebrauchstauglichkeit unterschiedlicher Eingabegeräte zu erheben. Dazu wurde die Steuerung durch eine Tatstatur, eine 3D-Maus und einen Flystick miteinander verglichen.

Im Sinne einer barrierefreien Umwelt besteht die Notwendigkeit, jegliche öffentlichen Räume auch abseits infrastrukturell gut erreichbarer Gebiete so zu erschließen, dass die Teilhabe und Mobilität von Personengruppen mit unterschiedlichen physischen und motorischen Fähigkeiten sichergestellt werden kann. Doch nicht für jeden Nutzungskontext bestehen entsprechende Mobilitätskonzepte, um dies sicherzustellen. Im Beitrag werden erste Forschungsergebnisse des Einsatzes eines menschzentrierten, iterativen Gestaltungsprozesses zur Erforschung und Entwicklung eines für spezifische Nutzergruppen adaptierbaren, einachsigen, teilautonomen Elektrofahrzeugs vorgestellt, das außerhalb des öffentlichen Straßenverkehrs zum Einsatz kommen soll. Im Mittelpunkt stehen dabei das methodische Vorgehen einer nutzer- und aufgabenorientierten Anforderungsanalyse sowie das daraus abgeleitete Nutzungskonzept der Mensch-Maschine-Schnittstellen zur Fahrzeugführung sowie des Informations- und Navigationssystems. Weiter wird das methodische Vorgehen zur Evaluation und der geplanten Umsetzung des aktuellen Entwicklungsstands kurz skizziert.

Bei der Gestaltung von grafischen Benutzeroberflächen sind Schriftart und Schriftgrad von Texten, wie z.B. für Schaltflächenbeschriftungen, Hilfetexten oder Tooltipps, geeignet festzulegen. Verfügbare Empfehlungen aus Normen oder Fachliteratur führen zu einer Angabe der Zeichenhöhe in Millimetern statt Punkt und lassen die typografischen Besonderheiten sowie den softwaretechnischen Einfluss gänzlich unberücksichtigt. Der Lösungsansatz für ein einfach anzuwendendes Berechnungsverfahren zur Festlegung des Schriftgrades umfasste die Recherche der relevanten Grundlagen in den Bereichen Ergonomie, Typografie sowie Soft- und Hardware, aus denen Faktoren, die den Schriftgrad beeinflussen, identifiziert werden konnten. Aus diesen Faktoren konnte schrittweise eine Berechnung hergeleitet werden, die sich abschließend vereinfachen ließ. Die Anwendbarkeit und Übertragbarkeit der Berechnung konnte an einem Anwendungsbeispiel aus der Praxis nachgewiesen werden.

In aktuellen Fahrzeugen sind teilweise bereits Touchpads als Nachfolger von Dreh-Drück-Stellern, mechanischen Tasten und Schaltern zu finden. Doch im Gegensatz zu ihren mechanischen Vorgängern fehlt bei der Touchpadinteraktion eine haptische Rückmeldung bei der Auswahl und Betätigung eines auf einem Bildschirm dargestellten Eingabeelements, wie zum Beispiel einer Taste. Um diesen Nachteil zu beheben, wurde von der Firma Continental der Prototyp eines Touchpads entwickelt, der auf Basis einer eindimensional angeregten Masse haptische Rückmeldungen ermöglicht. Im Rahmen einer empirischen Nutzerstudie wurde der Einfluss der elektromechanischen haptischen Rückmeldung bei der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion auf Fahrerablenkung, Effektivität, Effizienz des Touchpads und Zufriedenstellung des Fahrers untersucht. Die Evaluation des Prototyps des haptischen Touchpads wurde mit 32 Probanden im Fahrsimulator durchgeführt. Mit Hilfe des Lane Change Tests, Videobeobachtung und automatisierter Emotionsanalyse konnte ein signifikant positiver Einfluss für die Fahrerablenkung und die Effizienz bei der Bewältigung von Nebenaufgaben festgestellt werden. Die Ergebnisse zur Effektivität und Zufriedenstellung zeigten keinen signifikanten Einfluss.

Ausmaß und Auswirkungen der Belastung des Hand-Arm-Systems durch die Interaktion mit stationären Touchscreens sind bisher weder ausreichend geklärt, noch finden sich Vorgaben, um diese Belastung im Gestaltungsprozess solcher Systeme berücksichtigen zu können. Daher wurde ein computergestütztes Vorgehen zur systematischen biomechanischen Analyse und Bewertung dieser Art der Touchscreen-Interaktion entwickelt. Das Verfahren erlaubt die Identifikation der beanspruchten Muskelgruppen und die ergonomische Beurteilung der Körperhaltung während des Bewegungsablaufs sowie die Berechnung des Ausmaßes der Muskelkräfte durch die notwendige Haltungsarbeit. Es konnte mit Hilfe des Verfahrens gezeigt werden, dass die Interaktion mit stationären Touchscreens fast ausschließlich den Deltamuskel beansprucht.

Zur nutzerbasierten Evaluation einer Ladestation für Elektromobile wurden die Aspekte der Gebrauchstauglichkeit und Akzeptanz mit Hilfe einer Stichprobe bewertet, die in Bezug auf Geschlecht, Alter, Händigkeit, Technikaffinität und Wohnortklassifikation soweit möglich repräsentativ für die Grundgesamtheit und dadurch sehr heterogen war. Die Ergebnisse zeigen, dass das Laden eines Elektromobils für die Nutzer ein neuartiger Vorgang ist, der nach ei-nem Lernprozess effizient durchgeführt werden kann. Zudem konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Wohnortsituation und jeweils den beiden Variablen Zufriedenstellung und Akzeptanz festgestellt werden. So waren städtisch Wohnende zufriedener mit der Benutzung der Ladestation und wiesen eine höhere Akzeptanz auf.

Bei der Gestaltung von grafischen Benutzeroberflächen sind Schriftart und Schriftgrad von Texten, wie z.B. für Schaltflächenbeschriftungen, Hilfetexten oder Tooltipps, geeignet festzulegen. Verfügbare Empfehlungen aus Normen oder Fachliteratur führen zu einer Angabe der Zeichenhöhe in Millimetern statt Punkt und lassen die typografischen Besonderheiten sowie den softwaretechnischen Einfluss gänzlich unberücksichtigt. Der Lösungsansatz für ein einfach anzuwendendes Berechnungsverfahren zur Festlegung des Schriftgrades umfasste die Recherche der relevanten Grundlagen in den Bereichen Ergonomie, Typografie sowie Soft- und Hardware, aus denen Faktoren, die den Schriftgrad beeinflussen, identifiziert werden konnten. Aus diesen Faktoren konnte schrittweise eine Berechnung hergeleitet werden, die sich abschließend vereinfachen ließ. Die Anwendbarkeit und Übertragbarkeit der Berechnung konnte an einem Anwendungsbeispiel aus der Praxis nachgewiesen werden.

In aktuellen Fahrzeugen sind teilweise bereits Touchpads als Nachfolger von Dreh-Drück-Stellern, mechanischen Tasten und Schaltern zu finden. Doch im Ge-gensatz zu ihren mechanischen Vorgängern fehlt bei der Touchpadinteraktion eine haptische Rückmeldung bei der Auswahl und Betätigung eines auf einem Bild-schirm dargestellten Eingabeelements, wie zum Beispiel einer Taste. Um diesen Nachteil zu beheben, wurde von der Firma Continental der Prototyp eines Touch-pads entwickelt, der auf Basis einer eindimensional angeregten Masse haptische Rückmeldungen ermöglicht. Im Rahmen einer empirischen Nutzerstudie wurde der Einfluss der elektromechanischen haptischen Rückmeldung bei der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion auf Fahrerablenkung, Effektivität, Effizienz des Touchpads und Zufriedenstellung des Fahrers untersucht. Die Evaluation des Prototyps des haptischen Touchpads wurde mit 32 Probanden im Fahrsimulator durchgeführt. Mit Hilfe des Lane Change Tests, Videobeobachtung und automatisierter Emoti-onsanalyse konnte ein signifikant positiver Einfluss für die Fahrerablenkung und die Effizienz bei der Bewältigung von Nebenaufgaben festgestellt werden. Die Er-gebnisse zur Effektivität und Zufriedenstellung zeigten keinen signifikanten Ein-fluss.

Ausmaß und Auswirkungen der Belastung des Hand-Arm-Systems durch die Interaktion mit stationären Touchscreens sind bisher weder ausreichend geklärt, noch finden sich Vorgaben, um diese Belastung im Gestaltungsprozess solcher Systeme berücksichtigen zu können. Daher wurde ein computergestütztes Vorgehen zur systematischen biomechanischen Analyse und Bewertung dieser Art der Touchscreen-Interaktion entwickelt. Das Verfahren erlaubt die Identifikation der beanspruchten Muskelgruppen und die ergonomische Beurteilung der Körperhaltung während des Bewegungsablaufs sowie die Berechnung des Ausmaßes der Muskelkräfte durch die notwendige Haltungsarbeit. Es konnte mit Hilfe des Verfahrens gezeigt werden, dass die Interaktion mit stationären Touchscreens fast ausschließlich den Deltamuskel beansprucht.

Zur nutzerbasierten Evaluation einer Ladestation für Elektromobile wurden die Aspekte der Gebrauchstauglichkeit und Akzeptanz mit Hilfe einer Stichprobe bewertet, die in Bezug auf Geschlecht, Alter, Händigkeit, Technikaffinität und Wohnortklassifikation soweit möglich repräsentativ für die Grundgesamtheit und dadurch sehr heterogen war. Die Ergebnisse zeigen, dass das Laden eines Elektromobils für die Nutzer ein neuartiger Vorgang ist, der nach ei-nem Lernprozess effizient durchgeführt werden kann. Zudem konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Wohnortsituation und jeweils den beiden Variablen Zufriedenstellung und Akzeptanz festgestellt werden. So waren städtisch Wohnende zufriedener mit der Benutzung der Ladestation und wiesen eine höhere Akzeptanz auf.

Im Rahmen des Förderprogramms AUTONOMIK des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie wurde in einem Konsortium aus neun Projektpartnern der Prototyp eines autonomen mobilen Roboters zur Gaslecksuche in ausgedehnten Industrieanlagen entwickelt. Anhand verschiedenartiger Sensorik zur Selbstlokalisation und Navigation wurde die autonome Beweglichkeit des Systems für beliebige Anlagen realisiert, mit der Option anhand von Teleoperation manuell in den Prozess einzugreifen. Ausgestattet mit Video- und Gasfernmesstechnik ist der Roboter imstande, Inspektionsaufgaben in Industrieanlagen durchzuführen, ohne in mögliche Gefahrenbereiche direkt einfahren zu müssen und ohne, dass ein Mensch vor Ort anwesend ist. Der Roboter kann zur routinemäßigen Inspektion von Anlagen oder zur gezielten Untersuchung spezifischer Anlagenteile eingesetzt werden. Dank der verwendeten Fernmesstechnik können auch Anlagenteile inspiziert werden, die aufgrund ihrer beschränkten Zugänglichkeit mittels herkömmlicher Messtechnik nur schwer zu inspizieren sind.

Im Rahmen des Förderprogramms AUTONOMIK des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie wurde in einem Konsortium aus neun Projektpartnern der Prototyp eines autonomen mobilen Roboters zur Gaslecksuche in ausgedehnten Industrieanlagen entwickelt. Anhand verschiedenartiger Sensorik zur Selbstlokalisation und Navigation wurde die autonome Beweglichkeit des Systems für beliebige Anlagen realisiert, mit der Option anhand von Teleoperation manuell in den Prozess einzugreifen. Ausgestattet mit Video- und Gasfernmesstechnik ist der Roboter imstande, Inspektionsaufgaben in Industrieanlagen durchzuführen, ohne in mögliche Gefahrenbereiche direkt einfahren zu müssen und ohne, dass ein Mensch vor Ort anwesend ist. Der Roboter kann zur routinemäßigen Inspektion von Anlagen oder zur gezielten Untersuchung spezifischer Anlagenteile eingesetzt werden. Dank der verwendeten Fernmesstechnik können auch Anlagenteile inspiziert werden, die aufgrund ihrer beschränkten Zugänglichkeit mittels herkömmlicher Messtechnik nur schwer zu inspizieren sind.

Dieser Vortrag stellt verschiedene Ansätze zur Unterstützung eines menschlichen Operators bei der Teleoperation mobiler Roboter vor. Im Mittelpunkt steht dabei die Gestaltung der Schnittstelle zwischen Mensch und Roboter sowie insbesondere ihre Erweiterung durch geeignete Assistenzfunktionen. Durch Applikation eines benutzerzentrierten Gestaltungsansatzes nach ISO 9241-210 [1, 2, 3] und dabei insbesondere durch Evaluationen mit potentiellen Nutzern wird außerdem die Gebrauchstauglichkeit und Akzeptanz prototypisch realisierter Interaktionskonzepte sichergestellt. Dazu werden ausgewählte Evaluationsergebnisse vorgestellt. Unterstützungsbedarf hinsichtlich der Teleoperation besteht sowohl im Bezug auf die Wahrnehmung der entfernten Einsatzumgebung durch den Operator als auch im Bezug auf die Steuerung einer potentiell großen Anzahl an Freiheitsgraden des mobilen Robotersystems. Beide Aspekte führen zu hohen Anforderungen an die kognitiven und motorischen Fähigkeiten des Operators, denen es durch geeignete technische Lösungen zu begegnen gilt. Zur Evaluation verschiedener Assistenzsysteme zur Teleoperationsunterstützung wurde eine mobile Roboterplattform aufgebaut, die mit Hilfe eines Roboterarms und eines Drei-Finger-Greifers manipulativ auf ihre Einsatzumgebung einwirken kann. Da der Roboter außerdem in der Lage ist, autonom zu navigieren, lassen sich über reine Teleoperation hinausgehende Interaktionskonzepte wie bspw. die leitende Kontrolle [4] eines Mensch-Roboter-Systems untersuchen. Zur Unterstützung der Wahrnehmung der entfernten Umgebung wurde der Roboter mit einem Stereokamerasystem ausgestattet, dessen technische Auslegung sich an den Eigenschaften des visuellen Systems des Menschen orientiert [5] und somit eine möglichst natürliche Wahrnehmung bietet. Ähnliche Arbeiten fokussieren oft auf die technische Realisierung oder auf maschinelles Sehen. Stereoskopie ermöglicht dem Operator eine Tiefenwahrnehmung, die zur Durchführung von Telemanipulationsaufgaben notwendig ist. Das Kamerasystem ist schwenk- und neigbar, ermöglicht eine servobasierte Nachführung der Augenvergenz und lässt sich bspw. durch Einstellung des Pupillenabstandes an verschiedene Nutzer anpassen. Zur Visualisierung der Videobilder werden stereoskopische Bildschirme und ein Head-Mounted Display eingesetzt. Aktuelle Arbeiten bzgl. der Visualisierung beschäftigen sich mit 3D-Laser-basierten Umgebungsmodellen als Ersatz für Videobilder und Augmented Reality. Um den Operator bei der Steuerung der verschiedenen Freiheitsgrade des Systems zu unterstützen, wurden Ansätze erprobt, die Freiheitsgrade an die Bewegung des Operators zu koppeln. Ein Beispiel dafür ist die Steuerung der Ausrichtung des Kamerasystems entsprechend der Kopfbewegung des Operators [6, 7]. Dies wurde hier für visuelle Suchaufgaben eingesetzt, die gegenüber anderen Anwendungen größere und häufigere Kopfbewegungen erfordern. Außerdem wurden verschiedene publizierte Realisierungsansätze bzgl. ihrer Auswirkungen auf den Menschen vergleichend untersucht. Ein weiteres Beispiel ist die Verfolgung der Handbewegung des Operators. Diese wird häufig zum Teachin automatischer Bewegungsabläufe eingesetzt, selten zur Teleoperation. Teilkomponenten haben in ersten Evaluationen ihre Überlegenheit gegenüber herkömmlichen Ansätzen unter Beweis gestellt [8]. Aktuelle Arbeiten in diesem Bereich beschäftigen sich mit symbolischen Ansätzen zur Gestensteuerung des Robotersystems. [1] DIN EN ISO 9241-210: Ergonomie der Mensch-System-Interaktion - Teil 210: Prozess zur Gestaltung gebrauchstauglicher interaktiver Systeme. Januar 2011 [2] Hegenberg, J.; Cramar, L. & Schmidt, L.: Task- and user-centered design of a human-robot system for gas leak detection: From requirements analysis to prototypical realization. In: Petrovic, I. & Korondi, P. (Hrsg.): 10th International IFAC Symposium on Robot Control (Dubrovnik, Kroatien 2012). Dubrovnik: International Federation of Automatic Control (IFAC), 2012, S. 793-798 [3] Schmidt, L.; Hegenberg, J. & Cramar, L.: Mensch-Roboter-System zur Gaslecksuche. In: atp edition - Automatisierungstechnische Praxis 53 (2011), Nr. 12, S. 56-65 [4] Sheridan, T. B.: Humans and Automation : System Design and Research Issues. New York: Wiley, 2002 [5] Hegenberg, J.; Cramar, L. & Schmidt, L.: Teleoperationsunterstützung über ein HMD und ein kopfbewegungsgesteuertes Stereokamerasystem auf einem entfernten mobilen Roboter. In: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (Hrsg.): Datenbrillen - Aktueller Stand von Forschung und Umsetzung sowie zukünftiger Entwicklungsrichtungen (Dortmund 2011). Dortmund: BAuA, 2012, S. 29-38 [6] Heuring, J. J. & Murray, D. W.: Visual head tracking and slaving for visual telepresence. In: Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (Minneapolis, USA 1996). Minneapolis: IEEE, 1996, S. 2908-2914 [7] Reilink, R., de Bruin, G., Franken, M., Mariani, M., Misra, S. & Stramigioli, S.: Endoscopic camera control by head movements for thoracic surgery. In: Proceedings of the 3rd IEEE, RAS and EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (Tokyo, Japan 2010). Tokyo: IEEE, 2010, S. 510–515 [8] Hegenberg, J.; Röllke, A.; Cramar, L. & Schmidt, L.: Ergonomische Gestaltung einer kopfbewegungsbasierten Steuerung eines Stereokamerasystems auf einem mobilen Roboter. In: Gesellschaft für Arbeitswissenschaft e. V. (Hrsg.): Gestaltung nachhaltiger Arbeitssysteme - Wege zur gesunden, effizienten und sicheren Arbeit : 58. Kongress der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft (Kassel 2012). Dortmund: GfA-Press, 2012, S. 249-25

Die Entwicklung einer gemeinsamen Weiterbildungsmaßnahme im AAL-Kontext für Personen aus unterschiedlichen Berufsbereichen ist das Ziel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten TAAndem-Projektes. Die Mitglieder des interdisziplinären Projektteams sind aus Wissenschaft und Praxis, um sicherzustellen, dass beim Vorgehen beide Seiten Berücksichtigung finden. Als Lernkonzept für die Weiterbildungsmaßnahme wird das didaktische Konzept des Tandem-Lernens angewendet, so dass Personen aus unterschiedlichen Arbeitsfeldern mit- und voneinander lernen können. So kann z.B. eine Altenpflegerin ihr Wissen über die Bedürfnisse älterer Menschen mit einem Handwerker teilen und der Handwerker kann ihr den Umgang mit einem technischen System vermitteln. Die Lehr- und Lerninhalte werden für die Anwendung in einem Lehrkonzept entwickelt, welches Präsenz- und Selbstlernphasen beinhaltet, um den Lernenden mehr Flexibilität anzubieten (Blended Learning). Um eine virtuelle Plattform zu entwickeln, die in der E-Learning-Phase eingesetzt werden soll, wird derzeit eine empirische Analyse zu den Bedürfnissen innerhalb der beiden Personengruppen Altenpfleger und Handwerker durchgeführt. Die Hauptthemen dieser Erhebung sind Erfahrungen mit AAL-Technologien, Erfahrungen mit E-Learning und Technikaffinität. Die ersten Ergebnisse werden im folgenden Artikel dargestellt.

Die Entwicklung einer gemeinsamen Weiterbildungsmaßnahme im AAL-Kontext für Personen aus unterschiedlichen Berufsbereichen ist das Ziel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten TAAndem-Projektes. Die Mitglieder des interdisziplinären Projektteams sind aus Wissenschaft und Praxis, um sicherzustellen, dass beim Vorgehen beide Seiten Berücksichtigung finden. Als Lernkonzept für die Weiterbildungsmaßnahme wird das didaktische Konzept des Tandem-Lernens angewendet, so dass Personen aus unterschiedlichen Arbeitsfeldern mit- und voneinander lernen können. So kann z.B. eine Altenpflegerin ihr Wissen über die Bedürfnisse älterer Menschen mit einem Handwerker teilen und der Handwerker kann ihr den Umgang mit einem technischen System vermitteln. Die Lehr- und Lerninhalte werden für die Anwendung in einem Lehrkonzept entwickelt, welches Präsenz- und Selbstlernphasen beinhaltet, um den Lernenden mehr Flexibilität anzubieten (Blended Learning). Um eine virtuelle Plattform zu entwickeln, die in der E-Learning-Phase eingesetzt werden soll, wird derzeit eine empirische Analyse zu den Bedürfnissen innerhalb der beiden Personengruppen Altenpfleger und Handwerker durchgeführt. Die Hauptthemen dieser Erhebung sind Erfahrungen mit AAL-Technologien, Erfahrungen mit E-Learning und Technikaffinität. Die ersten Ergebnisse werden im folgenden Artikel dargestellt.

Ein technisches Assistenzsystem für den Computerarbeitsplatz könnte dabei unterstützen, physische und psychische Beanspruchungen zu mindern, indem es sensorbasiert erfasst, wenn eine übermäßige Beanspruchung vorliegt und Gegenmaßnahmen in einer adäquaten Weise vorschlägt. Auch könnte es möglichen Beanspruchungen vorbeugen. Im Projekt "Smart Seating" wurden verschiedene Bestandteile des beschriebenen Assistenzsystems im Rahmen des benutzerzentrierten Gestaltungsansatzes unter Einbezug der potentiellen Nutzer konzipiert oder prototypisch entwickelt. Dieser Beitrag stellt die Einzelarbeiten und die jeweiligen Erkenntnisse für die Entwicklung des Assistenzsystems vor.

Adaptive applications constitute the basis for many ubiquitous computing scenarios as they can dynamically adapt to changing contexts. The usability design principles transparency, controllability, and consistency have been recommended for the design of adaptive interfaces. However, designing self-adaptive applications that may act completely autonomous is still a challenging task because there is no set of usability design guidelines. Applying the three principles in the design of the five different adaptations of the mobile adaptive application Meet-U revealed as difficult. Based on an analysis of the design problem space, we elaborate an approach for the design of usable adaptations. Our approach is based on a notification design concept which calculates the attention costs and utility benefits of notified adaptations by varying the design aspects transparency and controllability. We present several designs for the adaptations of Meet-U. The results of a user study shows that the notification design approach is beneficial for the design of adaptations. Varying transparency and controllability is necessary to adjust an adaptation’s design to the particular context of use. This leads to a partially inconsistent design for adaptations within an application.

Especially in urban areas, mobility concepts that only take into account individual modes of transport are reaching spatial and ecological limits [6]. In this regard, the linkage of individual modes of transport in form of intermodal services is considered as sustainable alternative. However, Current intermodal approaches are usually designed for local population. Since urban tourism shows high growth rates with a private transport share of nearly 70%, touristic traffic does not represent an underestimated proportion of urban traffic [3]. For this reason, within the "FREE" research project, an intermodal service especially for urban tourists will be developed, which will be bookable together with accommodations, arrivals and departures in the pre-trip phase of the journey. To support tourists during trips in foreign environments, an application for mobile devices will also be developed. To provide a requirements framework as part of a user-centred design process according to DIN EN ISO 9241-210 [12], 26 mobile applications (public transport, bike- and car sharing and intermodal services) and 12 web-based booking systems (providing the reservation of accommodations together with arrival and departure options) were analysed concerning their functional standard and usability. It was found that web-based booking systems provide uniformed templates for booking processes of accommodations, arrival and departure modules. In terms of further bookings no consistent pattern was found. For mobile applications, it was found that in addition to functions concerning orientation and navigation, the purchase of tickets respectively the reservation of vehicles is provided. To support the user in the mobile context of use, context-sensitive reminder and notification features are also provided. With the analysis of user feedback could be determined that today’s systems show negative impact on user-experience by providing unreliable real-time information and by access to personal user data. To take into account the touristic background of "FREE", furthermore a persona based scenario workshop with 9 experts (3 tourism experts, 3 traffic planners, 2 human factors experts and one provider of rental bikes) was conducted. The findings uncovered that in contrast to current intermodal systems, a touristic approach should supply uniformed access to all modes of transport as well as predefined routes linked with touristic sights.

Aufgrund der demografischen Entwicklung, der zunehmenden Mobilitätseinschränkung im Alter sowie der berufsbedingten Ortsunabhängigkeit Jüngerer wird ein selbstbestimmtes Leben mit sozialer Teilhabe im Alter immer schwieriger. Gerade im ländlichen Raum wohnen die Kinder und Enkelkinder oft weit entfernt, die Arztpraxen und Pflegedienste sind nicht vor Ort, und dennoch möchten ältere Menschen nicht auf ihre vertraute Wohnumgebung verzichten. Eine Unterstützungsmöglichkeit, lange ein selbstbestimmtes Leben in der eigenen Wohnung führen zu können, bieten Technische Assistenzsysteme (AAL). Doch obwohl bereits eine Vielzahl von AAL Angeboten vorliegt, haben sich in der betreffenden Zielgruppe unterstützungsbedürftiger älterer Menschen nur wenige durchgesetzt, vor allem Notrufsysteme. Die Gründe für den geringen Verbreitungsgrad dürften zum einen motivational auf Anwenderseiter bedingt sein (Van Dijk, 2005). Zum anderen ist jedoch fraglich, ob die bestehenden Gestaltungen der AAL den Bedürfnissen und Fähigkeiten der Zielgruppe ausreichend entsprechen. Um zu überprüfen, ob eine veränderte Gestaltung die Akzeptanz von AAL erhöht, werden im Rahmen des Projektes „Technikgestützte Assistenzsystemen und rehabilitativ-soziale Integration älterer Menschen“ in interdisziplinärer Zusammenarbeit von Industriedesignern, Rehabilitationsmedizinern und Psychologen zwei AAL-Schnittstellen entwickelt und auf ihre Akzeptanz in der Zielgruppe getestet: ein Touchpad und sensorierte bewegliche Bilderrahmen (s. Abb. 1). Die Akzeptanztestung basierte u. a. auf der Unified Theory of Acceptance and Use of Technology (UTAUT; Venkatesh, Morris, Davis & Davis, 2003).

Ein Team aus Rehabilitationsmedizinern, Psychologen und Designern haben sich in einem interdisziplinären Forschungsprojekt die Aufgabe gestellt, zwei Produktschnittstellen für Senioren zu entwickeln und im Vergleich auf ihre Handhabbarkeit und Akzeptanz hin zu untersuchen. Die beiden Gegenentwürfe zu den bislang oft stigmatisierenden Angeboten sollen technisch vermittelt Interaktionsräume eröffnen, die wegen ihrer hohen Zugangsschwelle eher jungen technikerfahrenen Menschen vorbehalten sind.

Industrial plants are a vital and common asset of modern society in a various number of ways. Safety of large industrial complexes that handle hazardous chemical materials is of utter importance to prevent harm to employees, general population, our natural environment and valuable infrastructure. Therefore, beside the plant owner’s own financial interest to guarantee faultless and safe operation, legal regulations have to be adhered due to strong public interest as well. An important measure to ensure safety is the implementation of regular inspection tours by maintenance personnel, who examine the often widely-stretched process infrastructure on foot and locally search for signs of beginning leakage. The Research Project RoboGasInspector was started to develop new means of aiding with the fulfillment of this essential task. This article gives an insight into this ongoing research project, where autonomous mobile robotics is combined with laser-based remote gas detection technology in order to create a proof-of-concept inspection system prototype, which can relieve humans of this monotonous and highly repetitive work.

To facilitate user-centered software engineering, developers need an easy to grasp understanding of the user. The use of personas helps to keep specific user needs in mind during the design process. Technology acceptance is of particular interest for the design of innovative applications previously unknown to potential users. Therefore, our research focuses on defining a typology of relevant user characteristics with respect to technology acceptance and transferring those findings to the description of personas. The presented work focuses on the statistical relationship between technology acceptance and personality. We apply sub-group discovery as a statistical tool. Based on the statistically derived subgroups and patterns we define the mentioned personas to help developers to understand different forms of technology acceptance. By integrating the specifically defined personas into existing methods in the field of software engineering the feasibility of the presented approach is demonstrated.

Zu einer sozialverträglichen Technikgestaltung neuartiger Smartphone-Anwendungen gehört es, die Bedürfnisse unterschiedlicher Nutzergruppen zu berücksichtigen. Dieser Beitrag stellt die Kasseler Entwicklungsmethodik vor, die darauf ausgerichtet ist, softwarebasierte Systeme sozialverträglich zu gestalten und im Rahmen der Zusammenarbeit im Forschungsprojekt VENUS gemeinsam entworfen wird. Die koordinierte Zusammenarbeit von Experten aus den Bereichen Informatik, Rechts- und Wirtschaftswissenschaften sowie Ergonomie im Rahmen der Kasseler Methodik wird im Folgenden am Beispiel der Gestaltung der Smartphone Applikation Meet-U dargestellt. Dabei wird das Entwicklungsergebnis mit Kasseler Methodik (Meet-U-A) im Rahmen einer Evaluation der Nutzerakzeptanz mit einer Version B der Anwendung (Meet-U-B) verglichen, die ohne Kasseler Methodik entwickelt wurde. Die Auswertung der Evaluationen (n=150 bzw. n=153) erfolgte mit dem Ziel, die folgende Hypothese zu prüfen: Die Entwicklung nach Kasseler Methodik führt zu einer höheren Akzeptanz bei einer relativ technikfernen Nutzergruppe. Für die technikfernen Personen konnte tatsächlich eine signifikante Erhöhung der Akzeptanz von etwa 50% (Meet-U-B) auf 70% (Meet-U-A) festgestellt werden. Die Ergebnisse der Evaluationen werden bezogen auf ihre Aussagekraft für die Qualität der Kasseler Methodik diskutiert.

Am Beispiel eines Assistenzsystems zur Unterstützung der Kooperation in Arbeitsgruppen wird in diesem Beitrag verdeutlicht, wie die interdisziplinäre Zusammenarbeit bei der Umsetzung bestehender normativer Vorgaben erfolgreich gestaltet werden kann. Das Anwendungsbeispiel zeichnet sich durch hohe Anforderungen an eine rechtskonforme und gebrauchstaugliche Gestaltung aus. Die im rechtlichen Bereich etablierte Methode zur Konkretisierung rechtlicher Anforderungen (KORA) wird auf den Bereich der Ergonomie übertragen. Das dargestellte, gleichstrukturierte Vorgehen ermöglicht eine effektive Zusammenarbeit der beiden Disziplinen im Entwicklungsprozess.

A major challenge for ubiquitous system design is creating applications that are legal-compatible and accepted by their intended users. Today’s European data protection principles contradict the ideas of ubiquitous computing. Additionally, users have to deal with unconventional interaction concepts leading to a low amount of trust and acceptance in such systems. Current development approaches do not sufficiently cover these concerns, as they do not systematically incorporate expertise from the relevant disciplines. We present a novel development approach for ubiquitous systems that explicitly addresses these concerns. Our primary task was to manage the increased number of stakeholders and dependencies, respectively conflicts between requirements of the particular disciplines. The approach incorporates predefined artifacts and a defined workflow with responsibilities, as well as suggesting how to develop mutual understanding. We apply this multidisciplinary approach to develop the ubiquitous application Meet-U.

Vorwissen, das die Grundlage einer intuitiven Interaktion darstellt, kann verschiedene Quellen haben. Gesten, die zur Steuerung eines mobilen Roboters herangezogen werden können, können ihren Ursprung in Alltagserfahrungen haben, wie beispielsweise dem Wegweisen, und werden durch die relativ häufige Verwendung meistens unbewusst angewendet. Im Gegensatz dazu kann die Verwendung von erlernten Gesten, die nicht zum intuitiven Gestenvokabular gehören, eine potentielle Fehlerquelle darstellen. In einem Experiment mit zehn Versuchspersonen wurden im ersten Durchlauf intuitive Gesten ermittelt, um im zweiten Versuchsdurchlauf durch erlernte Gesten ersetzt zu werden. Die Durchführungszeit sowie die Anzahl der Kollisionen und der Abweichungen von den vorgegebenen Gesten wurden dabei ermittelt und dienten als Effizienz- und Zuverlässigkeitsindikatoren. Im Ergebnis wurden Empfehlungen für die Auswahl von Gesten zur Steuerung mobiler Roboter abgeleitet.

Eine wesentliche Voraussetzung für die Aufrechterhaltung des Situationsbewusstseins ist die korrekte Wahrnehmung und Interpretation der Umgebung mit ihren Elementen und Veränderungen. Die entscheidende Rolle spielen dabei die Umgebungsreize, die der Mensch unmittelbar aufnehmen kann. Im Fall einer Fernüberwachung, die über eine Benutzungsschnittstelle und damit indirekt erfolgt, kann die Wahrnehmung beispielsweise aufgrund des eingeschränkten Sichtfeldes, der Qualität übertragener Videodaten und der Tatsache, dass nur ein Teil menschlicher Modalitäten angesprochen wird, wesentlich beeinträchtigt werden. Durch eine gezielte Gestaltung der Benutzungsschnittstelle und die gezielte Entwicklung von Assistenzfunktionen zur Aufrechterhaltung des Situationsbewusstseins soll diesen Herausforderungen bei der Überwachung autonomer mobiler Roboter begegnet werden.

Vorwissen, das die Grundlage einer intuitiven Interaktion darstellt, kann verschiedene Quellen haben. Gesten, die zur Steuerung eines mobilen Roboters herangezogen werden können, können ihren Ursprung in Alltagserfahrungen haben, wie beispielsweise dem Weg-weisen, und werden durch die relativ häufige Verwendung meistens unbewusst angewendet. Im Gegensatz dazu kann die Verwendung von erlernten Gesten, die nicht zum intuitiven Gestenvokabular gehören, eine potentielle Fehlerquelle darstellen. In einem Experiment mit zehn Versuchspersonen wurden im ersten Durchlauf intuitive Gesten ermittelt, um im zweiten Versuchsdurchlauf durch erlernte Gesten ersetzt zu werden. Die Durchführungszeit sowie die Anzahl der Kollisionen und der Abweichungen von den vorgegebenen Gesten wurden dabei ermittelt und dienten als Effizienz- und Zuverlässigkeitsindikatoren. Im Ergebnis wurden Empfehlungen für die Auswahl von Gesten zur Steuerung mobiler Roboter abgeleitet.

Eine wesentliche Voraussetzung für die Aufrechterhaltung des Situationsbewusstseins ist die korrekte Wahrnehmung und Interpretation der Umgebung mit ihren Elementen und Veränderungen. Die entscheidende Rolle spielen dabei die Umgebungsreize, die der Mensch unmittelbar aufnehmen kann. Im Fall einer Fernüberwachung, die über eine Benutzungsschnittstelle und damit indirekt erfolgt, kann die Wahrnehmung beispielsweise aufgrund des eingeschränkten Sichtfeldes, der Qualität übertragener Videodaten und der Tatsache, dass nur ein Teil menschlicher Modalitäten angesprochen wird, wesentlich beeinträchtigt werden. Durch eine gezielte Gestaltung der Benutzungsschnittstelle und die gezielte Entwicklung von Assistenzfunktionen zur Aufrechterhaltung des Situationsbewusstseins soll diesen Herausforderungen bei der Überwachung autonomer mobiler Roboter begegnet werden.

Bei der Gestaltung von interaktiven Systemen mit einem Touchscreen als Mensch-Maschine-Schnittstelle kann man zwischen Touchscreens unterschiedlicher technologischer Funktionsprinzipien wählen. Die unterschiedlichen Technologien wirken sich jedoch auch auf die Interaktionsmöglichkeiten aus. Der Beitrag liefert daher eine Übersicht zu den interaktionsbeeinflussenden Faktoren bei der Touchscreenauswahl und legt den Aufbau und die Funktionsweise der unterschiedlichen Touchscreentechnologien dar. Die einzelnen Technologien wurden im Bezug auf Interaktionsbeeinflussende Faktoren analysiert und die Ergebnisse im Hinblick auf die gezielte systematische Auswahl einer geeigneten Touchscreentechnologie aufbereitet und dargestellt.

Das Verständnis des Nutzungskontextes ist der Ausgangspunkt für die menschzentrierte Gestaltung gebrauchstauglicher interaktiver Systeme. Zur Ermittlung des Nutzungskontextes stehen unterschiedliche Methoden zur Verfügung, deren zentraler Bestandteil die Befragung von typischen Nutzern ist. Bei neuartigen Systemen oder Technologien sind diese Nutzer jedoch nicht vorhanden. Der Beitrag gibt eine Übersicht über die einzelnen Methoden und zeigt am Beispiel einer Ladestation für Elektromobile einen Weg, wie der Nutzungskontext auch von potentiellen Nutzern methodisch erhoben werden kann.

Bei der Gestaltung von interaktiven Systemen mit einem Touchscreen als Mensch-Maschine-Schnittstelle kann man zwischen Touchscreens unterschiedlicher technologischer Funktionsprinzipien wählen. Die unterschiedlichen Technologien wirken sich jedoch auch auf die Interaktionsmöglichkeiten aus. Der Beitrag liefert daher eine Übersicht zu den interaktionsbeeinflussenden Faktoren bei der Touchscreenauswahl und legt den Aufbau und die Funktionsweise der unterschiedlichen Touchscreentechnologien dar. Die einzelnen Technologien wurden im Bezug auf Interaktionsbeeinflussende Faktoren analysiert und die Ergebnisse im Hinblick auf die gezielte systematische Auswahl einer geeigneten Touchscreentechnologie aufbereitet und dargestellt.

Das Verständnis des Nutzungskontextes ist der Ausgangspunkt für die menschzentrierte Gestaltung gebrauchstauglicher interaktiver Systeme. Zur Ermittlung des Nutzungskontextes stehen unterschiedliche Methoden zur Verfügung, deren zentraler Bestandteil die Befragung von typischen Nutzern ist. Bei neuartigen Systemen oder Technologien sind diese Nutzer jedoch nicht vorhanden. Der Beitrag gibt eine Übersicht über die einzelnen Methoden und zeigt am Beispiel einer Ladestation für Elektromobile einen Weg, wie der Nutzungskontext auch von potentiellen Nutzern methodisch erhoben werden kann.

Adaptive applications establish the basis for many ubiquitous computing scenarios as they can dynamically adapt to changing contexts. But adaptive applications lack of success when the adaptive behaviour does not correspond to the user’s interaction habits. A user study revealed that such applications are not satisfying for complex scenarios with a high degree of user interaction. We claim that there must be a trade-off between automation and user participation. By extending an existing adaptation middleware with capabilities to respect user preference and interaction behaviour we demonstrate how to integrate the user in the self-adaptation loop. Interdisciplinary results from the fields of usability engineering and interaction design include the need for an adaptation notification concept to avoid mismatching adaptation behaviour.

The focus of this paper is on context-aware, selfadaptive ubiquitous computing applications that involve mobile users. The development of such applications is inherently complex for two main reasons: From a technical perspective, context management and adaptation management add complexity to the application design and implementation. From a socio-technical perspective, concerns and requirements related to the social embedding and user acceptance must be addressed in the application design and lead to additional complexity, particularly because sensitive personal data is collected, processed, stored and communicated by such applications. In this position paper we present an analysis of the problem space and a solution approach. We have developed an interdisciplinary methodology that systematically addresses technical as well as non-technical concerns. Our conclusion is that solving the socio-technical challenges will be a key enabler for ubiquitous computing.

The focus of this paper is on context-aware, selfadaptive ubiquitous computing applications that involve mobile users. The development of such applications is inherently complex for two main reasons: From a technical perspective, context management and adaptation management add complexity to the application design and implementation. From a socio-technical perspective, concerns and requirements related to the social embedding and user acceptance must be addressed in the application design and lead to additional complexity, particularly because sensitive personal data is collected, processed, stored and communicated by such applications. In this position paper we present an analysis of the problem space and a solution approach. We have developed an interdisciplinary methodology that systematically addresses technical as well as non-technical concerns. Our conclusion is that solving the socio-technical challenges will be a key enabler for ubiquitous computing.

Inhalt dieses Beitrags ist die Gestaltung einer kopfbewegungsbasierten Steuerung für ein schwenk- und neigbares Kamerasystem. Es wird ein Überblick über die Anwendung und die technische Realisierung gegeben sowie die Ergebnisse einer ersten Evaluation vorgestellt, die den Vergleich mit konventionellen Eingabegeräten und die Anfälligkeit für das Auftreten der Simulatorkrankheit untersucht.

Lots of industrial plants are regularly inspected for irregularities such as gas leaks. This is done by plant personnel via visual, aural, olfactory, and gas detector based search. Mobile robots equipped with several sensors are an opportunity to free personnel from this monotone repetitive task. A task- and user-centered design approach was chosen to assure an efficient and effective human-robot interaction and to enhance the acceptance of the developed human-machine system. In the first step, current practices were surveyed and analyzed. Then, system requirements were derived and technically realized, to iteratively evaluate their usability. This article illustrates this design approach by exemplarily presenting requirements and their realization.

Dieser Beitrag beschreibt anhand eines konkreten Anwendungsfalls aus dem Bereich der Robotik, wie die Fähigkeiten des Menschen bei der Gestaltung einer Head-Mounted-Display-basierten Mensch-Roboter-Schnittstelle technisch umgesetzt werden können. Den inhaltlichen Rahmen bildet das Forschungsprojekt RoboGasInspector, dessen Ziel es ist, ein innovatives Mensch-Maschine-System mit mobilen und mit Gasfernmesstechnik ausgestatteten Inspektionsrobotern zu entwickeln und zu evaluieren, welches die Detektion und Ortung von Gaslecks in räumlich ausgedehnten technischen Anlagen weitgehend autonom bewältigt. Nach aktuellem Stand von Forschung und Entwicklung kann ein technisches System insbesondere in dynamischen Umgebungen nicht absolut fehlerfrei und ausfallsicher realisiert werden. Aus Gründen der Akzeptanz und der Anlagensicherheit ist deshalb eine Überwachung der mobilen Roboter erforderlich, die sich teilautonom durch die Anlage bewegen. Das Systemkonzept sieht eine zentrale Leitwarte mit zwei Benutzungsschnittstellen vor. Die eine Schnittstelle dient der Planung, Überwachung und Dokumentation der autonomen Funktion des Systems und die andere der Teleoperation des Roboters durch einen menschlichen Operator. Die Teleoperation soll menschliche Fähigkeiten synergetisch in das weitgehend automatisierte System integrieren und wird eingesetzt, falls der Mensch in der Lage ist, bei der Bearbeitung einer Aufgabe bessere Ergebnisse zu erzielen. Zur Unterstützung der Teleoperation wird ein Assistenzsystem eingesetzt, das dem Operator die visuellen Informationen liefert, die er benötigt um bei der Steuerung des Roboters am entfernten Einsatzort sein Situationsbewusstsein aufrechtzuerhalten. Das Assistenzsystem besteht aus einem Head-Mounted Display zur Ausgabe augmentierter Videobilder, die von einem Stereokamerasystem auf dem Roboter aufgezeichnet werden. Die Gestaltung der Teleoperationsunterstützung zielt darauf ab, dem Nutzer das Gefühl zu vermitteln mit den eigenen Augen aus der Perspektive des Roboters zu sehen bzw. im Sinne einer Telepräsenz selber vor Ort zu sein. Dazu wird bei der technischen Umsetzung von den menschlichen Fähigkeiten ausgegangen. Analogien zwischen technischen Parametern und quantitativen Maßen menschlicher Fähigkeiten werden genutzt, in dem die Parameter den zugehörigen Maßen angenähert werden. Eine Auswahl dieser Analogien wird in diesem Beitrag wiedergegeben und die Nachempfindung der menschlichen Wahrnehmung und Motorik durch Gegenüberstellung quantitativer Wertpaare beurteilt.

Inhalt dieses Beitrags ist die Gestaltung einer kopfbewegungsbasierten Steuerung für ein schwenk- und neigbares Kamerasystem. Es wird ein Überblick über die Anwendung und die technische Realisierung gegeben sowie die Ergebnisse einer ersten Evaluation vorgestellt, die den Vergleich mit konventionellen Eingabegeräten und die Anfälligkeit für das Auftreten der Simulatorkrankheit untersucht.

Lots of industrial plants are regularly inspected for irregularities such as gas leaks. This is done by plant personnel via visual, aural, olfactory, and gas detector based search. Mobile robots equipped with several sensors are an opportunity to free personnel from this monotone repetitive task. A task- and user-centered design approach was chosen to assure an efficient and effective human-robot in-teraction and to enhance the acceptance of the developed human-machine system. In the first step, current practices were surveyed and analyzed. Then, system requirements were derived and technically realized, to iteratively evaluate their usability. This article illustrates this design approach by exemplarily present-ing requirements and their realization.

Dieser Beitrag beschreibt anhand eines konkreten Anwendungsfalls aus dem Bereich der Robotik, wie die Fähigkeiten des Menschen bei der Gestaltung einer Head-Mounted-Display-basierten Mensch-Roboter-Schnittstelle technisch umgesetzt werden können. Den inhaltlichen Rahmen bildet das Forschungsprojekt RoboGasInspector, dessen Ziel es ist, ein innovatives Mensch-Maschine-System mit mobilen und mit Gasfernmesstechnik ausgestatteten Inspektionsrobotern zu entwickeln und zu evaluieren, welches die Detektion und Ortung von Gaslecks in räumlich ausgedehnten technischen Anlagen weitgehend autonom bewältigt. Nach aktuellem Stand von Forschung und Entwicklung kann ein technisches System insbesondere in dynamischen Umgebungen nicht absolut fehlerfrei und ausfallsicher realisiert werden. Aus Gründen der Akzeptanz und der Anlagensicherheit ist deshalb eine Überwachung der mobilen Roboter erforderlich, die sich teilautonom durch die Anlage bewegen. Das Systemkonzept sieht eine zentrale Leitwarte mit zwei Benutzungsschnittstellen vor. Die eine Schnittstelle dient der Planung, Überwachung und Dokumentation der autonomen Funktion des Systems und die andere der Teleoperation des Roboters durch einen menschlichen Operator. Die Teleoperation soll menschliche Fähigkeiten synergetisch in das weitgehend automatisierte System integrieren und wird eingesetzt, falls der Mensch in der Lage ist, bei der Bearbeitung einer Aufgabe bessere Ergebnisse zu erzielen. Zur Unterstützung der Teleoperation wird ein Assistenzsystem eingesetzt, das dem Operator die visuellen Informationen liefert, die er benötigt um bei der Steuerung des Roboters am entfernten Einsatzort sein Situationsbewusstsein aufrechtzuerhalten. Das Assistenzsystem besteht aus einem Head-Mounted Display zur Ausgabe augmentierter Videobilder, die von einem Stereokamerasystem auf dem Roboter aufgezeichnet werden. Die Gestaltung der Teleoperationsunterstützung zielt darauf ab, dem Nutzer das Gefühl zu vermitteln mit den eigenen Augen aus der Perspektive des Roboters zu sehen bzw. im Sinne einer Telepräsenz selber vor Ort zu sein. Dazu wird bei der technischen Umsetzung von den menschlichen Fähigkeiten ausgegangen. Analogien zwischen technischen Parametern und quantitativen Maßen menschlicher Fähigkeiten werden genutzt, in dem die Parameter den zugehörigen Maßen angenähert werden. Eine Auswahl dieser Analogien wird in diesem Beitrag wiedergegeben und die Nachempfindung der menschlichen Wahrnehmung und Motorik durch Gegenüberstellung quantitativer Wertpaare beurteilt.

Some functions in ambient assistance systems are enabled by sensors gathering data from the surroundings. While many prototypes are developed to prove technical concepts, for creating an acceptable, usable product additional facets need to be considered. Therefore, we present an approach to develop a functional ubiquitous system to support the monitoring and assistance of elderly family members. Besides the necessary technical concepts, insights from trust, law and user interface design are incorporated in this approach. The main idea of the approach is to deduce functional requirements from normative guidelines, theories or laws, and to combine the contributions from the involved disciplines developing the Senior Monitor demonstrator.

Ein in den Computerarbeitsplatz integriertes Assistenzsystem, das auf Grundlage sensorischer Messungen physiologischer Parameter des Nutzers, wie beispielsweise der elektrodermalen Aktivität, funktioniert und zu seinem daraus abgeleiteten Beanspruchungszustand Feedback gibt, könnte für den aktiven Abbau von Disstress im Arbeitskontext sinnvoll sein. Dieser Beitrag beschreibt mit einer "intelligenten" Computermaus eine Komponente dieses Arbeitsplatzes, die iterativ im Rapid-Prototyping-Verfahren entwickelt und evaluiert wurde. Darüber hinaus werden relevante Gestaltungsaspekte für die Weiterentwicklung der Komponente und des Gesamtsystems dargestellt.

Der "Kleine Helfer", ein mobiles Assistenzsystem zur Campuserkundung, soll Studienanfänger dabei unterstützen, studienrelevante Gebäude ausfindig zu machen und die von den universitären Einrichtungen jeweils angebotenen Dienstleistungen effektiv und effizient in Anspruch zu nehmen. Dieser Beitrag beschreibt die Erhebung von Benutzeranforderungen an die Gestaltung des Kleinen Helfers, für die eine State-of-the-Art-Analyse aktueller Campus-Applikationen und eine Fokusgruppe mit Studierenden der Universität Kassel durchgeführt wurden.

Technikentwicklungen im Bereich Ambient Assisted Living (AAL) werden besonders durch Rahmenprogramme der EU und nationale Forschungsprogramme gefördert. In den letzten Jahren sind zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsprojekte zu AAL- Anwendungen gestartet, deren Inhalte und Forschungsziele sich durchaus überschneiden. Dieser Beitrag gibt durch eine inhaltliche Kategorisierung einen Überblick der Themenzugehörigkeit derzeit laufender und abgeschlossener Projekte. Von den analysierten 73 EU- und 34 BMBF-geförderten Projekten wird außerdem die förderpolitische Schwerpunktsetzung anhand der Finanzierung der Themen betrachtet.

Even though computers play a massive role in everyday life of modern societies, older adults, and especially older women, are less likely to use a computer, and they perform fewer activities on it than younger adults. To get a better understanding of the factors affecting older adults’ intention towards and usage of computers, the Unified Theory of Acceptance and Usage of Technology (UTAUT) was applied as part of a more extensive study with 52 users and non-users of computers, ranging in age from 50 to 90 years. The model covers various aspects of computer usage in old age via four key constructs, namely performance expectancy, effort expectancy, social influences, and facilitating conditions, as well as the variables gender, age, experience, and voluntariness it. Interestingly, next to performance expectancy, facilitating conditions showed the strongest correlation with use as well as with intention. Effort expectancy showed no significant correlation with the intention of older adults to use a computer.

Even though computers play a massive role in everyday life of modern societies, older adults, and especially older women, are less likely to use a computer, and they perform fewer activities on it than younger adults. To get a better understanding of the factors affecting older adults’ intention towards and usage of computers, the Unified Theory of Acceptance and Usage of Technology (UTAUT) was applied as part of a more extensive study with 52 users and non-users of computers, ranging in age from 50 to 90 years. The model covers various aspects of computer usage in old age via four key constructs, namely performance expectancy, effort expectancy, social influences, and facilitating conditions, as well as the variables gender, age, experience, and voluntariness it. Interestingly, next to performance expectancy, facilitating conditions showed the strongest correlation with use as well as with intention. Effort expectancy showed no significant correlation with the intention of older adults to use a computer.

Tagungen […] sind ein wichtiges Element des wissenschaftlichen Austausches. […] wenn Sie gefragt werden, ob Sie nicht die nächste Konferenz in Kassel ausrichten wollen, dann soll Ihnen diese kleine Broschüre dabei helfen. Neuauflage 2011

Die Entwickler von Anwendungen zur technisch-sozialen Vernetzung stehen vor der Herausforderung einerseits nützliche und andererseits sichere und kontrollierbare Lösungen zu finden, um die Akzeptanz der späteren Nutzer sicherzustellen. In diesem Beitrag beschreiben wir einen benutzerorientierten Entwicklungsprozess für die RFID-basierte Anwendung MyGroup, die für die Kooperationsunterstützung am Arbeitsplatz (engl Computer Supported Cooperative Work, CSCW) eingesetzt wird. Dabei konzentrieren wir uns auf die frühen Phasen der benutzerorientierten Entwicklung und stellen einen Ansatz vor, der die Anforderungsanalyse mit Befragungen zur Nutzerakzeptanz auf der Grundlage eines theoretischen Szenarios verbindet.

In diesem Beitrag wird der Modellentwurf TAVUA vorgestellt, der es ermöglicht, die Forschungsergebnisse aus den Bereichen Technologieakzeptanz und Vertrauen bezogen auf die Nutzung ubiquitärer Anwendungen zusammenzuführen. Für diesen Zweck wird die verbindende Kausalstruktur von disziplinübergreifend genutzten Modellen für Verhalten (Theory of Reasoned Action) und die Nutzung von Informationstechnologie (Technology Acceptance Model) erläutert und auf den Modellentwurf übertragen. Es wird ein verbindender vierstufiger Aufbau identifiziert, der einen Kausalzusammenhang zwischen Meinungen, Einstellungen, der Verhaltensabsicht und dem tatsächlichen Verhalten herstellt. Der Modellentwurf verortet Technologieakzeptanz und Vertrauen in dieser Kausalstruktur. Zudem wird die Bedeutung von Vertrauen für die Akzeptanz von ubiquitären Anwendungen betont: Die Nutzung verlangt die Bereitschaft dem System Daten und Entscheidungen zu überlassen, sich also verletzlich zu machen und in einer unsicheren Situation Vertrauen aufzubringen. Die Ergebnisse einer Befra-gung zur Akzeptanz einer RFID-basierten und ubiquitären Anwendung zur Unterstützung der Zusammenarbeit in Forschungsgruppen konkretisieren die Voraussetzung für Vertrauen in ubi-quitäre Anwendungen.

Dieser Beitrag beschreibt anhand eines konkreten Anwendungsfalls aus dem Bereich der Robotik, wie die Fähigkeiten des Menschen bei der Gestaltung einer Head-Mounted-Display-basierten Mensch-Roboter-Schnittstelle technisch umgesetzt werden können. Den inhaltlichen Rahmen bildet das Forschungsprojekt RoboGasInspector, dessen Ziel es ist, ein innovatives Mensch-Maschine-System mit mobilen und mit Gasfernmesstechnik ausgestatteten Inspektionsrobotern zu entwickeln und zu evaluieren, welches die Detektion und Ortung von Gaslecks in räumlich ausgedehnten technischen Anlagen weitgehend autonom bewältigt. Nach aktuellem Stand von Forschung und Entwicklung kann ein technisches System insbesondere in dynamischen Umgebungen nicht absolut fehlerfrei und ausfallsicher realisiert werden. Aus Gründen der Akzeptanz und der Anlagensicherheit ist deshalb eine Überwachung der mobilen Roboter erforderlich, die sich teilautonom durch die Anlage bewegen. Das Systemkonzept sieht eine zentrale Leitwarte mit zwei Benutzungsschnittstellen vor. Die eine Schnittstelle dient der Planung, Überwachung und Dokumentation der autonomen Funktion des Systems und die andere der Teleoperation des Roboters durch einen menschlichen Operator. Die Teleoperation soll menschliche Fähigkeiten synergetisch in das weitgehend automatisierte System integrieren und wird eingesetzt, falls der Mensch in der Lage ist, bei der Bearbeitung einer Aufgabe bessere Ergebnisse zu erzielen. Zur Unterstützung der Teleoperation wird ein Assistenzsystem eingesetzt, das dem Operator die visuellen Informationen liefert, die er benötigt um bei der Steuerung des Roboters am entfernten Einsatzort sein Situationsbewusstsein aufrechtzuerhalten. Das Assistenzsystem besteht aus einem Head-Mounted Display zur Ausgabe augmentierter Videobilder, die von einem Stereokamerasystem auf dem Roboter aufgezeichnet werden. Die Gestaltung der Teleoperationsunterstützung zielt darauf ab, dem Nutzer das Gefühl zu vermitteln mit den eigenen Augen aus der Perspektive des Roboters zu sehen bzw. im Sinne einer Telepräsenz selber vor Ort zu sein. Dazu wird bei der technischen Umsetzung von den menschlichen Fähigkeiten ausgegangen. Analogien zwischen technischen Parametern und quantitativen Maßen menschlicher Fähigkeiten werden genutzt, in dem die Parameter den zugehörigen Maßen angenähert werden. Eine Auswahl dieser Analogien wird in diesem Beitrag wiedergegeben und die Nachempfindung der menschlichen Wahrnehmung und Motorik durch Gegenüberstellung quantitativer Wertpaare beurteilt.

Das Design ubiquitärer Systeme erfordert aufgrund der veränderten Mensch-Computer-Interaktion eine Weiterentwicklung der Methoden zur Anforderungserhebung. Ubiquitäre Systeme sollen die Bewältigung von Arbeitsaufgaben werkzeugartig unterstützen, sich jedoch unsichtbar in den variablen Nutzungskontext einfügen, der daher umfassend berücksichtigt werden muss. Für eine modellbasierte Analyse wird in diesem Beitrag die Activity Theory vorgestellt und am Beispiel der ubiquitären Anwendung MyGroup das interviewbasierte Vorgehen zur Ableitung von Anforderungen beschrieben, die dann die Grundlage für ein Design-Konzept waren.

Ältere Menschen nutzen im Vergleich zu jüngeren Menschen den Computer seltener und mit einem eingeschränkten Nutzungsspektrum. In einer Studie mit 54 Personen zwischen 50 und 108 Jahren zeigte sich, dass 91 % der befragten Computernutzer über private Helfer verfügen, die ihnen bei der Einarbeitung und Nutzung der Computer helfen. Die Hilfe ist detailliert, findet zeitnah und meist zuhause statt. Die älteren Menschen nutzen die Hilfe sowohl zu Lernzwecken als auch für die Anschaffung und Wartung ihrer Systeme. Über die in der aktuellen Literatur diskutierten ergonomischen Lösungsansätze zur Gestaltung von Computersystemen für ältere Menschen hinausgehend ergeben sich dadurch Hinweise für organisatorische Verbesserungsmöglichkeiten.

Ältere Menschen nutzen im Vergleich zu jüngeren Menschen den Computer seltener und mit einem eingeschränkten Nutzungsspektrum. In einer Studie mit 54 Personen zwischen 50 und 108 Jahren zeigte sich, dass 91 % der be-fragten Computernutzer über private Helfer verfügen, die ihnen bei der Einarbeitung und Nutzung der Computer helfen. Die Hilfe ist detailliert, findet zeitnah und meist zuhause statt. Die älteren Menschen nutzen die Hilfe sowohl zu Lernzwecken als auch für die Anschaffung und Wartung ihrer Systeme. Über die in der aktuellen Literatur diskutierten ergonomischen Lösungsansätze zur Gestaltung von Computersystemen für ältere Menschen hinausgehend ergeben sich dadurch Hin-weise für organisatorische Verbesserungsmöglichkeiten.

Das Thema Augmented Reality kann insbesondere vor dem Hintergrund der benutzerzentrierten Gestaltung fruchtbar gemacht werden: Beginnend beim ersten großen deutschen Mensch-Technik-Interaktions-Leitprojekt "ARVIKA - Augmented Reality für Entwicklung, Produktion und Service", über Projekte zur Unterstützung von Schweißprozessen im Schiffsbau und Anwendungen in der Medizintechnik, ergonomische Untersuchungen zu Head-Mounted Displays bis hin zur Überwachung technischer Anlagen mit mobilen Inspektionsrobotern stehen dabei methodisch stets die Benutzer und ihre Aufgaben im Zentrum der Gestaltung. Der Vortrag umfasst einen Querschnitt aus verschiedenen Projekten und stellt in diesem Kontext Methoden zur benutzerzentrierten Gestaltung von Augmented-Reality-Systemen vor.

Ubiquitäre Anwendungen brechen mit den klassischen Interaktionsformen zwischen Mensch und Informationstechnologie (IT). Rechner, Maus und Tastatur stehen nicht länger auf dem Schreibtisch - die IT verschmilzt mit Gebrauchsgegenständen und Umgebungen und unterstützt den Menschen aus dem Hintergrund. Der Mensch interagiert mit der eingebetteten Technologie implizit, ohne einen Bruch zu seinen IT-unabhängigen Handlungen in der Welt zu erleben. Sensorik misst, Prozessoren entscheiden und Aktuatorik bewirkt, ohne dass der Mensch direkt steuert und bedient. Diese zunehmend real werdende Vision verändert das System Mensch-Maschine. Es erfolgt eine Verschiebung der aktiven und die Interaktion steuernden Impulse hin zur Technik. Die veränderten Interaktionsparadigmen führen unter anderem zu den Fragen, ob die im benutzerorientierten Entwicklungsprozess bewährten Methoden noch geeignet sind, ob diese anzupassen sind oder ob gänzlich neue Formen benötigt werden. Berührt davon ist der gesamte Gestaltungszyklus mit Anforderungsanalyse, Design und Evaluation. Zudem stellt sich die Frage, wie die Herausforderungen in den Bereichen Kontrollverlust und Unsicherheit auf Benutzerseite methodisch berücksichtigt werden können.

Viele industrielle Anlagen werden regelmäßig durch Mitarbeiter begangen und visuell, auditiv, olfaktorisch sowie zum Teil auch messtechnisch auf Unregelmäßigkeiten, zum Beispiel austretende Gase, geprüft. In dem hier vorgestellten Ansatz sollen mit Gasfernmesstechnik ausgestattete mobile Roboter den Menschen von dieser monotonen repetitiven Aufgabe entlasten. Um die effektive und effiziente Mensch-Roboter-Interaktion zur Aufgabenausführung sicherzustellen und die Akzeptanz des Mensch-Maschine-Systems zu erhöhen, wurde ein aufgaben- und nutzerorientiertes Vorgehen gewählt.

Es existieren viele Methoden für die Evaluation von softwarebasierten Produkten. Die Auswahl der passenden Methoden wird insbesondere dann zur Herausforderung, wenn innovative Anwendungen mit neuartigen Anforderungen an die Evaluation vorliegen. Zudem kann es notwendig werden, etablierte Metho-den anzupassen. Dieser Beitrag diskutiert bezogen auf adaptive und auf Kooperati-on ausgerichtete Systeme mögliche Vorgehensweisen in diesem Bereich. Dabei werden iterative Vorgehensweisen aus den Bereichen Software Engineering und Usability Engineering in einem gemeinsamen Entwurf für ein integratives Ent-wicklungsmodell zusammengeführt. Zudem werden Evaluationsbeispiele aus der laufenden Forschungsarbeit im Projekt VENUS dargestellt.

High technical know-how is needed to automate a manually conducted task. During the system design process the main focus is usually put on the engineering part, but the involvement of users, their knowledge, workflow, and mental models are rarely considered. The resulting technical system is fully functional, but insufficiently accepted by the users. As an example of user involvement in requirements analysis, we present a conceptual design of a system with autonomous mobile robots for inspection of gas pipes in large technical plants. In addition to user observation and task analysis, a questionnaire for elicitation of user requirements has been developed. The questionnaire inquires the operators’ knowledge and flow of work during the inspection planning and conducting, the impact of environmental parameters, subjective difficulties, and anticipation of advantages of using the system. The resulting implications for the development and design of human-computer-interface as well as human-robot-interaction are introduced.

High technical know-how is needed to automate a manually conducted task. During the system design process the main focus is usually put on the engineering part, but the involvement of users, their knowledge, workflow, and mental models are rarely considered. The resulting technical system is fully functional, but insufficiently accepted by the users. As an example of user involvement in requirements analysis, we present a conceptual design of a system with autonomous mobile robots for inspection of gas pipes in large technical plants. In addition to user observation and task analysis, a questionnaire for elicitation of user requirements has been developed. The questionnaire inquires the operators’ knowledge and flow of work during the inspection planning and conducting, the impact of environmental parameters, subjective difficulties, and anticipation of advantages of using the system. The resulting implications for the development and design of human-computer-interface as well as human-robot-interaction are introduced.

In diesem Beitrag wird die Evaluation der Gebrauchstauglichkeit und Vernetzungswirkung der prototypisch umgesetzten mobilen sozialen Software Social Link mittels einer adaptierten Heuristischen Evaluation beschrieben. Social Link unterstützt seine Anwender dabei, Informationen über sich, den eigenen Standpunkt und das vorherrschende Wetter an Mitglieder einer Peer Group zu verschicken. Für die Evaluation wurden Nielsens Web-Heuristiken für die Anwendung auf mobile soziale Applikationen angepasst. Die Software wurde von sechs Evaluatoren bewertet und Optimierungsvorschläge für die Weiterentwicklung von Social Link generiert.

Je komplizierter technische Geräte werden, desto mehr Ärger können sie bei ihren Benutzern verursachen. Es gibt wohl kaum jemanden, der nicht schon einmal gern seinen PC aus dem Fenster geworfen oder eigenhändig zertrümmert hätte. Wenige, die nicht bei der Installation eines neuen DVD-Rekorders kurz vor der Kapitulation standen. Hilfe kommt nun verstärkt aus der psychologischen Forschung, die sich intensiv damit beschäftigt, wie Apparate anwenderfreundlich und klug gestaltet werden können.

Auditory information from the situation around us, available in open nature is lost in vehicles. To maintain the three-dimensional picture and situational awareness, pilots in an aircraft cockpit need to interpret two-dimensional data provided on flat screens. The visual information prevails; the auditory channel is used mainly for alerting or getting attention. In an ongoing research project we evaluate means to provide information using audio signals. For these audio signals, carrying information about state, direction, and amount of deviation explicit sound design is essential. Even when using voice commands, where the information is put into the words chosen, parameters exist that can support or oppose to this semantic information, like pitch (low to relax, high to alert), personality (robotic for regular automatic updates, human for unexpected trustworthy information). The paper shows, how an existing flight instrument is mapped to an audio display and what principles from psychology and music are applied to sound design.

Neuartige Spielesteuerungen, die auf dem Prinzip eines Brain-Computer Interface basieren, können möglicherweise auch für andere Computeranwendungen sinnvoll genutzt werden. Der Beitrag stellt ein solches Eingabegerät und die Ergebnisse eines ersten Usabilitytests vor.

Neuartige Spielesteuerungen, die auf dem Prinzip eines Brain-Computer Interface basieren, können möglicherweise auch für andere Computeranwendungen sinnvoll genutzt werden. Der Beitrag stellt ein solches Eingabegerät und die Ergebnisse eines ersten Usabilitytests vor.

Der Artikel beschreibt die benutzerzentrierte Entwicklung eines Navigationssystems für Fußgänger, das auf einem mobilen Endgerät mit Touchscreen umgesetzt wurde. Es werden spezielle Anforderungen von Fußgängern an Navigationshilfen erläutert und Unterschiede zu Autonavigationssystemen diskutiert. Beispielsweise ist es viel schwieriger, eine Orientierung für Fußgänger zu ermöglichen, da sie sich weniger auf einem festgelegten Straßennetz bewegen und sich eher an markanten örtlichen Gegebenheiten, wie Kreuzungspunkten und Landmarken, orientieren. Auch der Nutzungskontext einer solchen Navigationshilfe differiert, weil es, im Gegensatz zur Fortbewegung mit dem Auto, weniger darauf ankommt, effizient von Punkt A nach B zu kommen, als die Wegfindung mit parallelen freizeitbezogenen Tätigkeiten, wie Bummeln oder Schlendern, zu verbinden. Das entwickelte Konzept ermöglicht die Nutzung verschiedener vordefinierter Kartenansichten für Orientierungs- und Wegefindungsbedürfnisse. Das sindeine Übersichtskarte, eine Restwegkarte und eine Detailkarte für komplexe Raumsituationen. Die unterschiedlichen Nutzungssituationen werden durch verschiedene Modi, z.B. einen Wegfindungsmodus und einen Freizeitmodus, bei dem eher die Orientierung anstelle der Wegfindung im Vordergrund steht, unterstützt. Die Vorgehensweise bei der Entwicklung, zu der z.B. auch ein Wizard-of-Oz Feldtest gehörte, wird kurz erläutert und wichtige Erkenntnisse vorgestellt. Es zeigte sich u.a. insgesamt eine hohe Akzeptanz gegenüber dem entwickelten Prototyp. Zudem wurden die Grundkonzepte bestätigt. Änderungsbedarf ergab sich in Aspekten des Interaktions- und Informationsdesigns. Es mussten z.B. alle automatischen Zooms zwischen Kartenansichten durch einen vom Benutzer initiierten Aufruf ersetzt werden. Außerdem werden im vorliegenden Beitrag ergänzend aktuelle Entwicklungen im Bereich Handynavigation und Fußgängernavigationssysteme aufgegriffen und vergleichend diskutiert.

Augmented Reality (AR) ist eine in der praktischen Anwendung immer noch wenig verbreitete interaktive Technologie, die die reale Umwelt so mit computergenerierten Informationen bedarfsgerecht und kontextbezogen ergänzen oder bereichern (augmentieren) kann, dass für den Benutzer der Eindruck einer Verschmelzung dieser Informationen mit der wahrgenommenen Realität entsteht. Neben einem Überblick zu den damit zusammenhängenden Gestaltungsbereichen für die Mensch-Maschine-Interaktion wird ein an ISO 13407 angelehntes Vorgehen vorgestellt, das eine aufgaben- und benutzergerechte Systemgestaltung gewährleisten soll. Dieses systematische Vorgehen wird im Vortrag anhand von Anwendungsbeispielen konkretisiert. Beispielsweise wurden in der Analysephase die Anforderungen an AR-Anwendungen partizipativ und szenarienbasiert in verschiedenen Fokusgruppen erhoben, bevor sie zu Use Cases zusammengefasst wurden. Mit dieser benutzerzentrierten Perspektive werden außerdem grundlagenergonomische Fragen der Displays und Informationsdarstellung, das Usability Engineering der Benutzungsschnittstellen und systemergonomische Fragestellungen der AR-Technologienutzung in unterschiedlichen Anwendungsfeldern und Arbeitskontexten aufgegriffen.

Zur Bewertung der Gebrauchstauglichkeit von Mensch-Maschine-Schnittstellen bieten sich zahlreiche Methoden an, deren Ergebnisse als konstruktive Basis für die benutzungsbezogene Verbesserung herangezogen werden können. In diesem Beitrag wird die Methode der Blickbewegungsanalyse mit ihren zentralen Parametern als software-ergonomisches Evaluationsverfahren vorgestellt und beispielhaft für die Untersuchung und Bewertung einer webbasierten Buchungsoberfläche für Flugtickets verwendet. Zusätzlich zu Benutzerleistungsdaten (wie Ausführungszeiten und Fehler) stehen damit weitere verhaltensbeschreibende objektive Daten zur Verfügung, die durch in Benutzerbefragungen erhobene, subjektive software-ergonomische Bewertungen ergänzt werden. Durch diese Methodenkombination sollte auch der Frage nachgegangen werden, ob sich die subjektiven und objektiven Daten sinnvoll gegenseitig ergänzen, so dass im Ergebnis besser auf Benutzbarkeitsdefizite geschlossen werden kann. An der empirischen Untersuchung des Fallbeispiels nahmen 20 Probanden teil, die jeweils drei repräsentative Ticket-Buchungsaufgaben lösen mussten. Die Auswertung der Blickbewegungs- und Leistungsdaten sowie der verwendeten Fragebögen lieferte trotz des hohen Erprobungsgrades der Buchungsschnittstelle und ihrer Vorgängerversionen insgesamt zahlreiche Hinweise, die im Sinne einer formativen Evaluation für die Überarbeitung der Buchungsoberfläche genutzt werden konnten. Die Analyse identifizierte teilweise übereinstimmende Problembereiche, ein Teil der Defizite konnte jedoch nur anhand der Blickbewegungsdaten aufgedeckt werden.

Für ein Verstehen des komplexen Themas "Gesundheit" ist zunächst eine Analyse der Rahmenbedingungen und Einflussgrößen erforderlich. Ergonomische Gestaltungsfelder müssen erkannt und gesundheitsförderliche Prinzipien verstanden werden, bevor Methoden zur gesundheitsförderlichen Arbeitsgestaltung angewendet und im Unternehmen organisatorisch verankert werden können. Nicht zuletzt hat Gesundheit einen, wenn auch häufig nicht entsprechend akzeptierten, hohen Stellenwert für die Wirtschaftlichkeit des Unternehmens. Gesundheitsförderung wird so zum "wertschöpfenden" Prozess und zur Querschnittsaufgabe für alle betrieblichen Akteure. Wesentliche Rahmenbedingungen und Entwicklungstendenzen sind: (1) Rechtliche Rahmenbedingungen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes und Regelungen der Unfallversicherungsträger mit rechtlich bindendem Charakter, (2) personenbezogene Entwicklungstendenzen wie höhere Qualifikation, höherer Stellenwert persönlicher Gesundheit, steigendes mittleres Alter der Erwerbstätigen u.a., (3) Entwicklung von Krankheitsarten und des Umfangs krankheitsbedingter Ausfälle, (4) Organisatorische Entwicklungen wie Dezentralisierung von Verantwortung, Flexibilisierung von Arbeitszeiten, Veränderungen von Aufgabeninhalten und -strukturen etc. sowie (5) Technische Entwicklungen, wie z.B. die zunehmende Anzahl von Bildschirmarbeitsplätzen oder die Integration von Automatisierungstechnologie.

Supervisory control of complex systems or processes by a human operator can be understood as a superordinated control loop of the technical system. In this procedure there are three steps: (1) the operator monitors the state of a process or system, (2) he analyses and assesses it in comparison with a desired state, and finally (3), a correction by a specific operation is planned and carried out, if necessary. In the context of military aerial surveillance, the essential identification and classification tasks of aircrafts are based on various sensors and data exchange with other military units. Numerous additional conditions (e.g. the political situation) have to be considered. To assist operators in aerial surveillance tasks as well as in time-critical situations and at a computer workstation with a high informational workload, the design of ergonomic human-computer interaction is a crucial factor. A model-based design of human-computer interaction for aerial surveillance tasks at military workplaces is described in this contribution. First, interactions are generally characterized according to an extended semiotic model containing four levels of interaction (pragmatic, semantic, syntactic, and physical). In the second step, the model is used for deriving and describing design consequences. Finally, as an example, it is illustrated how to design a user interface for aerial surveillance tasks according to the model.

Vor Kurzem hat die Spiele-Industrie erste Geräte auf den Markt gebracht, die basierend auf dem Prinzip eines Brain-Computer-Interface (BCI) Computerspiele steuern sollen. Die Hersteller versprechen einfach benutzbare Hardware, optimierte Einrichtungs- und Kalibrierassistenten und vorkonfigurierten Softwareprofile für unterschiedliche Computerspiele, die jedem Benutzer den einfachen Einstig in das Spielgeschehen und eine schnellere Interaktion als mit konventionellen Eingabegeräten ermöglichen sollen. Sind diese Geräte trotz der einfachen Sensorik auch als biophysiologisches Interface für die Mensch-Computer-Interaktion bei anderen Anwendungen benutzbar? Dieser Beitrag gibt einen Überblick über derzeit verfügbare und angekündigte Geräte und stellt mit dem Neural Impulse Actuator exemplarisch ein solches Spiele-BCI vor. Ein Usability-Test, bei dem Stärken und Schwächen mit verschiedenen Testaufgaben untersucht wurden, kommt zu dem Ergebnis, dass Interaktionsaufgaben allein mit dem untersuchten BCI erfüllbar sind und solche Systeme eine sinnvolle Ergänzung zur herkömmlichen Interaktion sein können. Gleichzeitig wurde - gemessen an den hohen Erwartungen - jedoch auch noch deutliches Optimierungspotential identifiziert. Abschließend erfolgt eine Abschätzung der weiteren Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion.

Vor Kurzem hat die Spiele-Industrie erste Geräte auf den Markt gebracht, die basierend auf dem Prinzip eines Brain-Computer-Interface (BCI) Computerspiele steuern sollen. Die Hersteller versprechen einfach benutzbare Hardware, optimierte Einrichtungs- und Kalibrierassistenten und vorkonfigurierte Softwareprofile für unterschiedliche Computerspiele, die jedem Benutzer den einfachen Einstig in das Spielgeschehen und eine schnellere Interaktion als mit konventionellen Eingabegeräten ermöglichen sollen. Sind diese Geräte trotz der einfachen Sensorik auch als biophysiologisches Interface für die Mensch-Computer-Interaktion bei anderen Anwendungen benutzbar? Dieser Beitrag gibt einen Überblick über derzeit verfügbare und angekündigte Geräte und stellt mit dem Neural Impulse Actuator exemplarisch ein solches Spiele-BCI vor. Ein Usability-Test, bei dem Stärken und Schwächen mit verschiedenen Testaufgaben untersucht wurden, kommt zu dem Ergebnis, dass Interaktionsaufgaben allein mit dem untersuchten BCI erfüllbar sind und solche Systeme eine sinnvolle Ergänzung zur herkömmlichen Interaktion sein können. Gleichzeitig wurde –- gemessen an den hohen Erwartungen -– jedoch auch noch deutliches Optimierungspotential identifiziert. Abschließend erfolgt eine Abschätzung der weiteren Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion.

Die fortschreitende Technisierung der Umwelt bewirkt eine zunehmende Überschneidung der realen mit der digitalen Welt. Daraus ergeben sich im mobilen sozialen Nutzungskontext interessante Entwicklungspotentiale für neue Technologien und neuartige Kommunikations- und Interaktionsformen. Die bisher praktizierten Interaktionsformen und -regeln der zwei Welten treffen aufeinander, ergänzen und erweitern sich. Beispielsweise werden die Möglichkeiten zur Bildung und Pflege sozialer Beziehungen und Netzwerke zusammengeführt. In diesem Beitrag werden beispielhaft mögliche neue Interaktionsformen in der Grammatik von Design Patterns (vgl. Lukosch, 2007) dargestellt. Daneben wird das ihnen zugrunde liegende Rahmenkonzept erläutert. Dessen Bestandteile sind u.a. die Elemente Lokalität, Zeit, soziales Objekt und Embodied Interaction als Verbindungsglied zwischen realer und digitaler Welt.

Dieser Beitrag beschreibt relevante Arbeitsergebnisse bezüglich des Konzepts eines haptischen User Interfaces, das im Rahmen des EU-Projektes ASK-IT angefertigt wurde. Es wurde eine mobile haptische Navigationshilfe für Blinde konzipiert, ein Prototyp entwickelt und dieser in Nutzertests evaluiert. Das System basiert auf einem vibrotaktilen Multidisplay als Interaktionsschnittstelle, welches an den Handgelenken des Nutzers angebracht wird. Der Ursprung des Konzepts liegt in der Unzulänglichkeit vieler existierender mobiler Navigationsgeräte, die auschließlich den visuellen und auditiven Sinneskanal ansprechen, obwohl beide im Nutzungskontext des Fußgängers der Gefahr der Reizüberflutung ausgesetzt sind. Für die Erarbeitung der haptischen Schnittstelle wurden Designguidelines zusammengetragen, welche auch bei der Entwicklung Anwendung fanden. Die Ergebnisse des Projektes zeigen eine prinzipiell gute Erfolgschance einer derartigen haptischen Interaktionsschnittstelle - und dasauch über die Zielgruppe der visuell beeinträchtigten Nutzer hinaus.

Für die Untersuchung ergonomischer Fragestellungen bietet sich der Einsatz berührungsloser Blickerfassungssysteme an. Am FGAN Forschungsinstitut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie wird zurzeit das System SmartEye Pro verwendet, um Kopfstellung, Blickrichtung und Bewegungen des Augenlides von Probanden in Echtzeit zu erfassen. In zwei Vorstudien wurden die Auswirkung verschiedener Kalibrierungseinstellungen auf die Trackingqualität und die Qualität der Messung von Sakkaden und Fixationen evaluiert. Es zeigte sich, dass das System geeignet ist, statistische Aussagen in Bezug auf Blickbewegungen und Lidschlussverhalten zu generieren. Jedoch ist die Bestimmung von Sakkaden- und Fixationsparametern nur eingeschränkt möglich. Unter Berücksichtigung dieser Restriktionen wird das System zurzeit in einem Verbundforschungsprojekt mit der Deutschen Sporthochschule Köln und dem Zentralen Institut des Sanitätsdienstes der Bundeswehr Koblenz zur Erfassung der psycho-physiologische Leistungsfähigkeit von Soldaten verwendet.

The paper describes two experiments for investigating the influence of different levels of camera displacement on hand-eye coordination while using a video see-through head-mounted display. During the first experiment 15 camera positions with five levels of height displacement and three levels of depth displacement were compared in four different tasks. Using a two-way ANOVA the comparison of the calculated performance characteristic values showed significant influence of height displacement on hand-eye coordination. In conclusion cameras should be placed above or below eye level, but by no more than 35 mm, in order to preserve hand-eye coordination. In the second experiment, a mirror system was used to check hand-eye coordination in an exemplary medical task allowing the cameras to be placed virtually at eye level. A significant decrease in accuracy was found while using the head-mounted display compared to direct view. Finally, the mirror system was compared to the 15 camera positions using the data from the same tasks. Significant differences in performance were found between the mirror system and eye level position as well as the position slightly below eye level. The results of the experiment provide design recommendations for developers and users of video see-through systems.

Zur Bewertung der Gebrauchstauglichkeit von Mensch-Maschine-Schnittstellen bieten sich zahlreiche Methoden an, deren Ergebnisse als konstruktive Basis für die benutzungsbezogene Verbesserung herangezogen werden können. In diesem Beitrag wird die Methode der Blickbewegungsanalyse mit ihren zentralen Parametern als software-ergonomisches Evaluationsverfahren vorgestellt und beispielhaft für die Untersuchung und Bewertung einer webbasierten Buchungsoberfläche für Flugtickets verwendet. Zusätzlich zu Benutzerleistungsdaten (wie Ausführungszeiten und Fehler) stehen damit weitere verhaltensbeschreibende objektive Daten zur Verfügung, die durch in Benutzerbefragungen erhobene, subjektive software-ergonomische Bewertungen ergänzt werden. Durch diese Methodenkombination sollte auch der Frage nachgegangen werden, ob sich die subjektiven und objektiven Daten sinnvoll gegenseitig ergänzen, so dass im Ergebnis besser auf Benutzbarkeitsdefizite geschlossen werden kann. An der empirischen Untersuchung des Fallbeispiels nahmen 20 Probanden teil, die jeweils drei repräsentative Ticket-Buchungsaufgaben lösen mussten. Die Auswertung der Blickbewegungs- und Leistungsdaten sowie der verwendeten Fragebögen lieferte trotz des hohen Erprobungsgrades der Buchungsschnittstelle und ihrer Vorgängerversionen insgesamt zahlreiche Hinweise, die im Sinne einer formativen Evaluation für die Überarbeitung der Buchungsoberfläche genutzt werden konnten. Die Analyse identifizierte teilweise übereinstimmende Problembereiche, ein Teil der Defizite konnte jedoch nur anhand der Blickbewegungsdaten aufgedeckt werden.

In der Abteilung Ergonomie und Führungssysteme des FGAN Forschungsinstituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie werden Konzepte, Methoden und Werkzeuge zur benutzerzentrierten Gestaltung von Führungs- und Führungsinformationssystemen erforscht, entwickelt und angewandt. Ziel ist die Bereitstellung der erforderlichen wissenschaftlichen und technologischen Basis für ergonomisch zweckmäßige Ausrüstungsentscheidungen im Verfahren der Bedarfsermittlung und Bedarfsdeckung. Aufbauend auf ergonomischen Anforderungsanalysen werden innovative Mensch-Maschine-Schnittstellen konzipiert, in Form von Prototypen realisiert und hinsichtlich ihrer nutzergerechten Gestaltung in Feld- und Laborstudien evaluiert. Diese methodische Herangehensweise und die verschiedenen, thematisch abgegrenzten Forschungsfelder der Abteilung werden im Folgenden im Überblick dargestellt.

Die ergonomische Gestaltung von komplexen, dynamischen Systemen, in denen Menschen und Maschinen eng zusammenarbeiten, stellt eine besondere wissenschaftliche und technische Herausforderung dar. Durch innovative Konzepte und Technologien ist es heute möglich, den Menschen sehr viel besser als noch vor wenigen Jahren zu befähigen, hochautomatisierte Systeme effektiv und effizient führen und überwachen zu können. Gestaltungsziel ist es, die überragenden Fähigkeiten des Menschen im perzeptiven, kognitiven und sensumotorischen Bereich intelligent mit teilautonomen technischen Funktionen zu verzahnen. Dabei soll der Mensch zwar von unnötigen oder gefährlichen Routineaufgaben entlastet werden, sein Situationsbewusstsein jedoch voll entfalten können. Im vorliegenden Buch stellt das FGAN Forschungsinstitut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie den aktuellen Stand von Forschung und Technik dar. Der Schwerpunkt liegt in den Anwendungsbereichen Verteidigung und Sicherheit. Die 25 wissenschaftlichen Beiträge behandeln innovative Aspekte von Mensch-Maschine-Systemen wie multimodale Interaktion, 3D-Visualisierung in Virtueller Realität und Augmented Reality, adaptive Assistenzsysteme, Head-Mounted Displays, Führung unbemannter Robotersysteme, Cognitive Engineering und Ecological Interface Design oder Evaluationsmethoden für die Mensch-Maschine-Interaktion. Angesprochen werden Ingenieure, Informatiker und Technologiemanager, die verantwortlich für die Projektierung und Entwicklung von komplexen Mensch-Maschine-Systemen sind. Auch Studierende technischer Fachrichtungen können sich mit diesem Werk einen umfassenden Überblick über den Stand von Forschung und Technik verschaffen.

Mit dem Ziel einer software-ergonomischen Anzeigegestaltung wurde an Marine-Arbeitsplätzen in einer Operationszentrale die Mensch-Maschine-Interaktion zur Luftraumüberwachung analysiert. Die Benutzerinteraktionen können mit Hilfe des Semiotischen Modells in vier Ebenen differenziert und entsprechenden hierarchischen Stufen des technischen Systems zugeordnet werden. Dieses Modell wurde dann als Gestaltungsleitlinie herangezogen und in Kooperation mit Marine-Experten ein Prototyp entwickelt. Die Modellaspekte der einzelnen Ebenen und ihre Umsetzung in der Luftraum-überwachungsanzeige werden in diesem Beitrag vorgestellt.

Dieser Beitrag beschreibt die modellbasierte Gestaltung der Mensch-Computer-Interaktion an militärischen Arbeitsplätzen zur Luftlagebewertung. Die Interaktion wird zunächst allgemein anhand eines erweiterten Semiotischen Modells auf vier Ebenen (pragmatisch, semantisch, syntaktisch und physikalisch) charakterisiert. Daraus werden die entsprechenden Gestaltungsbereiche abgeleitet und kurz beschrieben. Als exemplarische Umsetzung wird dann anhand eines Prototyps die Gestaltung einer Benutzungsschnittstelle für die Luftlagebewertung dargestellt.

In diesem Beitrag wird ein Entscheidungsleiter-Modell für die menschliche Informationsverarbeitung vorgestellt und exemplarisch für die Gestaltung von Benutzungsschnittstellen verwendet. Das hierarchisch geordnete Modell bildet Wissenszustände und Informationsverarbeitungsschritte bei der Situationsanalyse und Handlungsplanung ab und wird als Grundlage für eine kognitiv-kompatible Systemgestaltung genutzt. Durch die Unterteilung des gesamten Verarbeitungsprozesses in verschiedene kognitive Teilaufgaben lassen sich die jeweils dazu benötigten Informationen identifizieren und formulieren. Jede der im Modell repräsentierten Analyseaktivitäten verlangt nach einer speziellen Art der Darstellung der zugrundeliegenden Informationen, damit sie optimal in den erforderlichen Entscheidungsschritt eingebunden werden können. Im Einzelnen werden dazu Aspekte der Aktivierung, der Beobachtung und Identifizierung von kritischen Zuständen, der regelbasierten Ableitung von Handlungsbedarf, der Bildung von Zustandsgrößen und der wissensbasierten Analyse und Handlungsplanung aufgegriffen und anhand eines Anwendungsbeispiels konkretisiert. Dazu wurde exemplarisch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle konzipiert und prototypisch in einer Experimental- und Testumgebung realisiert, mit deren Hilfe Prozesse der Luftraumüberwachung und Lagebewertung durch einen Operateur auf verschiedenen kognitiven Ebenen unterstützt werden sollen.

Gegenstand dieses Beitrags ist die empirische Untersuchung eines webbasierten Buchungsportals für Flugtickets. Zunächst wird die Methodik der Blickbewegungsanalyse kurz vorgestellt, die als Evaluationsverfahren eingesetzt wurde. Damit stehen zusätzlich zu Leistungsdaten (wie Ausführungszeiten und Fehler) weitere verhaltensbeschreibende objektive Daten zur Verfügung, die durch in Benutzerbefragungen erhobene, subjektive software-ergonomische Bewertungen ergänzt werden. Ziel der Untersuchung war es, durch diese Methodenkombination Gebrauchstauglichkeitsdefizite der Buchungsoberfläche aufzudecken und daraus Gestaltungshinweise zur software-ergonomischen Verbesserung abzuleiten. Am Experiment nahmen 20 Probanden teil, die jeweils drei repräsentative Buchungsaufgaben lösen mussten. Die Analyse der Blickbewegungs- und Leistungsdaten sowie die Fragebogenauswertung identifizierten teilweise übereinstimmende Problembereiche, ein Teil der Defizite konnte jedoch nur anhand der Blickbewegungsdaten aufgedeckt werden.

Als Überwachungstätigkeit wird im Allgemeinen die leitende Kontrolle (Supervisory Control) meist komplexer Systeme oder Prozesse durch einen menschlichen Operateur verstanden. Diese Aufgabe des Operateurs lässt sich qualitativ als übergeordneter Regelungsvorgang beschreiben, bei dem der Zustand eines Prozesses oder Systems beobachtet wird, ein Vergleich mit dem Sollzustand hergestellt wird und ggf. eine Korrekturhandlung geplant und ausgeführt wird.

Der vorliegende erste Teil dieses Artikels beschreibt die Methodik einer weltweit neuartigen Methode, Prozess-Visualisierungen individuell für einzelne Bediener anzupassen. Die Grundlage dieser Optimierung bilden konventionelle und kognitionsorientierte Modellbildungen. Im ersten Optimierungsschritt werden die Darstellungen an die allgemein gültigen Bedürfnisse der menschlichen Informationsverarbeitung angepaßt. Der zweite neue Schritt leistet durch Abstrahieren evolutionärer Mechanismen die Anpassung der Mensch-Maschine-Schnittstelle an den individuellen Bediener. Die Beschreibung der Bewertung dieser Methodik folgt in Teil 2 dieses Artikels.

Der vorliegende zweite Teil dieses Artikels beschreibt die Bewertung der weltweit neuartigen EOGUI-Methodik, Prozess-Visualisierungen individuell für einzelne Bediener anzupassen, deren Methodik im ersten Teil vorgestellt wurde. Die Bewertung umfasst eine eperimentelle Untersuchung von Bedienoberflächen für einen technischen Prozess, die unter Anwendung der EOGUI-Methodik generiert worden sind.

Simulation on human tasks has become increasingly important in manufacturing systems' design, assessment and improvement. In order to evaluate working processes and human factors in autonomous production cells (APCs), a collective analyzis of human-centred simulation approaches in advanced manufacturing systems is carried out, and a human task-oriented simulation methodology is proposed in this paper. Based on the methodology, a comparative simulation study is carried out in a 3D laser welding production cell from the aspects of human task spectrum, human error and occupational requirements. Human task network models of both conventional working process and APC working process are constructed using timed coloured Petri Nets. The evaluation criteria architecture for the simulation is formulated and the respective algorithms and parameters for the criteria are discussed in detail. A simulation program using C++ is developed based on Poses++ Petri Net simulator. The simulation results show some important transitions of system performance and human factors from the conventional production cell to the APC, which can support the decision-making when redesigning the conventional production cells to fit the requirements of APCs.

Hypothesis: The auditory display will reduce visual workload, decrease the amount of head-down time and the need for focus changes between inside and outside vision. Directional audio will trigger more instinctive reactions on directional information in collision warnings and directional commands in approach and taxi guidance. Audio Cue Positioning Equipment: A workstation including high-end audio equipment and MIDI output, a synthesizer (Roland JV-2080) for cue generation, a MIDI controllable digital mixer (Yamaha 01v). This work has been supported by Deutsche Forschungsgemeinschaft - DFG

Ein wesentlicher Einsatzbereich von Verfahren und Technologien der Virtual Reality (VR) ist die Konzeption und Konstruktion von zukünftigen Produkten oder Arbeitsplätzen. Auch bei der Flugvorbereitung im Luftverkehr werden VRApplikationen eingesetzt. Dabei kommen vermehrt stereoskopische Anzeigesysteme zum Einsatz. Der Flugplaner erhält damit eine sehr plastische, echtdreidimensionale Ansicht der Szene, was seine Aufgabe erleichtert und unterstützt. Echtdreidimensionale Visualisierungen ermöglichen das Abschätzen von Tiefen und räumlichen Relationen. Die Tiefenwahrnehmung unterscheidet sich jedoch bei einem VR-System von der im realen Umfeld. Es ist deshalb wichtig, eine möglichst verzerrungsfreie Darstellung zu erhalten oder zumindest die auftretenden Fehler abzuschätzen. Zur Einschätzung der räumlichen Verzerrungen in einer stereoskopischen Darstellung wurden Versuche durchgeführt. Der Fokus lag hierbei auf konventionellen Desktoparbeitsplätzen, wie sie im CAD-Bereich und bei der Flugplanung vorliegen. Es wurde untersucht, wie verschiedene Projektionsparameter im Sichtmodell genutzt werden können, um die auftretenden Verzerrungen in der Tiefenwahrnehmung zu minimieren. Aus psychologischer Sicht besteht ein mentales räumliches Modell aus einem Netz räumlicher Relationen. Daher liegt der Fokus der vorliegenden Arbeit in der Untersuchung, wie räumliche Relationen, die verschiedentlich zum Betrachter ausgerichtet sind, in ihrer Länge wahrgenommen werden. Die Problematik wird aus ergonomischer Sicht diskutiert.

In enterprises with multiple projects, product developers often fail to act according to project plans, even though the plans have been developed very thoroughly. The proposed person-centred simulation model can simulate more realistic courses of development projects. A major difference to existing models is the bounded rational decision making of the simulated product developers. The model was formally described by Timed Stochastic Coloured Petri Nets and was systematically verified using an analysis of variance. The results of a case study in a medium-sized enterprise show that the simulated project durations do not significantly differ from the historical data.

In this paper a person-centered, actor-driven project simulation approach is presented that can cope with highly parallel tasks in multiple projects and can, therefore, help managers to plan concurrent product development projects. The task execution sequence is determined by means of a bounded rational choice model accounting for the urgency of tasks. The model creates realistic project dynamics using only a small number of input parameters. The project manager is, for instance, not forced to specify fixed predecessor-successor-relations of tasks. The model was validated with historical project data from a company of the German electronics in-dustry. Using Student’s t-tests the simulated project durations showed no significant derivation from the historical duration.

Der Beitrag stellt ein Verfahren zur Bestimmung der Ortsgenauigkeit von Blickmesssystemen vor. Dieses verwendet modifizierte Landolt-Ringe, die von einem Probanden an verschiedenen Bildschirmpositionen erkannt werden müssen. Die Untersuchung zweier aktueller, berührungsloser Blickmesssysteme mit dieser Methode zeigte, dass die angegebene Messgenauigkeit nicht über den gesamten Messbereich erreicht wird.

The article describes the development and ergonomic evaluation of an augmented reality (AR) welding helmet. The system provides an augmented user interface with supporting information relevant to the welding process. The experimental studies focused on hand-eye coordination of welders and nonwelders with two prototypes of the augmented reality welding helmet. The first prototype operated at 16 frames per second, whereas the second, improved version had 20 frames per second. In addition, the hand-eye coordination while wearing the welding helmet with video see-through head-mounted display was compared to a performance with natural vision, without any helmet. Experimental results showed significant influence of helmet and occupation on hand-eye coordination. Subjective assessment revealed better rating for stereo perception for the system with the higher frame rate, whereas no significant difference in performance was found between the two frame rates.

In this contribution the development of a web-based e-learning system is described and a method for evaluation is introduced, whereby the e-learning portal INTEGRAL II will be used as an exemplification. The proposed approach is based on system monitoring of user interaction by data capture in a server-log-file, and it additionally integrates external data. As such it is a user-based approach, which typically applies to prototyping or early stages of the product life-cycle. Due to its non-reactive character, the hypothesized biasing effects are supposed to be minimal. Especially server log-files are means of gathering objective, quantitative data which can not be derived by other means. Additionally the procedure is not very complex, that is, it is easy to conduct and does not take too much time to collect data. Log-files are records that are generated by the system automatically and incorporate information about access to and quitting the system, location of the user, time spent with the system and actions within the system. As illustrated in this contribution, these data can be analyzed and interpreted in seven steps. The analysis reveals specific results for the INTEGRAL II system as well as more abstract suggestions for usability testing in general. Log-file analyses in combination with other measures are powerful means of evaluating a web-based system. What information is provided by log-files? What technical framework must be considered for the interpretation? How can these implicit data be used to evaluate web-based systems? These questions are considered in detail in this contribution.

Ein Head-Mounted Display (HMD, kopfbasierte Anzeige, Datenbrille) ist ein visuelles, am Kopf befestigtes Ausgabegerät, mit dem der Benutzer eingeblendete Informationen (und ggf. auch die Außenwelt) in natürlicher Blickrichtung wahrnehmen kann.

Innovative Informationstechnik bietet vielfältige Potentiale und macht Daten erschließ- und verarbeitbar, die in der Vergangenheit teilweise kaum zugänglich waren. Zugleich stellt sich mit der wachsenden Komplexität von IT-Systemen und den damit einhergehenden kognitiven Anforderungen an den Nutzer immer häufiger die Frage, inwieweit solche technischen Systeme noch überschaubar und beherrschbar sowie im Sinne einer Optimierung des gesamten Mensch-Maschine-Systems hinsichtlich Effizienz und Effektivität zu gestalten sind. Mit der kognitiven Ergonomie wird dabei das Ziel verfolgt, bei der Gestaltung der Mensch-Computer-Interaktion insbesondere die mentalen Fähigkeiten und Grenzen des Faktors "Mensch" zu berücksichtigen, indem sich z. B. die technische Informationsvisualisierung an Prozessen der menschlichen Informationsverarbeitung orientiert. Wo sind Grenzen der technischen Informationsverarbeitung und wie müssen Informationen für den Nutzer aufbereitet, verdichtet und dargestellt werden, damit sie möglichst gut in menschliche Schlussfolgerungsprozesse integriert werden können? In diesem Beitrag werden zunächst Problemfeld und Lösungsansatz in einem Überblick beschrieben. Exemplarisch für die Aspekte "Mensch-Computer-Funktionsteilung", "Kompatibilität zwischen technischem System und mentalen Modellen bei der Informationsvisualisierung" und "Orientierung an Aufgabe und menschlichen Informationsverarbeitungsschritten bei der Informationsaufbereitung" werden dann anhand konkreter Forschungs- und Entwicklungsarbeiten Beispiele für die Umsetzung kognitiv-ergonomischer Anforderungen bei der Mensch-Computer-Interaktion gegeben und zusammengefasst.

Informatorische (geistige) Arbeit bildet den Gegensatz zur energetischen (körperlichen, physikalischen) Arbeit und umfasst die Wahrnehmung (Perzeption) und Informationsverarbeitung (Kognition). Es gibt eine Vielzahl von ModelIierungsansätzen für die menschliche Informationsverarbeitung; ein weit verbreitetes Grundmodell basiert auf der Unterscheidung von Verarbeitungsstufen und Informationsspeichern, die der bewussten oder unbewussten Steuerung durch die menschliche Aufmerksamkeit unterliegen.

Mentale Modelle (interne Wissensrepräsentationen, kognitive Modelle) sind hypothetische Konstrukte, die gedanklich und nicht gegenständlich sind und dem Zweck dienen, die Leistungen menschlicher Informationsverarbeitung zu beschreiben und zu erklären. Menschen setzen Ereignisse der externen Welt mit ihren gehirninternen, gedanklichen Modellen in Bezug; Perzeption und Aktion werden durch sie beeinflusst. Menschliches Denken und Handeln erfolgt unter Nutzung und Manipulation dieser internen Repräsentationen. Mentale Modelle lassen sich definieren als ein stabiles Gefüge von Wissen, das der Benutzer bezüglich eines Realitätsausschnittes gebildet hat und auf ihn anwendet. Die Existenz mentaler Modelle ist eine Grundannahme der Kognitionswissenschaft.

Monitore (Bildschirme, visuelle Anzeigeeinrichtungen) sind technische Geräte zur Darstellung von grafischen Daten und/oder alphanumerischen Zeichen, so dass sie vom Menschen wahrgenommen werden können. Technologische Ausführungsformen (z. B. Kathodenstrahlröhren-, Flüssigkristall-, Dünnfilmtransistoren- und Plasmamonitore) unterscheiden sich in ihren technischen Kenngrößen und ihren Einsatzgebieten.

This contribution is concerned with considering physiological factors of human visual perception in the design of work systems using virtual environments. It starts with a description and analysis of physiological factors of monocular and binocular visibility mechanisms that influence the visual perception of the human being and that must be given thoughtful attention to in virtual environments additionally to technological parameters such as the screen resolution and the refresh rate of the projection of a virtual environment or the accuracy of calibration. As it is still difficult to estimate the complex interaction of these physiological factors, essential individual effects of visual depiction and human visual perception were analysed under ergonomic aspects in an empirical case study. The results of the presented study prove that the subjects’ distance to the projection screen and the degree of decoupling of accommodation and vergence have a statistically significant influence on their distortion of depth perception. Additionally subjects’ experience with three-dimensional visualization was identified as a further influencing factor.

Beitragsgegenstand ist die Berücksichtigung physiologischer Faktoren der menschlichen visuellen Wahrnehmung bei der Gestaltung von Arbeitssystemen mit virtuellen Umgebungen. Mit den Ergebnissen der vorgestellten Studie kann belegt werden, dass der Abstand der Versuchspersonen von der Projektionsfläche und der Grad der Entkopplung von Akkommodation und Vergenz einen statistisch signifikanten Einfluss auf die Verzerrung der Tiefenwahrnehmung haben. Als weiterer Einflussfaktor konnte die Benutzererfahrung im Umgang mit 3D-Visualisierung identifiziert werden.

Als Überwachungstätigkeit wird im Allgemeinen die leitende Kontrolle meist komplexer Systeme oder Prozesse durch einen menschlichen Operateur verstanden. Diese Aufgabe des Operateurs lässt sich qualitativ als übergeordneter Regelungsvorgang beschreiben, bei dem der Zustand eines Prozesses oder Systems beobachtet, ein Vergleich mit dem Sollzustand hergestellt und ggf. eine Korrekturhandlung geplant und ausgeführt wird.

Die Fähigkeit, komplexe Bearbeitungsprozesse mit einem maximalen Grad an Selbstständigkeit über einen längeren Zeitraum zuverlässig und störungsfrei durchzuführen, stellt das herausragende Leistungsmerkmal Autonomer Produktionszellen dar. Gleichzeitig müssen Prozessablauf und -zustand transparent und jederzeit für den Benutzer ersichtlich sein und ihn bei der Umsetzung der Werkstücksolldaten zum Fertigteil von beanspruchenden Routineaufgaben weitgehend entlasten. Dabei soll die Leistungsfähigkeit und Kreativität des Benutzers durch innovative Unterstützungssysteme angemessen gefördert werden. Dabei ergeben sich aus Sicht der Arbeitsgestaltung unter anderem folgende Fragen: Welche Arbeitsorganisation ist angemessen, so dass Menschen mit computergestützten Produktionsmaschinen in autonomen organisatorischen Einheiten mit kooperativen Aufgabenbezügen zu angrenzenden Funktionsbereichen effektiv zusammenarbeiten können? Wie lässt sich in einer Individualbetrachtung eine angemessene Aufgabenzuweisung zwischen Mensch und Maschine erreichen, so dass sich sowohl Produktivität als auch Humanorientierung sicherstellen lassen? Wie ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle im Hinblick auf innovative Unterstützungssysteme bei interaktiven Benutzungsaufgaben zu gestalten?

In Autonomen Produktionszellen werden zur Benutzungsunterstützung neben der Diagnosefunktionalität auch Hilfen zur Fehlerprognose sowie Vorschläge zur Fehlerbehebung integriert. Dadurch ergibt sich der vollständige Funktionsumfang eines Störungsdiagnosesystems einschließlich der Möglichkeit des selbstgesteuerten Lernens. Übergeordnetes Ziel ist es, die Kompetenzentwicklung des Systemanwenders als Gestaltungsziel zu berücksichtigen. Hierzu wird eine modellgetriebenen Entwicklung verfolgt, so dass es z.B. für die Benutzungsschnittstelle möglich ist, verschiedene zeitliche Kopplungen zwischen Operateur und Aufgabe repräsentieren zu können. So treten in Autonomen Produktionszellen informatorische Aufgaben auf, die eine synchrone Informationsverarbeitung erfordern (z.B. Einfahren des Bearbeitungsprozesses beim Fräsen), die quasi-synchronen Charakter haben (z.B. Prozessüberwachung) oder zeitlich vollkommen vom eigentlichen Bearbeitungsprozess entkoppelt und als planend anzusehen sind. Besonders bei synchronen Aufgaben werden multiple Modalitäten zur Informationsaufnahme eingesetzt, die im Modell berücksichtigt werden sollten.

When managing multiple projects with various task and resource interdependencies it is challenging to plan task assignments for personnel and to derive a realistic schedule. Existing models for simulating the organizational processes of product development projects have emerged, but are of no adequate help for project managers yet. In this paper a person-centered, actor-driven simulation approach is presented that can cope with highly parallel tasks and projects. The task execution sequence is determined by means of a bounded rational choice model accounting for the urgency of tasks. The simulation model considers task durations as output variables consisting of efforts spent and idle periods. It therefore naturally accounts for resource-induced interdependencies between tasks. The model creates a very realistic project dynamic using only a small number of input parameters. The project manager is, for instance, not forced to specify fixed predecessor-successor-relations. The most sensitive input parameters are the efforts (man hours) to be spent and the deadlines of tasks. A case study of a real product development project was conducted along with the model. Using Student's t-tests the simulated project durations showed no significant derivation from the empirically observed duration.

Design work and computer-aided design (CAD) systems are described in this contribution. To increase the efficieny of design work and to rationalize the product development process, technical, organizational and ergonomic aspects have to be considered. Characteristics of design tasks, especially different levels of knowledge representation for design problem-solving and decision-making have to be taken into account. Structural levels of human-computer interaction may help to derive ergonomic requirements for CAD systems.

This chapter gives a general overview of past, current and future visual displays, their technical basis and resulting characteristics relevant to human-computer interaction. In this context, computers may be understood as stationary desktop systems as well as mobile devices like notebooks, personal digital assistants (PDAs), and other pocket or handheld devices. Together with the general development of human-computer interaction, the technology of visual displays has quickly evolved over the last decades. The majority of visual displays in human-computer interaction is based on the variation of light (e.g. indicator lights signaling power on or the main visual display), but there are still some visual indicators on common computers that rely on the displacement of a physical entity. Examples are the write protect tab on a 3.5" floppy disk, the eject button on the floppy disk drive, or latches on notebook computers. Displays based on the displacement of a physical entity might have the advantage that they can be perceived by touch and therefore do not rely solely on the human visual system to convey their message. But the amount of information that can be displayed is restricted. Therefore all displays discussed further on in this chapter are based on visual light, i.e. electromagnetic radiation with a wavelength between about 380 nm and 780 nm. Some newer developments in human-computer interaction (e.g. Virtual Reality and Augmented Reality) require visual displays with characteristics very different from today’s found on standard PCs. On the other hand, technical devices with formerly restricted interaction possibilities are becoming more "intelligent". Hence the user interaction is more diverse and one way of accomplishing this is by implementing visual interfaces with greater spatial resolution. Many of these devices show a similar evolution of the visual display as the computer did: from simple lamps to graphical displays.

Engineering design tasks are mainly knowledge-intensive cognitive actions. Therefore, an adequate computer based structure and representation of engineering design knowledge is a crucial point to support the design engineer’s cognitive tasks. On the one hand, this knowledge representation should be compatible to the design engineer’s mental model and correspond to an intuitive way of thinking. On the other hand, this representation should comply with systematic design methods without limiting human problem solving. In this contribution, a computer supported cooperative product development system is proposed, where user group specific abstraction hierarchies are applied as reasoning spaces for each member of the product development team. From a cognitive engineering point of view it should enable a shared understanding in collaborative work, if team member A can look to a certain degree at member B’s reasoning space to set his own results in context. In a prototypic system three team member’s perspectives were realized in an application scenario, reflecting the development process of a complex electromechanical product. To analyze aspects of knowledge representation, this prototype was used by 32 engineering experts to fulfil several product development tasks. In a pre-post-comparison, data on their mental models were collected and analyzed using correlations and multidimensional scaling.

Dieser Beitrag stellt eine Methode zur Evaluation webbasierter Systeme vor, bei der im Hintergrund aufgezeichnete Benutzerinteraktionen als Datengrundlage verwendet werden. Die einzelnen Anwendungsschritte der Methode werden exemplarisch anhand der arbeitswissenschaftlichen Lernplattform INTEGRAL II veranschaulicht und mit ihren Ergebnissen vorgestellt.

Wer regelmäßig am Computer arbeitet kennt die Situation. Man hat eine ganz wichtige E-Mail zu schreiben, oder eine Powerpoint-Präsenation, für einen wichtigen Vortrag, zu erstellen, und dann passsiert es - der Computer streikt. Die Festplattte ist kaputt oder der Rechner hat einen Virus und alle Daten sind weg. In dieser Situation bekommen viele Menschen einen Wutausbruch, und lassen ihre Wut an dem elektronischen Gerät aus. Eine wissenschaftliche Arbeit zu dem Thema besagt, dass diese "Gewaltanwendung" an Computern häufiger vorkommt als man glaubt. Wir möchten uns, mit einem lachenden Auge, diesem Phänomen nähern.

A central design principle of cognitive ergonomics is the compatibility of a technical system with the mental model of the user. To minimize transformation efforts it is useful to provide information in a form that complies as well as possible with the user’s mental model being necessary to cope with the task. In this context, knowledge representation means the formalization or coding of a mental model, for example utilizing a graphical or textual notation. On the one hand, this can be a knowledge representation on a rather perceptual level, e.g. the representation of relational, spatial, temporal, kinematical, dynamic or visual properties or a physical system organization as a device topology. On the other hand, conceptual and causal models highlighting the explanations of functional coherences are used to represent abstract, schematic knowledge. Since there is a co-evolution of cognitive psychology and artificial intelligence (AI), technical concepts of knowledge representation are used in both areas of application. Several notations and languages for knowledge representation were developed, for structuring information as well as for reasoning in a natural way. In AI, these representations should support machined inference mechanisms; in cognitive psychology they are used to explain human information processing. In cognitive ergonomics they are the design framework of a task-appropriate representation for human information processing. The following section gives an overview to eight main models of knowledge representation used in AI as well as in cognitive psychology and ergonomics. Besides the initially described direct representations propositional representations are considered in the following. The semantics of these propositional representations are depicted by different types of symbols, relations and design modalities to comply with their particular application purposes.

In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur mental kompatiblen Gestaltung eines Konstruktionssystems vorgestellt, mit dem Informationen für interdisziplinäre Produktentwicklungsprozesse kognitiv-ergonomisch strukturiert und visualisiert werden sollen. Im Rahmen einer empirischen Untersuchung wurden mentale Modelle der Versuchs-teilnehmer aus drei Wissensdomänen erhoben und mit einem Wissensrepräsentationsmodell verglichen.

The fast development in the area of information and communication technology and especially in broadband internet access and mobile computing has changed the established ways of communication, learning, entertainment and work in professional and private lives. Undoubtedly, mobile devices, network applications and services offer a wide range of new possibilities. But besides technological feasibility it is not always clear what features are really essential, useful or handy for a particular person in a particular work context. Therefore, to create mobile work systems that enable efficient and effective work in a new way or improve current work processes, it is necessary not only to focus on technology, but to look at the users, their qualifications and tasks, as well as to include aspects of work organisation in an integrative approach. Especially in the area of mobile work applications, the time to market and the half-life period of products gets shorter and constantly new versions of products are launched. Accordingly, the time frame for design phases decreases, calling for an efficient and reliable design process. Hence, to meet these challenges a structured and model-based framework has been developed that includes a human-centred and task-oriented design approach. It is supposed to help mobile work systems' designers to think about what is required for particular work context in terms of technology, organisation and personnel. Against the background of trends in mobile work, this framework is presented in this chapter and illustrated by a case study to exemplify the proposed design process.

In diesem Beitrag wird mit dem Ziel des Cognitive Systems Engineering in der Prozessführung ein Entscheidungsleiter-Modell für die menschliche Informationsverarbeitung vorgestellt und exemplarisch für die Gestaltung von Mensch-Maschine-Schnittstellen verwendet. Im Einzelnen werden dazu Aspekte der Aktivierung, der Beobachtung und Identifizierung von kritischen Zuständen, der regelbasierten Ableitung von Handlungsbedarf, der Bildung von Zustandsgrößen und der wissensbasierten Analyse und Handlungsplanung aufgegriffen und anhand eines Anwendungsbeispiels konkretisiert. Dazu wurde exemplarisch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle konzipiert und prototypisch in einer Experimental- und Testumgebung realisiert, mit deren Hilfe Prozesse der Luftraumüberwachung und Lagebewertung durch einen Operateur auf verschiedenen kognitiven Ebenen unterstützt werden sollen.

Der Arbeitsplatz des Operateurs ist wesentlich geprägt von der Entwicklung der Prozessführungstechnik, insbesondere in den Bereichen der Mess-, Regelungs- und Mikroprozessortechnik, die in den letzten Jahrzehnten in vielen Bereichen zu einem deutlich höheren Automatisierungsgrad geführt hat. Gleichzeitig stehen immer mehr und differenziertere Daten über den technischen Prozess zur Verfügung, die die Basis für verbesserte Möglichkeiten der Überwachung darstellen. Mit der ergonomischen Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstellen entsprechend der Leistungsfähigkeit des Benutzers soll die mentale und psychische Belastung reduziert werden, um ermüdungsähnliche Zustände und eine Beeinträchtigung der Konzentrationsfähigkeit zu vermeiden. Zur Unterstützung der Aufmerksamkeitsverteilung wird eine problemorientierte Alarmgebung implementiert, die die Wahrnehmbarkeit kritischer Zwischenfälle verbessert und Hinweise auf die Dringlichkeit notwendiger Handlungen liefert. Um den Operateur bei seinen Arbeitsaufgaben hinsichtlich der Informationsverarbeitung zu entlasten, wird es immer wichtiger, bei der Entwicklung neuer Mess- und Überwachungsmöglichkeiten, die speziellere Informationen über den Prozesszustand anbieten, die Vielzahl der Informationen so gegliedert darzustellen, dass der menschliche Diagnose- und Zustandsbeurteilungsprozess unterstützt werden. Dies beginnt bei einer physisch günstig gruppierten Anordnung der für Überwachungs- und Prozessführungsaufgaben nötigen Informationen zur Reduktion der Gedächtnisbelastung des Operateurs. Ein weiteres Kriterium ist die systematische Gliederung der visualisierten Daten. Eine funktionale Vorverarbeitung der Messwerte und die Gewinnung zusammenfassender Zustandsgrößen bieten die Möglichkeit einer weiteren Entlastung bei Informationsverarbeitungsprozessen auf der kognitiven Ebene und einer direkten Verknüpfbarkeit mit entsprechenden Handlungsempfehlungen im Störungsfall.

Tagungen […] sind ein wichtiges Element des wissenschaftlichen Austausches. […] wenn Sie gefragt werden, ob Sie nicht die nächste Konferenz in Kassel ausrichten wollen, dann soll Ihnen diese kleine Broschüre dabei helfen.

Bei der Evaluation der Lernplattform mussten einerseits die technischen und ergonomischen Rahmenbedingungen der einzelnen Lerneinheiten, andererseits aber auch Aspekte wie die didaktische Qualität oder die Nutzung und Akzeptanz innerhalb der Zielgruppe beachtet werden. Hierzu wurde ein Multi-Layer-Modell entwickelt, dessen äußere Schicht alle Benutzer des Internets umfasst. Als Maßstab für diese Schicht wurde die Anzahl der angemeldeten Nutzer angesetzt. In der zweiten Schicht befinden sich die potenziellen Nutzer von INTEGRAL II, die Kernfragestellung ist hier, warum einige Studierende oder Praktiker, die sich mit arbeitswissenschaftlichen Themen befassen, die Plattform nutzen und andere nicht. Zur Untersuchung dieser Frage wurden den potenziellen Benutzern an der RWTH Aachen mehrere Laptops zur freien Exploration zur Verfügung gestellt und anschließend die eine Bewertung anhand von Fragebögen durchgeführt. Die dritte Schicht beschreibt die Benutzerschnittstelle, hier wurde ein bestehendes Learning-Management-System (ILIAS) modifiziert, indem zahlreiche software-ergonomische Untersuchungen durchgeführt wurden. Die vierte Schicht umfasst die Qualität der Inhaltsvermittlung. Zur Bewertung wurde hier ein Fragebogen eingesetzt, der zum Teil direkt in die Lernmodule eingebettet wurde.

Modeling and simulation are increasingly emerging as efficient techniques for the optimization and utilization of existing potentials of business processes. Especially in the area of product development, today's business environments are changing faster than ever before. A permanent and apace optimization of these processes is essential for enterprises of every branch to ensure a competitive position. This paper introduces C3 as a modeling method, especially designed to map weakly structured cooperative work processes, like product design processes often are. Additionally, a transparently and accurately structured transformation of the process structure model into a simulation model is demonstrated. As a result, the process of optimization can be shortened and simplified by reducing the specified analysis steps. The paper also aims at highlighting the main points of the discussion about certain influencing parameters, which are critical for process improvements because of their effect on particularly the duration and quality of the development process. Therefore, it provides answers to some calls for pluralistic and multidisciplinary modeling approaches.

Die INTEGRAL-II-Lerneinheit "Menschliche Informationsverarbeitung" basiert auf der Präsenzveranstaltung an der RWTH Aachen. Es kann sowohl online genutzt werden, als auch von der Lernplattform heruntergeladen werden. Die Inhalte wurden multimedial durch kurze Videosequenzen, Grafiken und animierte Beispiele aufbereitet und durch externe und interne Hyperlinks erweitert. Das Lernmodul ist textreduziert konzipiert, um so Monotomie-Empfindungen zu vermeiden. Als motivationsförderlich wird die interaktive Manipulierbarkeit der dargestellten Objekte eingestuft, durch die Anreicherung mit Multimedia-Elementen lassen Effekte der visuellen und auditiven Wahrnehmung und der sich anschließenden Informationsverarbeitung anschaulich vermitteln. Neben dem direkten Lerninhalt ist jedem Teil des Moduls ein Diskussionsforum zugeordnet, dass es ermöglicht, Unklarheiten mit anderen Studierenden oder einem Tutor zu diskutieren. Zur Betreuung dieser Diskussionen wurde ein E-Tutor eingesetzt, der für die administrativ-technischen Fragen zuständig war und inhaltliche Fragen an den jeweilig verantwortlichen wissenschaftlichen Mitarbeiter weiterleitete. Zur Evaluation dieser Lerneinheit wurde eine Untersuchung mit acht Studierenden durchgeführt und ein online-Kurzfragebogen eingesetzt.

Terminprobleme bei Produktentwicklungsprojekten sind oft die Folge einer unrealistischen Zeitplanung. In diesem Beitrag wird ein simulationsbasierter Ansatz zur Modellierung von Produktentwicklungsprojekten vorgestellt, der neben einer ganzheitlichen Darstellung von Aufbau- und Ablauforganisation, von Entwicklungsprodukt und Engpassressourcen vor allem Aspekte menschlichen Verhaltens berücksichtigt. Mit Hilfe dieses Ansatzes ist eine realistischere Zeitplanung für Concurrent-Engineering-Projekte möglich. Eine Fallstudie bei einem KMU der Elektronikbranche belegt die Praxistauglichkeit des Simulationsmodells.

Ergebnisse und Erfahrungen aus dem E-Learning-Projekt INTEGRAL II: Die Entwicklung, Erprobung und Evaluation von multimedialen, webbasierten Lernangeboten der arbeitswissenschaftlichen Hochschullehre standen im Mittelpunkt des Projektes, an dem 15 Hochschulpartner aus Deutschland im Rahmen des BMBF-Förderprogramms "Neue Medien in der Bildung" mitwirkten. Dieses Buch gibt einen Überblick über die Möglichkeiten, die Lernplattform oder auch nur einzelne, thematisch abgegrenzte Lernmodule in der arbeitswissenschaftlichen Hochschullehre einzusetzen. Querschnittsthemen wie die Vernetzung der Hochschullehre, die Gestaltung von Lernplattform und Lernmodulen unter Berücksichtigung von Didaktik, Gebrauchstauglichkeit und Barrierefreiheit sowie Aspekte der Evaluation und Nachhaltigkeit werden im ersten Teil des Buches beschrieben. Der zweite Teil widmet sich den einzelnen Lernmodulen. Neben einem inhaltlichen Überblick finden sich dort auch Erfahrungsberichte und Empfehlungen zum praktischen Einsatz dieser Module: ° Messen, Bewerten und Beurteilen von Schallbelastungen und ihren Wirkungen ° Menschliche Informationsverarbeitung ° Arbeitsstrukturierung ° Zeitermittlung für Arbeitsabläufe ° Bewertung körperlicher Arbeit ° Psychologische Arbeitsanalyse ° Methodisches Vorgehen zur ergonomischen Produktgestaltung ° Gestaltung von Stellteilen zur Steuerung von Kraftfahrzeugen ° VR-gestützte Analyse und Nutzfahrzeugen und Bildschirmarbeitsplätzen ° Software-Ergonomie ° Qualifizierung für ein integratives Gesundheitsmanagement ° Der Reorganisationssimulator ° Management von Reorganisationsprojekten ° Reorganisation von Geschäftsprozessen ° Reorganisation der Produktionsplanung und -steuerung ° Einführung von Gruppenarbeit

The paper describes the changes in performance while using video see-through head mounted displays with five different camera positions. Two of the positions were set above the eye level, one at the eye level and two others below the eye level. Test participants had to complete four different tasks with each camera position. Experimental results revealed significant changes in performance quality with different positions. Camera positions right above or right beneath the eye level were the best in terms of hand-eye-coordination. With extreme upper and lower positions as well as the position at the eye level performance degradation could be observed. Those positions were also less preferred by the test participants. The results of the experiment provide design recommendations for developers and users of video see-through systems.

Augmented Reality (AR, dt. erweiterte Realität) ist eine noch wenig verbreitete neue Technologie, die die reale Umwelt mit computergenerierten Informationen ergänzen oder bereichern (augmentieren) kann. Die Informationen werden dem Benutzer bedarfsgerecht und kontextbezogen dargestellt und können interaktiv genutzt und weiterverarbeitet werden. Ebenso wie bei Virtual Reality-Systemen (VR, dt. virtuelle Realität) ist es für eine intuitive Nutzbarkeit dieser Funktionalität erforderlich, diese neue Technologie aus zwei Perspektiven zu gestalten. Aus technozentrierter Sicht betrifft dies vor allem die Entwicklung einer Systemplattform für die Funktionalität der Hard- und Software. Aus benutzerzentrierter Perspektive sind neben ergonomischen Fragen der Informationsdarstellung und visuellen Wahrnehmung des Menschen, die Gestaltung der Benutzungsschnittstellen und systemergonomische Fragestellungen der Nutzung dieser neuen Technologie in den unterschiedlichen Anwendungsfeldern und Arbeitskontexten unter Einbezug der zukünftigen Benutzer und ihrer Anforderungen zu berücksichtigen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick zu Augmented Reality als neue Form der MenschTechnik-lnteraktion.

Der Prozess der benutzerzentrierten Systemgestaltung stützt sich auf arbeitswissenschaftliche Methoden und sollte die technologische Umsetzung von AR in allen Phasen der Entwicklung begleiten. Durch die Einbeziehung potenzieller zukünftiger Benutzer wird so sichergestellt, dass die entwickelten AR-Systeme den Anforderungen von Mitarbeitern, Arbeitsprozessen und Märkten entsprechen, die Benutzungsschnittstellen ergonomisch gestaltet sind und Verbesserungen der Arbeitsorganisation durch AR-Funktionalitäten in prototypischen Umsetzungen nachgewiesen werden können und somit auch ein Beleg der wirtschaftlichen Effekte stattfindet. Um die zielgruppenspezifischen Benutzeranforderungen in den Entwicklungsprozess mit einbeziehen zu können, kann eine an die ISO 13407 "Benutzerorientierte Gestaltung interaktiver Systeme" angelehnte Vorgehensweise gewählt werden. Ziel ist es, die entwickelten AR-Systeme leichter verständlich und benutzbar zu machen, die Zufriedenheit der Benutzer und die Produktqualität zu erhöhen sowie die Produktivität und Effizienz der Arbeitsprozesse mit AR-Unterstützung zu steigern. Kennzeichen dieser benutzerorientierten Vorgehensweise ist neben der aktiven Beteiligung der Benutzer in allen Phasen des Entwicklungsprozesses ein klares Verständnis ihrer Anforderungen und Aufgaben.

Dieser Beitrag stellt einen Augmented-Reality-Ansatz zur Unterstützung von Montageprozessen in der Produktion vor. Neben einem Überblick zu den damit zusammenhängenden Gestaltungsbereichen für die Mensch-Technik-Interaktion wird ein an ISO 13407 angelehntes Vorgehen vorgestellt, um die benutzerzentrierte Gestaltung der Technik zu gewährleisten. Als konkreter Anwendungsfall aus der Flugzeugindustrie wird die prototypische Umsetzung eines Augmented-Reality-Systems zur Unterstützung der Kabelbaumkonfektionierung näher beschrieben, das einer Evaluation mit den potenziellen Nutzern unterzogen wurde.

Zur Evaluation der arbeitswissenschaftlichen Lernplattform INTEGRAL II wurde die Logfile-Analyse eingesetzt. Grundlage hierfür sind die im Hintergrund aufgezeichneten Benutzerinteraktionen, die im Bezug auf die Nutzung des Angebots in der Realität, auf die Nutzungshäufigkeiten, Dauern und Intensitäten und auf die Herkunft der Benutzer ausgewertet wurden.

Dieser Beitrag stellt eine Methode zur Evaluation webbasierter Systeme vor, bei der im Hintergrund aufgezeichnete Benutzerinteraktionen verwendet werden. Welche technischen Rahmenbedingungen sind bei der Aufbereitung und Interpretation dieser Daten zu berücksichtigen? Wie lassen sich diese implizit weitergegebenen Informationen zur Evaluation webbasierter E-Learning-Systeme nutzen? Diesen Fragen soll im Folgenden im Detail nachgegangen. Parallel zur schrittweisen Vorstellung der Methode werden die jeweiligen Ergebnisse der einzelnen Arbeitsschritte exemplarisch anhand einer konkreten E-Learning-Plattform veranschaulicht.

Engineering design tasks are mainly knowledge-intensive cognitive actions. Therefore, an adequate computer-based structure and representation of engineering design knowledge is a crucial point to support the design engineer's cognitive tasks. On the one hand, this knowledge representation should correspond to an intuitive way of thinking. On the other hand, this representation should comply with conscious systematic design methods without limiting human problem solving. In a first step of an analytical research approach, this contribution is concerned with deriving detailed requirements on a useful knowledge representation for computer-aided engineering design. For that purpose, generalised characteristics of human problem solving and information processing can be specified for design problem solving. According to their fulfilment of these requirements, eight main models of knowledge representation were compared concerning their utility to support human problem solving in engineering design. As a result of this evaluation, a useful model of knowledge representation is suggested and illustrated by an example of use.

In diesem Beitrag wird zunächst ein Gestaltungsmodell für mobile Mensch-Maschine-Systeme vorgestellt, das zum einen unterschiedliche Aspekte von Mobilität und zum anderen ein strukturiertes Vorgehen unter expliziter Nutzerbeteiligung integriert. Der Gestaltungsprozess stützt sich dabei auf arbeitswissenschaftliche Methoden und umfasst in Anlehnung an DIN EN ISO 13407 die Phasen der Analyse, Konzeption, Integration und Evaluation. Die exemplarische Nutzung dieses Modells wird im zweiten Teil des Betrags anhand der Entwicklung einer konkreten Mixed-Reality-Anwendung erläutert, mit der Servicefälle bei Werkzeugmaschinen multimodal unterstützt werden sollen, da in diesem Anwendungsfeld herkömmliche Technologien kaum mehr ausreichen, um die komplexen Diagnose- und Reparaturprozeduren zu unterstützten. In der Analysephase wurden die Anforderungen partizipativ und szenarienbasiert in verschiedenen Fokusgruppen erhoben und zu Use Cases zusammengefasst. Bei der Konzeption wurden mögliche Mixed-Reality-unterstützte Arbeitsprozesse gemeinsam mit den potentiellen zukünftigen Benutzern weiter konkretisiert. Die Prototypentwicklung und Integration erfolgten zunächst mit einfachen Mock-Ups. Ein iteratives Vorgehen mit komplexeren prototypischen Umsetzungen bildete dann die Basis für detailliertere weitere Evaluationen und Tests mit den Anwendern.

Das webbasierte, multimediale Lehrsystem INTEGRAL II wurde von 15 Hochschulpartnern aus Deutschland exemplarisch für die arbeitswissenschaftliche Lehre entwickelt. Das hierbei zugrundeliegende Konzept ist auch für andere Inhalte und damit für den Einsatz in anderen Studiengängen anpassbar. Folgende Aspekte wurden näher untersucht: ° Pflege von verteilten internetbasierten Lehr- und Lernsystemen, auch über die Projektlaufzeit hinaus, einschließlich Einbindung neuer Partner ° Ergonomische Gestaltung multimedialer Lehr- und Lernsysteme und Verwirklichung von "Design-for-all"-Ansätzen ° Didaktische Gestaltung und Unterstützung kooperativen Lernens ° Weiterentwicklung der hard- und softwaretechnischen Lösungen. Hinsichtlich der inhaltlichen Weiterentwicklung wurden über die Ergebnisse des Vorgängerprojektes INTEGRAL hinaus auch organisatorische und personalorientierte Lehrinhalte multimedial aufbereitet. Inhaltlich wurden folgende Ziele verfolgt: ° Entwicklung von multimedialen Lehrbausteinen zur Vermittlung technisch-ergonomischer und organisatorisch-personaler Lehrinhalte ° Entwicklung eines multimedialen Systems zur Vermittlung der Abläufe in organisationalen Veränderungsprozessen ° Erweiterung der Inhalte hinsichtlich ihrer technischen und didaktischen Aufbereitung. Durch die große Zahl der Projektpartner konnte in kurzer Zeit ein sehr umfangreiches Angebot bereitgestellt werden, die Projektpartner entwickelten entsprechend ihrer Kompetenz Einzelmodule, die in der Lehre eingesetzt wurden. Aus der Anforderungsanalyse wurden vier Einsatzszenarien abgeleitet und die Lernplattform entsprechend implementiert. Zur Evaluation wurde das System an den teilnehmenden Hochschulen eingesetzt und anhand von Fragebögen und einer Logfile-Analyse bewertet.

Im hier beschriebenen Forschungsvorhaben wurde die Hand-Auge-Koordination mit und ohne Nutzung eines stereoskopischen video see-through Head-Mounted Display (HMD) untersucht. Zuerst wurden zwei Kameras durch eine Vorrichtung am HMD montiert, welche eine variable und reproduzierbare Positionierung relativ zu den Augen ermöglicht. Danach wurden diese und ein Spiegelpaar ähnlich einem Periskop montiert, um das Bild aus der Position der Augen aufzunehmen. Es wurden drei Aufgaben mit dem Spiegel-HMD sowie unter natürlicher Sicht durchgeführt, welche die Führung von medizinischen und industriellen Werkzeugen simulierten. Die Versuchspersonen sollten auf einem Tablet PC mit einem Stift pseudozufällig generierte Linien nachzeichnen und Punkte treffen, sowie ein optisch getracktes Werkzeug entlang einer vordefinierten Kurve auf einem Schädelmodell führen. Die dafür entwickelte Software hat die Dauer zur Bearbeitung der Aufgaben und die Abweichung gemessen und gespeichert. Die statistische Auswertung der Daten weist signifikante Unterschiede in der Genauigkeit zwischen den Bedingungen mit und ohne Spiegel-HMD auf, wobei die Versuchspersonen mit dem HMD deutlich ungenauer waren. Bei der Bearbeitungsdauer konnte nur bei einer Aufgabe (Punkte Treffen) signifikant bessere Leistung mit der natürlichen Sicht als mit dem Spiegel-HMD nachgewiesen werden.

Abstract: The paper describes an auditory interface using directional sound as a possible support for pilots during approach in an instrument landing scenario. Several ways of producing directional sounds are illustrated. One using speaker pairs and controlling power distribution between speakers is evaluated experimentally. Results show, that power alone is insufficient for positioning single isolated sound events, although discrimination in the horizontal plane performs better than in the vertical. Additional sound parameters to compensate for this are proposed. Abstract: The paper describes an auditory interface using directional sound as a possible support for pilots during approach in an instrument landing scenario. Several ways of producing directional sounds are illustrated. One using speaker pairs and controlling power distribution between speakers is evaluated experimentally. Results show, that power alone is insufficient for positioning single isolated sound events, although discrimination in the horizontal plane performs better than in the vertical. Additional sound parameters to compensate for this are proposed.

An Augmented Reality (AR) system integrated in a new developed welding helmet improves the conditions for manual welding. The scene is acquired by a stereoscopic High Dynamic Range CMOS (HDRC) camera system that allows the observance of the welding arc and the environment simultaneously. By image processing, the scene will be enhanced and displayed on a video see through Head Mounted Display (HMD). Besides the better view on the welding scene, the welder can operate an "on-screen" remote control of the welding machine to change machine parame-ters without lifting the helmet or changing the working position. During the welding process, the inclusion of additional on-line process data provides more information about the quality of the seam and erroneous states like sputter or suboptimal welding torch inclination. Electrical data and synchronized acquired images are recorded on-line and may be used for off-line documentation and quality inspection. With this AR helmet the welder will be able to produce seams of higher quality and the inspection cost will decrease. The article presents the development and research of the second prototype helmet in detail.

Es wird die Entwicklung eines adaptiven Hilfesystems bzw. Tutors für eine multimodale Benutzungsschnittstelle zum 3D-Laserschweißen in Autonomen Produktionszellen vorgestellt. Dabei wird ein generischer und antizipativer Ansatz verfolgt, welcher kein spezifisches Domänenwissen benötigt, sondern lediglich das Benutzerverhalten beobachtet. Verschiedene Vorhersagealgorithmen aus der Literatur werden untersucht und zwei eigene Aktionsvorhersage-Algorithmen (KO- und LEV-Algorithmus) vorgestellt. Diese basieren auf der Ähnlichkeit von Benutzersequenzen bzw. der Häufigkeit von Untersequenzen innerhalb der Datenbasis. Alle Algorithmen werden sowohl innerhalb eigener Szenarios als auch mit den Referenzdaten von Greenberg bewertet. In allen untersuchten Fällen erreichte der KO-Algorithmus die höchsten Vorhersagegüte. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurden das Hilfe- und das Tutorsystem bewertet. Es zeigte sich, dass die verschiedenen Algorithmen gut geeignet sind, das Benutzerverhalten zu prognostizieren und dass eine adaptive Hilfe die Ähnlichkeit mit den Interaktionssequenzen der Experten steigert.

Results of recent studies in the field of automative industry affirm that productivity of product development departments provides room for tremendous improvements. Particularly work organization offers great potential in that respect. Simulation has proven to be an adequate technique to reveal potential for improving work organization e.g. in production planning or logistics. Existing simulation approaches for product development processes however, are still lacking in maturty and therefor not in practical use yet. In this paper an executable simulation model is presented which goes beyond existing approaches enabling modeling and simulation of product development processes with respect to aspects of time, costs and quality. The simulation model consists of five generic partial models which have been integrated into a consistent overall modell: 1) model of products to be developed, 2) model of persons involved, 3) model of tools, 4) model of organizational structure and 5) model of product development projects. The model was formally described by Timed Stochastic Coloured Petri Nets. Furthermore the model has been implemented with a standard simulation software. As first results selected data from verification tests as well as from validation by means of an empirical case study are presented.

Die Breite der Anwendungsfelder von Augmented Reality, die gegenwärtig Gegenstand von Forschung und Entwicklung in Wissenschaft und Industrie sind, macht deutlich, dass mit dieser Technologie ein hohes Potential für eine verbesserte Effizienz in vielen Arbeitsprozessen verbunden wird. Über die Anreicherung der realen Umwelt mit computergenerierten Informationen entstehen außerdem neue Möglichkeiten der Unterstützung des Menschen mit seinem Arbeitsumfeld. Diese Informationen werden dem Benutzer bedarfsgerecht und kontextbezogen dargestellt und können interaktiv genutzt und weiterverarbeitet werden. Diese Monographie fasst aus benutzerzentrierter Gestaltungsperspektive aktuelle Ergebnisse des BMBF-Leitprojektes ARVIKA hinsichtlich grundlagenergonomischer Fragen der Displays und Informationsdarstellung, des Usability Engineerings der Benutzungsschnittstellen und systemergonomischer Fragestellungen der Nutzung dieser neuen Technologie in den unterschiedlichen Anwendungsfeldern und Arbeitskontexten zusammen.

Ziel von INTEGRAL II ist die Entwicklung, Erprobung und Evaluation eines multimedialen Lehrsystems zur Vermittlung von arbeitswissenschaftlichen Lehrinhalten. Neben der eigentlichen Entwicklung des Lehrsystems und der Erstellung der multimedial aufbereiteten und präsentierten Lerninhalte steht die wissenschaftliche Entwicklung und Erprobung des Meta-Konzeptes zur Entwicklung, zum Aufbau, zur Pflege und Vermarktung des multimedialen Lernsystems im Vordergrund.

Die Vorgehensweise in ARVIKA orientierte sich an der ISO 13407 "Benutzergerechte Gestaltung interaktiver Systeme", welche neben den Arbeitsschritten zur szenarienbasierten Anforderungserhebung, Konzeption und Spezifikation, Prototypentwicklung und Integration, Evaluation, Test und Verifikation auch die Auswertung der Ergebnisse und Dokumentation umfasste. Da es sich bei Augmented Reality (AR) um eine recht junge und komplexe Technologie handelt, die das Laborstadium noch nicht verlassen hat, stand die Lösung der technologisch-technischen Herausforderungen in der Vergangenheit bei anderen AR-Projekten oftmals im Vordergrund (technozentrierte Gestaltung). Um jedoch dem Anspruch gerecht zu werden, einen späteren Einsatz von AR im Produktivbereich zu ermöglichen, durften die ergonomischen Faktoren der Mensch-Rechner-Schnittstelle nicht unterschätzt werden. Hinsichtlich der Entwicklung von Benutzungskonzepten für AR konnte jedoch nicht aus Erfahrungen aus dem Praxiseinsatz dieser Technologien geschöpft werden. Zudem ließen sich auch in AR-Prototypen aus Forschung und Entwicklung keine umfassenden Konzepte zum Interaktionsdesign erkennen und es existierten keinerlei Richtlinien zur Gestaltung von Benutzungsschnittstellen für AR-Systeme. Darüber hinaus konnten auf Grund der anderen Rahmenbedingungen die von herkömmlichen Bildschirmarbeitsplätzen bekannten Erfahrungen nicht ohne weiteres in eine gemischt real-virtuelle Umgebung übertragen werden, so dass auch neue Wege bezüglich des User Interfaces eingeschlagen werden mussten. Um die im Gestaltungsprozess identifizierten, konzipierten und in prototypischen Realisierungen umgesetzten User Interfaces hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit zu bewerten, wurden so genannte anwendungsspezifischen Prototypen mit Bezug auf ein als kritisch identifiziertes Anwendungsszenario entwickelt und evaluiert. Hiermit sollte überprüft werden, ob und inwieweit die entwickelten AR-Systeme den Anforderungen von Mitarbeitern und Arbeitsprozessen entsprechen, die Benutzungsschnittstellen software- und hardwareergonomisch gestaltet sind, durch AR-Funktionalitäten Verbesserungen der Arbeitsorganisation in den genannten Anwendungsfeldern ermöglicht werden und ein Beleg der wirtschaftlichen Effekte stattfindet. Der an ISO 13407 angelehnte Gestaltungsprozess wurde während des Projektes zweimal durchlaufen. Somit bestand die Möglichkeit, die Umsetzung von erhobenen Anforderungen in ersten prototypischen Realisierungen abhängig vom Szenario ergonomisch zu gestalten, deren Wirkungen im Arbeitsprozess in der Phase der Evaluation zu untersuchen und die gewonnen Erkenntnisse in einem zweiten Durchlauf des Zyklus (wiederum unter Beteiligung der potentiellen zukünftigen Benutzer) zu optimieren. Durch diesen iterativen Prozess konnten gewonnene Erkenntnisse hinsichtlich sinnvoller AR-Szenarien und identifizierte Gestaltungsmängel der "Phase 1" sowohl in die Szenarienfindung als auch in die Gestaltung der zweiten anwenderspezifischen Prototypen einfließen.

Das Institut für Arbeitswissenschaft hat im Projekt TEREBES die Anforderungserhebung, die ergonomische Gestaltung des Sichtschutzes und der graphischen Benutzeroberfläche (GUI) sowie Sicherheitstests und Evaluationen durchgeführt. Durch diese Arbeiten wurde im Rahmen des Gesamtprojekts die benutzerzentrierte Entwicklung des Schweißhelmes sichergestellt. Als besondere Herausforderung für den Erfolg des Systems hat sich die Hand-Auge-Koordination mit dem geschlossenen Video-See-Through Head-Mounted-Display herausgestellt. Insbesondere hierzu wurden umfangreiche Untersuchungen u. a. mit Schweiß-Facharbeitern durchgeführt. Daneben wurden typische Schweißaufgaben durch Befragung von Fachkräften ermittelt und in Lasten- und Pflichtenheft für alle Projektpartner zugänglich gemacht. Zudem wurden Sicherheitsaspekte herausgearbeitet, die für die Konstruktion des Helmes von besonderer Bedeutung sind. Projektbegleitend wurden Evaluationen mit unterschiedlichen Zielen, etwa zur Akzeptanz des Helmes bei den Facharbeitern, zur Gestaltung der GUI und des Eingabegerätes, aber auch zur Handhabbarkeit usw. durchgeführt. Die Ergebnisse wurden an die Projektpartner zurückgespiegelt und flossen somit in der Weiterentwicklung des Helmes ein.

Gegenstand der Präsentation sind die Ergebnisse des Projektes USEWORLD.NET. Im Rahmen dieses Projektes wurde ein Informations- und Kommunikationssystems entwickelt, welches den Zugang zu unterschiedlichen Diensten in einem Portal integrativ anbietet. Außerdem wurde es zur Unterstützung der Kommunikation und Kooperation von örtlich verteilt arbeitenden Wissenschaftlern und Praktikern aus dem Bereich der Mensch-Maschine-Interaktionsforschung entwickelt. Das Projekt wurde in einem interdisziplinär zusammengesetztem Team mit Mitarbeitern des Zentrums Mensch-Maschine-Systeme (TU Berlin), des Fachgebiets Ergonomie im Design (Uni Essen), des Zentrums für Mensch-Maschine- Interaktion (TU Kaiserslautern) und des Instituts für Arbeitswissenschaft (RWTH Aachen) durchgeführt.

In times of increasing globalization and high customer demands, product development in the automotive industry is becoming more and more decentralized. Consequently, cooperation between en-terprises must be enhanced and deepened. This cannot be handled by conventional telecommunication technology alone. An increase in work efficiency and productivity can be reached by telecooperation, i.e. computer-supported teamwork. This paper compares conventional cooperation processes and tele-cooperation in the framework of an extended efficiency analysis. It could be shown that telecoopera-tion reduces both costs and time of cooperation processes and enhances the subjectively-felt quality of information and work results.

Für industrielle Arbeitsprozesse in Entwicklung, Produktion und Service wurden im BMBF geförderten Mensch-Technik-Interaktions-Leitprojekt ARVIKA Augmented-Reality-Technologien benutzerorientiert und anwendungsgetrieben erforscht. Charakteristisch für Augmented Reality (AR) ist die Anreicherung des Sichtfeldes des Betrachters mit rechnergenerierten virtuellen Objekten, um damit Produkt oder Prozessinformationen situationsgerecht im Kontext zur wahrgenommenen Realität intuitiv nutzbar zu machen. Diese innovative Art der Mensch-Technik-Interaktion erfordert neben der anwendungsorientierten Entwicklung der AR-Basistechnologien insbesondere die Berücksichtigung von Benutzeranforderungen bei der ergonomischen Gestaltung von AR-Systemen. Die Projektideen wurden in für die deutsche Industrie relevanten Anwendungsfeldern wie Automobil- und Flugzeugbau, Maschinen- und Anlagenbau realisiert. Eine besondere Perspektive war damit für mittelständische Unternehmen verbunden, die durch verbesserte Diagnose- und Wartungskompetenz flexibler und effizienter agieren können und damit eine Stärkung im globalen Wettbewerb erfahren. Konkret erfolgte im Rahmen von ARVIKA die Konzentration bei der Entwicklung auf das Automobil, bei der Produktion auf das Automobil und Flugzeug und beim Service auf die Kraftwerksanlagentechnik sowie Werkzeug- und Produktionsmaschinen. Dadurch wurden wesentliche industrielle Einsatzfälle von AR abgedeckt und die notwendige anwendungsorientierte Tiefe zur Verifikation dieser neuartigen Technik erreicht. Diese inhaltlichen Schwerpunkte waren in einen Prozess der benutzerzentrierten Systemgestaltung eingebettet, die das Projekt in allen Phasen begleitet und sich auf arbeitswissenschaftliche Methoden stützt. Durch die Einbeziehung potentieller zukünftiger Benutzer wurde sichergestellt, dass die entwickelten AR-Systeme den Anforderungen von Mitarbeitern, Arbeitsprozessen und Märkten entsprechen, die Benutzungsschnittstellen ergonomisch gestaltet wurden und Verbesserungen der Arbeitsorganisation bei den Projektpartnern durch AR-Funktionalitäten in den prototypischen Umsetzungen nachgewiesen werden konnten und somit auch ein Beleg der wirtschaftlichen Effekte stattfand.

Ziel des Leitprojektes ist die benutzerfreundliche und anwendungsgetriebene Entwicklung von Augmented-Reality-Technologien zur Unterstützung von Arbeitsprozessen in Entwicklung, Produktion und Service für komplexe technische Produkte und Anlagen. Hierbei werden arbeitswissenschaftliche Methoden angewendet, um sicherzustellen, dass die entwickelten AR-Systeme den Anforderungen von Mitarbeitern und Arbeitsprozessen entsprechen, die Benutzungsschnittstellen ergonomisch gestaltet sind und in die technische Spezifikation einfließen kann, durch AR-Funktionalitäten Verbesserungen der Arbeitsorganisation ermöglicht und die wirtschaftlichen Effekte dargelegt werden sowie letztlich innovative Trainingsverfahren entstehen, die für Aus- und Fortbildung genutzt werden können.

Based on the Levenshtein distance, a method of sequence analysis to compare and classify variations in human-computer interaction behavior is presented. If interaction patterns can be described as a characterizing series of discrete events, this method can be used to measure the similarity between two interaction behavior strings of different length. Using quadratic, symmetric distance matrices the influence of sequence length on dissimilarity can be calculated separately. Besides the sum of squared distances from pair wise sequence comparisons as a ranking criterion, a hierarchical cluster analysis gives enhanced possibilities of further exploration and characterizing classes of procedures that were executed by the users. Together with the description of the method, its application is illustrated utilizing a software system for product development as an example of use.

Die Entwicklung von Produkten wird heute in vielfältiger Art und Weise mit rechnerbasierten Werkzeugen unterstützt. Mit der modernen Informationstechnik wurde die Voraussetzung geschaffen, auch eine Fülle miteinander vernetzter Daten komplexer technischer Produkte beherrschen zu können. Versteht man Konstruieren als das Vorausdenken eines zu schaffenden technischen Objektes unter Berücksichtigung vorgegebener Nebenbedingungen, dann sind für solche Arbeitsprozesse die kognitive Leistungsfähigkeit, Flexibilität und Kreativität zentrale Anforderungen. Trotz der informationstechnischen Weiterentwicklung bleibt daher der Mensch auch zukünftig unverzichtbares Element eines jeden roduktentwicklungsprozesses. Der in dieser Publikation vorgestellte Gestaltungsansatz greift die Schwachpunkte bisheriger Konzepte auf und orientiert sich an der Rolle des Menschen als interaktiver Problemlöser in der Produktentwicklung. Dabei wird das Ziel verfolgt, zum einen durch eine aufgabenangemessene Wissensrepräsentation die menschliche Informationsverarbeitung zu unterstützen, zum anderen aber auch Aspekten kooperativer Tätigkeitszusammenhänge im interdisziplinären Produktentwicklungsteam im Sinne des Simultaneous Engineering gerecht zu werden. Der Autor nutzt dazu Erkenntnisse der Kognitionsergonomie, der klassischen Konstruktionsmethodik sowie Ergebnisse empirischer Untersuchungen von Konstruktionsprozessen und setzt sich kritisch mit Expertensystemen und Konzepten der Künstlichen Intelligenz auseinander. Die als Ergebnis abgeleitete Architektur eines Konstruktionssystems und der aufgabenorientierten Wissensrepräsentation ist in zwei Gestaltungszyklen Gegenstand der prototypischen Umsetzung. Mit der umfassenden Evaluation durch zahlreiche Produktentwicklungsexperten unterschiedlichen fachlichen Hintergrunds liefert der Verfasser den Nachweis der Tragfähigkeit des gewählten Cognitive-Engineering-Ansatzes. Die erreichte kognitiv-ergonomische Systemgestaltung verbindet somit Ergebnisse arbeitswissenschaftlicher Forschung mit den anwendungsorientierten Anforderungen der Praxis für eine interdisziplinäre Zusammenarbeit in der Produktentwicklung.

Die Holste-Stiftung fördert das interdisziplinäre Forschungsprojekt "Optimierung der Hand-Auge-Koordination bei videobasierten Augmented Reality (AR) Systemen für die Anwendung in der bildgeführten Chirurgie", an dem neben dem Institut für Arbeitswissenschaft (IAW) der RWTH Aachen auch die Abteilung Chirurgische Therapietechnik des Lehrstuhls für Angewandte Medizintechnik im Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik (HIA) beteiligt ist. Anknüpfend an Vorarbeiten aus dem Projekt TEREBES (Tragbares Erweitertes Realitäts-System zur Beobachtung von Schweißprozessen) werden nun statt Schweißnähten im Schiffsbau medizintechnische Anwendungen im Vordergrund stehen, z. B. simulierte Fräsoperationen am Schädelknochen. Auch in diesem Anwendungsbereich ist die Hand-Auge-Koordination von zentraler Bedeutung. Sie wird nun im Rahmen die-ses neuen Projektes beim Einsatz videobasierter Augmented Reality Systeme systematisch untersucht.

Computernutzer geraten oft außer Rand und Band, beschimpfen oder zerstören ihre Rechner. Der Schaden ist immens. Doch die Unternehmen kümmert das wenig.

Als Überwachungstätigkeit wird im Allgemeinen die leitende Kontrolle (Supervisory Control) meist komplexer Systeme oder Prozesse durch einen menschlichen Operateur verstanden. Diese Aufgabe des Operateurs lässt sich qualitativ als übergeordneter Regelungsvorgang beschreiben, bei dem der Zustand eines Prozesses oder Systems beobachtet wird, ein Vergleich mit dem Sollzustand hergestellt wird und ggf. eine Korrekturhandlung geplant und ausgeführt wird.

Im Produktionsbereich bilden Montagetätigkeiten am Ende der Produktionskette einen sehr wichtigen Bestandteil der Wertschöpfungskette. Landau et al. (2001) schreiben von über einer Million Montagearbeitsplätzen in der Fahrzeug- und Elektroindustrie sowie im Maschinen und Anlagenbau. Auch die manuelle Montage ist in vielen Bereichen der Industrie weit verbreitet, sie stellt einen wesentlichen Bestandteil der Produktions- und Servicebereiche der in diesem Sektor arbeitenden Unternehmen dar. Mit dem Aufkommen von Augmented Reality (AR) als neuer Form der Mensch-Rechner-Interaktion eröffnen sich Potentiale zur Unterstützung an Montagearbeitsplätzen, die sich auch auf die Arbeitsorganisation auswirken. Gegenstand dieses Kapitels ist die Untersuchung von AR-Systemen unter möglichst realistischen Bedingungen an realen Montagearbeitsplätzen. Im Gegensatz zu den bei Wiedenmaier (2004) beschrieben quantitativen Untersuchungen zur Einsetzbarkeit von AR-Technologien in der manuellen Montage und der quantitativen Evaluation von verbesserten Darstellungsmöglichkeiten von virtuellen Objekten gehen die hier gewählten Beispiele auf einem qualitativen Niveau einen Schritt weiter. In den beiden Montageszenarien werden alle Arbeitstätigkeiten und damit die gesamten Arbeitsplätze neu gestaltet und mit den zukünftigen Arbeitspersonen qualitativ evaluiert. Ein weiterer interessanter Ansatz ist der einer Produktion vorgelagerte Bereich der kooperativen Anlagenplanung. Dabei können Kooperationspartner aus verschiedenen, räumlich verteilten Unternehmensteilen oder einzelnen Unternehmen eine Produktionsanlage planen. Der Evaluationsfokus liegt im Bereich der Wirtschaftlichkeit eines Einsatzes von AR-Netcollaboration. Im Gegensatz zu den beiden Montageszenarien, bei denen aufgrund der permanenten Arbeit mit den AR-Systemen das Usability Engineering im Mittelpunkt steht, wird hier vor allem die Zeit- und Kostenersparnis in den Vordergrund gestellt. Dennoch darf auf bei der kooperativen Anlagenplanung die Benutzbarkeit nicht außer Acht gelassen werden.

The introduction of new ways of learning, using the internet as distribution channel meets the given organizational structure of universities. Among the efforts within the INTEGRAL II project are the establishment of an e-learning platform in the context of teaching at university and the evaluation of this platform and its impact on the target group of students of industrial engineering and ergonomics. A multi-layer model as a framework for evaluation is been introduced.

Im Rahmen des Projekts INTEGRAL II wird eine e-Learning-Plattform für arbeitswissenschaftliche Themen entwickelt. Eine Teilfragestellung des Projekts ist die Evaluation. Diese muss sich im Sinne eines Zwiebelschalenmodells den verschiedenen Ebenen mit geeigneten Methoden nähern. Zur summativen Evaluation einer Ebene dieses Modells - den einzelnen Lernmodulen - wurde ein Kurzfragebogen micht acht Fragen entwickelt. Die Entwicklungsprozess und der resultierende Fragebogen werden vorgestellt.

VAX and MEGATEK Sun and LINUX PCs and Visual Basic Multimedia and DirectX

This book is about the international, interdisciplinary, and interesting field of human-machine systems. It covers 25 years of development, describes the current state and illustrates the expected changes in this research area. Written by many of the most important persons that shaped this field, it is dedicated to one of their colleagues and friend, Professor Dr. Gunnar Johannsen from the University of Kassel. It covers traditional areas like internal and mental models, workload, supervisory control, decision-making, and human control of complex systems in general. It also gives reference to recent developments and upcoming technologies, leading to knowledge-based and multimedia support, virtual displays, fuzzy logic, and integrating advanced visualization concepts and music into future human-machine interfaces.

Abstract: Unter dem Rahmenthema Multimedia-Prozessleitwarte wird untersucht, wie Verfahren aus dem Multimediabereich, der Unterhaltungsindustrie und der Musiktheorie Bediener von Fahrzeugen und technischen Anlagen unterstützen können. In diesem Beitrag wird ein Verfahren beschrieben, das Piloten in einer kritischen Phase des Landeanfluges unterstützen soll: Aus den Ablageinformationen des Instrumentenlandesystems wird ein stereofones auditives Signal erzeugt, aus dem Richtung und Größe der Ablage erkannt werden sollen. Es wird der technische Aufbau eines Simulators und erste Experimente damit beschrieben.

In this paper, the use-centered interface design for an adaptable administration system for chemical process design is presented. On the basis of the main work activities to be supported with the tool, two different analytical evaluation methods were applied to the prototypical original interface. The derived requirements led to the design and implementation of an alternative interface which was compared with the original one in an experimental study with ten users.

Inhalt: Flughäfen sind Anfangs- und Endpunkt jedes Lufttransports. Auf dem Flughafenvorfeld werden in Zusammenarbeit von Flughafenbetreiber, Fluglinien, Bodenabfertigungsdiensten und Behörden Passagiere, Gepäck, Fracht und Luftfahrzeuge abgefertigt. Im Zentrum der kooperativen Zusammenarbeit steht die Verkehrszentrale. Während der Bedarf an Lufttransportleistung von Passagieren und Fracht kontinuierlich steigt ist die Abfertigungsfläche am Boden begrenzt, wodurch die Belastung der Verkehrszentrale ansteigt. In diesem im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekts entstandenen Bericht wird die Arbeit in der Verkehrszentrale und auf dem Flughafenvorfeld beschrieben und die vorhandenen oder sich abzeichnenden Probleme aufgezeigt. Zur Lösung der Probleme wird ein Werkzeug vorgestellt, dass den Austausch von Informationen innerhalb einer kooperativ arbeitenden Gruppe unterstützt. Diese Lösungsmöglichkeit ist auf andere Felder kooperativer Arbeit übertragbar.

The user interface of software products forms the connection between the user and the program with all its functionalities. This fact makes design of software for broad levels of user groups with different skills and experiences an important challenge. The following article deals with the experiences made with using a GNU General Public License (gpl) learning software off the rack in context of the e-learning project INTEGRAL II. A lack of learner-sided acceptance pointed up the need for further evaluations. Efforts made and implantations derived from these are described.

"UseWorld.Net" is a web-based portal for the community of man-machine-interfaces. To support the cooperative tasks of the members, a shared workspace was included. This shared workspace was based on an open framework, called "SWOF" that provides the basic features and can be customized to dif-ferent cooperation case. Based on this customization even an adaptation of SWOF to mobile devices was implemented. High usability is an important aspect of the implementation. To achieve these aims SWOF focuses on an information space with more task-suited item-types that can help to pre-structure the information and increase the users’ informational and structural awareness. In this article the con-cept is described and the results of a first evaluation are presented.

"UseWorld.Net" is a web-based portal for the community of man-machine-interfaces. To support the cooperative tasks of the members, a shared workspace was included. This shared workspace was based on an open framework, called "SWOF" that provides the basic features and can be customized to a different cooperation case. High usability is an important aspect of the implementation. To achieve these aims SWOF focuses on an information space with more task-suited item-types that can help to restructure the information. So the system help the users to keep information in a consistent way and reduce the number of necessary agreements between the group members. In this article the concept is described and the results of a first evaluation are presented.

Providing efficient, naturally-to-use environments for simultaneous product development is one of the challenges that the CSCW community will face. In this paper a framework is proposed which enables engineering designers to represent their knowledge in a natural way and beyond provides the opportunity to synchronize it with cooperation partners. This paper especially addresses the goal awareness issue in distributed cooperative work settings and how it can be supported by a cognitive engineering approach. For this purpose an empirical case study with a software prototype of a product design environment was conducted. First results presented here include typical cooperation channels within the experimental setting.

Wenn Menschen gemeinsam ein Arbeitsobjekt bearbeiten, sich jedoch nicht an einem gemeinsamen Ort befinden, kommt es bei der Koordination ihrer Tätigkeiten manchmal zu Abstimmungsschwierigkeiten, und der Fortlauf der gemeinsamen Arbeit ist infolge dessen von geringer Effizienz gekennzeichnet. Gründe dieser Abstimmungsschwierigkeiten werden aufgezeigt und als Lösungsansatz wird ein Modell vorgestellt, das auf einer Abstraktions-Dekompositions-Hierarchie basiert, mit dem auf natürliche Art und Weise das Wissen einer Arbeitsperson über ein bestimmtes Fachgebiet abgebildet werden kann. Durchgeführte Versuche verdeutlichen die Erwartungen der Kooperationspartner bei gemeinsamen Entwicklungsprojekten und die mögliche Unterstüzung durch den gewählten Ansatz.

This contribution deals with the impact of human error on the overall system reliability in flexible manufacturing systems (FMS). Autonomous production cells are used exemplary to illustrate an error-compensating system design on the basis of Sheridan’s paradigm of supervisory control. In order to specify human errors and their effects in terms of system disturbances a taxonomy of system disturbances is recommended. This taxonomic approach was derived by a value benefit analysis and is based on HEDOMS (Human Error and Disturbance Occurrence in Manufacturing Systems) with slight modifications and Reason’s GEMS (Generic Error Modeling System). The taxonomy is used for data acquisition. Next, a risk priority equivalent similar to FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) is introduced to structure the data according to their relevance. Then, Vicente’s and Rasmussen’s guidelines for an ecological interface design are related to the paradigm of supervisory control. On the basis of these guidelines four case studies are presented to show their successful applicability for interface design in FMS.

Für ein Verstehen des komplexen Themas "Gesundheit" ist zunächst eine Analyse der Rahmenbedingungen und Einflussgrößen erforderlich. Ergonomische Gestaltungsfelder müssen erkannt und gesundheitsförderliche Prinzipien verstanden werden, bevor Methoden zur gesundheitsförderlichen Arbeitsgestaltung angewendet und im Unternehmen organisatorisch verankert werden können. Nicht zuletzt hat Gesundheit einen, wenn auch häufig nicht entsprechend akzeptierten, hohen Stellenwert für die Wirtschaftlichkeit des Unternehmens. Gesundheitsförderung wird so zum "wertschöpfenden" Prozess und zur Querschnittsaufgabe für alle betrieblichen Akteure. Wesentliche Rahmenbedingungen und Entwicklungstendenzen sind: (1) Rechtliche Rahmenbedingungen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes und Regelungen der Unfallversicherungsträger mit rechtlich bindendem Charakter, (2) personenbezogene Entwicklungstendenzen wie höhere Qualifikation, höherer Stellenwert persönlicher Gesundheit, steigendes mittleres Alter der Erwerbstätigen u.a., (3) Entwicklung von Krankheitsarten und des Umfangs krankheitsbedingter Ausfälle, (4) Organisatorische Entwicklungen wie Dezentralisierung von Verantwortung, Flexibilisierung von Arbeitszeiten, Veränderungen von Aufgabeninhalten und -strukturen etc. sowie (5) Technische Entwicklungen, wie z.B. die zunehmende Anzahl von Bildschirmarbeitsplätzen oder die Integration von Automatisierungstechnologie.

Pushed by the connectivity of the internet, the emerging power of the world wide web, and the prevailing nature of "virtual" organizations, i.e. locally distributed teams collaborating by using networked computer systems (groupware), many new forms of computer supported cooperative work (CSCW) are becoming increasingly common. The communities of science and practice dealing with analysis and design of CSCW are truly multi-disciplinary and combine knowledge from computer science, software engineering, human factors, psychology, sociology, ethnography, business administration and training. Despite this quantitative and qualitative growth, many groupware systems still have serious usability problems. At worst, cooperating by using groupware can be awkward and frustrating compared to face-to-face collaboration. Still, research on CSCW has only sketchy knowledge of how people really collaborate, and translating what people actually do into effective designs is difficult. As well, the effort involved in assessing groupware prototypes and systems is onerous. There are neither any universal evaluation techniques nor any generally approved design criteria existing. The methods of cognitive task analysis can contribute to improve both groupware design, e.g. by giving insight in demand, structure and process of collaborative task execution, and task design for locally distributed teams, e.g. by analyzing the effects of groupware on work structure and process, allocation of responsibility and resources, and task bound communication. This paragraph joins the domains of task analysis and CSCW by explaining cognitive issues in collaboration and applying them in a collaborative project planning scenario.

This study is concerned with the anthropomorphization of technical devices and the resulting influence on human-machine interaction; a special focus is laid on the verbal interaction be-tween human and machine. Questions were, for example: why do people regard technical devices as human, when do they do so and how do they perceive their own dialogue and other persons’ dialogues with technical devices? Further, the correlational dependencies were analyzed between the amount of shown anthropomorphism, the subjects’ personality structure (using the five factor model of McCrae & Costa, 1987), the fear of technical devices and the self-rated technical competency. A subsequent regression analysis revealed that extraversion and gender of the respondents were significant predictors of the amount of interaction with technical devices. It was found in another regression analysis that neuroticism and agreeableness were significant predictors of self-rated technical competency. Technical devices that were seen as helpers or friends were generally treated less unfriendly than devices perceived as tools exclusively. Finally, the findings are discussed in the context of emotion and stress at work and the usabil-ity of technical devices.

This paper describes research on a wearable Augmented Reality (AR) welding support system. "Blind welding" caused by current protecitve welding helmets is to be replaced by AR supported views of the welding process. In this development the question of 2D to 3D viewing aids arises. For the experiment an integrated helmet with two High-Dynamic Range Camerias (HDRC) and a closed view stereoscopic head-mounted display was used. The experimental task was to position pegs on a pegboard. Alignment angles of the cameras and inter-camera separation distances were varied under the different experimental conditions. It was found that a convergent alignment of the cameras resulted in less mistakes and higher speed. An effect of the inter-camera separation was found in 3D-perception, suggesting the advantage of smaller distances.

Augmented Reality (AR) bezeichnet die Anreicherung der realen Welt mit zusätzlichen virtuellen Informationen, die im Kontext zur betrachteten Realität stehen. Bei AR handelt es sich jedoch um eine recht junge und komplexe Technologie, bei der die Lösung der technologischen Fragestellungen oftmals im Vordergrund stand. Evaluationen erster AR-Prototypen im industriellen Bereich, bei denen schlecht gestaltete Benutzungsschnittstellen bis hin zur Nichtausführbarkeit der Arbeitsaufgabe führten, unterstrichen die Notwendigkeit einer ergonomischen Gestaltung der Mensch-Rechner-Schnittstelle, damit ein späterer Einsatz im Produktivbereich ermöglicht werden kann. Die Gestaltung einer ergonomischen Benutzungsoberfläche für AR ist jedoch insofern schwierig, als ein Paradigmenwechsel vom Arbeitssystem "Bildschirmarbeitsplatz", dem während der gesamten Arbeitszeit die ungeteilte Aufmerksamkeit gilt, zu einem Unterstützungssystem für ein anderes Arbeitssystem stattfindet, in welches sich das AR-System lediglich als Arbeitsmittel zur Aufgabenbewältigung einordnen muss. Ziel dieses Teilvorhabens war deshalb die benutzerzentrierte Gestaltung von Augmented-Reality-Systemen in Entwicklung, Produktion und Service mit Hilfe arbeitswissenschaftlicher Methoden. Auf diese Weise wurde sichergestellt, dass die entwickelten und prototypisch umgesetzten AR-Systeme den Anforderungen von Mitarbeitern und Arbeitsprozessen entsprechen, die Benutzungsschnittstellen software- und hardware-ergonomisch gestaltet wurden, durch AR-Funktionalitäten Verbesserungen der Arbeitsorganisation in den genannten Anwendungsfeldern ermöglicht werden. Darüber hinaus wurden in diversen Evaluationen der entwickelten Prototypen die wirtschaftlichen Effekte belegt. Letztendlich wurde eine webbasierte, multimediale Lehreinheit als innovatives Trainingsverfahren geplant und realisiert, die für die inner- und überbetriebliche Aus- und Fortbildung genutzt werden kann.

Augmented Reality uses Head Mounted Displays (HMD) to overlay the real word with additional virtual information. Virtual Retinal Displays (VRD), a new display technology, no longer requires Liquid Crystal Displays (LCD). VRD technology addresses the retina directly with a single laser stream of pixels. There are no studies on the user's informational strain in this new VRD technology. Various papers have shown that Heart Rate Variability (HRV) is a valid indicator for the user's informational strain. An empirical test revealed no difference in the user's HRV between VRD technology and LCD technology. Consequently, there seems to be a comparable user informational strain regarding the display types.

Augmented Reality - a new kind of machine interaction - uses so-called Head-Mounted Displays (HMD) to overlay the real world with virtual information. The use of monocular HMDs opens the user the possibility to use it on the left or on the right eye. HMD manufacturers recommend to use these on the dominant eye. According to this recommendation the influence of the dominant eye has been evaluated in an experiment.

In this paper the development of a intuitive user interface for augmented reality welding application is described. The new interface will provide a better view of the welders work environment as well as some supporting information, such as overlaid CAD graphics, important parameters of the welding machine etc. The development of the graphical user interface has been an iterative process and has undergone different phases, e.g. testing prototypes with end-users. In this paper a usability test is described, which was carried out in order to check different types of supporting tools for easier navigation through the menu.

Personen sprechen nicht nur mit anderen Personen, sondern gelegentlich auch mit sich selbst, und einige Personen sprechen mit technischen Geräten. Die Umfrage einer US-amerikani-schen Versicherungsgesellschaft (Progressive, 2000) ergab, daß 32% der Befragten ihrem Auto einen Namen gaben und 12% der Befragten ihrem Auto ein Geschenk zum Valentinstag machen würden. Warum betrachten Personen technische Geräte als menschlich, wann tun sie dies und wie nehmen sie ihre eigenen Dialoge und die Dialoge anderer Personen mit technischen Geräten wahr: dies waren - unter anderem - die Fragen, die wir erörtern wollten. Die Behandlung nicht-menschlicher Objekte wie Menschen ist unter dem Begriff Anthropomorphismus bekannt. Ein kurzer Überblick über die gegenwärtige Forschung geht dem Bericht über die Ergebnisse voraus. Basierend auf der gegenwärtigen Forschung und eigenen Erfahrungen formulierten wir einige Fragen bezüglich der Interaktion von Personen mit technischen Geräten. Ein Fragebogen schien die angemessenste Methode zu sein. Wir erwarteten, daß sowohl die Persönlichkeitsstruktur als auch die technische Kompetenz der Befragten von Relevanz sein würden. Daher wurde neben dem NEO-FFI (McCrae & Costa, 1987) zur Erfassung von Persönlichkeitseigenschaften auch ein Fragenblock bezüglich der selbst eingeschätzten technischen Kompetenz verwendet. Die Ergebnisse und Konsequenzen dieser Studie werden abschließend im Rahmen von Streß am Arbeitsplatz diskutiert.

The focus of this contribution is on how to structure and represent engineering design knowledge for the design engineer's cognitive tasks, corresponding to an intuitive way of thinking as well as to conscious systematic design methods without limiting human problem solving. To derive detailed requirements on a useful knowledge representation for computer-aided engineering design, generalized operations of human problem solving and information processing can be specified for design problem solving. In an analytical research approach, eight main models of knowledge representation were compared concerning their utility to support human problem solving in engineering design. According to the results of this analysis, an example application is illustrated.

This contribution deals with the development of the web-based multimedia learning system "Integral II" in the domain of university education. In a German-wide network fifteen participating research institutes and academic chairs construct e-learning modules for the application field of industrial engineering and ergonomics. These modules are used as supplement in lectures and exercises and in individual learning situations. An overview to the project is given in this article as well as results from the requirements analysis and their consequences for the e-learning approach.

An vielen Stellen wird schon heute die klassische arbeitswissenschaftliche Präsenzlehre an den Hochschulen mit multimedialen und computerunterstützten Elementen ergänzt, um Sachverhalte und Prozesse mit Hilfe Neuer Medien besser veranschaulichen zu können. Um darüber hinaus auch die direkte Interaktion der Studierenden mit dem Lerngegenstand zu ermöglichen und in einem anwendungsorientierten Zusammenhang ihre Problemlösefähigkeit zu fördern, setzen neue Angebote auch auf andere Formen des Lernens, von virtuellen Tutorien über telekooperative Seminargruppen bis hin zum medienunterstützen Selbstlernen. Die Entwicklung, Erprobung und Evaluation solcher neuen Lernangebote verfolgen derzeit 15 Hochschulpartner aus ganz Deutschland, indem sie im Rahmen des vom BMBF-geförderten Kooperationsprojektes "Integral II" ein webbasiertes, multimediales Lehrsystem zur interdiziplinären Vermittlung von arbeitswissenschaftlichen Lerninhalten aufbauen, schwerpunktmäßig in den Ingenieur-, Geistes- und Wirtschaftswissenschaften, aber auch für die Bereiche Design, Architektur, Informatik und verschiedene Naturwissenschaften. Auf Basis einer umfassenden Anforderungsanalyse konnten für die einzelnen Lernmodule vier didaktische Kernszenarien abgegrenzt werden. Die technischen Rahmenbedingungen wurden erhoben und über die Open-Source-Lernplattform ILIAS umgesetzt sowie für alle beteiligten Partner softwareergonomische und Usability-Empfehlungen entwickelt. Auf dieser Grundlage wurden von den Projektpartnern entsprechend ihrer Kompetenz jeweils zu einem oder mehreren Teilgebieten der Arbeitswissenschaft multimediale Module entwickelt, die im Wintersemester 2002/2003 einer ersten Evaluation im Lehrkontext unterzogen werden. Durch die große Zahl der Projektpartner beim Aufbau dieses Lehrsystems konnte innerhalb kurzer Zeit ein sehr umfangreiches Angebot an Inhalten und Fallstudien bereitgestellt werden, das in unterschiedlicher Zusammenstellung und angepasst an die spezifischen Lehrsituationen der einzelnen Hochschulen genutzt werden kann. Neben der eigentlichen Entwicklung des Lehrsystems und der Erstellung der Lerninhalte spielt im Projekt auch die wissenschaftliche Entwicklung und Erprobung des Meta-Konzeptes zur Entwicklung, zum Aufbau, zur Pflege und Vermarktung des multimedialen Lernsystems eine Rolle. Über die Projektlaufzeit hinaus sollen in einem Open-Source-Ansatz auch neue Partner eingebunden sowie die Pflege und Weiterentwicklung des verteilten internetbasierten Lehr-/Lernsystems gewährleistet werden. In diesem Beitrag wird die multimediale Lehr-/Lernplattform "Integral II" vorgestellt und ein Überblick über die einzelnen E-Learning-Module der Projektpartner gegeben.

Im Rahmen des BMBF-geförderten Projektes "Integral II" entwickeln, erproben und evaluieren 15 Hochschulpartner aus ganz Deutschland ein webbasiertes, multimediales Lehrsystem zur interdiziplinären Vermittlung von arbeitswissenschaftlichen Lehrinhalten, schwerpunktmäßig in den Ingenieur-, Geistes- und Wirtschaftswissenschaften, aber auch für die Bereiche Design, Architektur, Informatik und verschiedene Naturwissenschaften. Auf Basis einer umfassenden Anforderungsanalyse wurden didaktische Gestaltungsempfehlungen für die einzelnen Lernmodule und die Lernumgebung sowie technische, softwareergonomische und Usability-Empfehlungen entwickelt. Die als Kooperationspartner eingebundenen Institute und die Projektpartner erstellen entsprechend ihrer Kompetenz jeweils zu einem oder mehreren Teilgebieten der Arbeitswissenschaft multimediale Module und setzen das System mit allen Inhalten in ihrer Hochschullehre ein. Dabei reichen die Anwendungsszenarien vom mediengestützten Selbstlernen (individuell oder in der Gruppe) über virtuelle Seminare und Tutorien bis hin zum Teleteaching in einer rein virtuellen Vorlesung und zielen dementsprechend auf die Förderung von Fach-, Methoden-, Sozial- und Lernkompetenz der studentischen Nutzer.

Augmented Reality (AR) for assembly processes is a new kind of computer support for a traditional industrial domain. This new application of AR-technology is called ARsembly. The intention of this article is to describe a typical scenario for assembly and service personnel and how they might be supported by AR. For this purpose, tasks with different degrees of difficulty were selected from an authentic assembly process. In addition, two other kinds of assembly support media (a paper manual and a tutorial by an expert) were examined in order to compare them with ARsembly. The results showed that the assembly times varied according to the different support conditions. AR-support proved to be more suitable for difficult tasks than the paper manual, whereas for easier tasks, the use of a paper manual did not differ significantly from AR-support. Tasks done under the guidance of an expert, were completed most rapidly. Some of the information obtained in this investigation also indicated important considerations for improving future ARsembly applications.

Augmented Reality (AR) is a technology merging real world with computer generated virtual objects in the user's field of view. This technology can also support work persons to execute their manual assembly tasks. For assembly as a new AR-application field only few heuristic guidelines are available for a user centered design. Whereas Virtual Reality (VR) needs the complete model of virtual objects AR for assembly support can use simple icons. Three icons and two different display technologies were evaluated in an experiment. A new icon combining arrow and torus and the look-around display technology support assembly tasks best.

Mitarbeiter des Zentrums Mensch-Maschine-Systeme (TU Berlin), des Fachgebiets Ergonomie im Design (Uni Essen), des pak-ZMMI (Uni Kaiserslautern) und des Instituts für Arbeitswissenschaft (RWTH Aachen) führen in Kooperation mit dem Institut für Arbeitspsychologie der ETH Zürich bestehende und zu entwickelnde Informationsangebote in einem Web-Portal zusammen und verbinden diese mit einer Kooperationsplattform. Mit dem Web-Portal, das Mitte 2003 in den Betrieb gehen wird, soll der Informationsaustausch und die Zusammenarbeit in Forschung und Entwicklung im Bereich der Mensch-Maschine-Interaktionsforschung (MMI) unterstützt und weiter verbessert werden. Die Entwicklung wird vom DFN-Verein finanziert. Der Betrieb des Portals wird von einem gemeinnützigen Trägerverein übernommen werden. Im folgenden Bericht werden die Ziele, die den Entwurf des Online-Dienstes geleitet haben, und die Funktionen des Portals anhand seiner Komponenten vorgestellt.

Since engineering design research widened its view from prescribing to describing design activities, empirical studies have gained more and more importance. However, empirical research is not the "core competence" of engineering design. Therefore, it is useful to apply methods of empirical research developed in social science. Here a brief introduction to those methods is given, followed by two studies concerning information system support in the area of mechanical and chemical engineering. Finally, some general proposals for empirical research in engineering design are given.

To create new processes or to retrofit existing ones different and party overlapping stages are passed through. Within these stages interrelated models that serve as the basis for decision making are developed and used in different software tools. By using different tools and models, however, it will sometimes be difficult to identify and to memorize dependencies between the models. Thus, the cognitive task performance of a chemical engineer may be impeded. A framework for representing and structuring chemical process design knowledge is presented. This framework illustrates the reasoning space for a chemical engineer involved in process design. Therefore, it supports decision making and can be used to guide the design of appropriate computer support.

The development of a Web-based portal for the community of man-machine-interaction is the primary goal of the project MMI-Interaktiv. Scientists and other experts both in research and in industry can use this portal for information retrieval, communication, support and help. The portal is funded by the DFN organization and addresses initially German-speaking people. According to these aspects the portal is extended with a shared workspace to meet the cooperative needs depending on different user groups. High usability is an important aspect of the implementation. Therefore, the design should be flexible and cover most of the requirements. To achieve these aims a "Shared Workspace Open Framework" called SWOF was developed. This frame-work can be adapted to several cooperation tasks and even to other problems.

Bei der Gestaltung einer multimodalen adaptiven Benutzungsschnittstelle zur Steuerung einer autonomen Produktionszelle mit Schwerpunkt auf dem 3D-Laserschweissen, wurde ein modellbasierter Entwicklungsprozess verwendet. Als Basis zur Modellierung der Benutzeraufgaben dienten gefärbte Petrinetze, die um zusätzlich Informationen zur adaptiven Gestaltung erweitert wurden. Eine handlungsgerichtete Benutzerunterstützung verwendet dieses Aufgabenmodell, um den übergeordneten Applikationsfluss zu kontrollieren, während stochastische Verfahren auf der syntaktischen Dialogebene eine detailliertere Handlungsunterstützung geben können.

Computer supported collaborative work (CSCW) allows people to cooperate by computers from different places and in different times. To enable an easier integration of such collaborative components intoweb-based communities and portals, a Shared Workspace Open Frameworks (SWOF) was developed. This framework provides the basic features of shared workspaces and can be customized to different cooperation classes. High usability is an important aspect of the implementation. To achieve these aims SWOF focuses on an information space with more task-suited item-types that can help to pre-structure the information. Thus, on the one hand the system can help the users to write down the needed information in a consistent way and, on the other, could reduce the arguments between the group members on how to structure their workspace. As a use case for SWOF the development of a Web-based portal for the community of a man-machine interaction was chosen. In the project MMI-Interaktiv, a portal is built with a SWOF-based shared workspace component. An evaluation for this use case is presented.

In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer Befragung wiedergegeben, die sich mit der Anthopomorphisierung technischer Geräte und dem daraus resultierenden Einfluss auf die Mensch-Technik-Interaktion beschäftigte; dabei wurde ein besonderer Fokus auf die verbale Interaktion zwischen Mensch und technischen Geräten gelegt. Fragestellungen waren beispielsweise: Warum betrachten Personen technische Geräte als menschlich, wann tun sie dies und wie nehmen sie ihre eigenen Dialoge und die Dialoge anderer Personen mit technischen Geräten wahr? Außerdem werden die Korrelationen zwischen dem Grad eines vorhandenen Anthropomorphismus, der Persönlichkeitsstruktur der Befragten, der Angst vor technischen Geräten und der selbsteingeschätzten Kompetenz im Umgang mit ihnen analysiert. Beispielsweise werden Geräte, die als Freund oder Helfer betrachtet werden, weniger unfreundlich behandelt als Geräte, die nur als Werkzeug empfunden werden. Des Weiteren werden Aspekte von Emotionen und Stress im Umgang mit technischen Geräten diskutiert.

Augmented Reality uses Head Mounted Displays (HMD) to overlay the real word with additional virtual information. Virtual Retinal Displays (VRD), a new display technology, no longer need Liquid Crystal Displays (LCD). The VRD technology addresses the retina directly with a single laser stream of pixels. Empirical studies concerning the user’s informational strain of this new VRD technology are unknown. Various papers have shown, that the Heart Rate Variability (HRV) is a valid indicator for the user’s informational strain. An empirical test revealed no difference in the user’s HRV between the VRD technology and the LCD technology. Consequently, there seems to be an comparable users informational strain regarding the display types.

Augmented Reality (AR) ist eine junge Technologie, die es zusätzlich zur betrachteten Realität gestattet, situationsgerecht virtuelle Informationen (z.B. Produkt- oder Prozessinformationen) in das Sichtfeld des Betrachters einzublenden. Während der Evaluation eines für den Produktionsbereich entwickelten Prototyps wurde in einem Usability Test das AR-User-Interface-Konzept untersucht und dessen Selbstbeschreibungsfähigkeit festgestellt. Darüber hinaus konnten durch einbeziehung der späteren Anwender wichtige Verbesserungsvorschläge des Systems auf dem Weg zur Praxistauglichkeit erhoben werden, welche die Grundlage für die Entwicklung späterer Systeme darstellen.

This paper describes the development and evaluation of a graphical user interface for a wearable augmented reality (AR) welding system. The AR-system enables the user to perceive his close environment more precisely than ordinary welding helmets and to receive additional online information about the welding process itself. During the usability test, single icons as well as user interfaces on an industrial PC and on two different head mounted displays - i-glasses video see-through and MicroOptical look-around display - were tested. Various methods were employed for this purpose, such as observation, thinking aloud, interviews and walkthroughs. The results indicated a positive attitude of the users towards the innovative AR-system. The participants expressed their comments and recommendations, which would be considered for further improvements and design of the system.

An approach for the development of an e-learning platform is presented. Due to highly interacting yet limiting characteristics in terms of personal, legal, organizational, technical and didactical aspects a wholistic approach was chosen. According to this, a detailed requirements analysis was carried out that ends in the formulation of a didactical and software-technical concept for later implementation. A case study is used to illustrate this approach.

Die wachsende Komplexität der Arbeitssysteme in der Produktion sowie hohe Produktivitäts- und Qualifikationsanforderungen bezüglich der Prozessfähigkeit von Maschinen erfordern im Zuge der Organisationsentwicklung in der Produktion den Einsatz von rechnerbasierten Hilfesystemen für das Fachpersonal. Neben einer Diagnosefunktionalität solcher Unterstützungssysteme solltenherzu auch Hilfen zur Fehlerprognose sowie Vorschläge zurFehlerbehebung und zum Funktionsumfang eines Störungsdiagnosesystems einschließlich der Möglichkeit des elbst gesteuerten Lernens gehören. Allgemein geht es darum, die Kompetenz des Sytemanwenders als Gestaltungsziel zu berücksichtigen.

For the computer support of cooperative engineering design tasks, aspects of individual knowledge representation and team-based, collaborative work are described. In a cognitive engineering approach an analysis of empirical data in conjunction with the theories of shared mental models and awareness are used to derive implied requirements for cooperative design systems.

Bei Augmented Reality (AR) handelt es sich um eine neue Technologie, die es gestattet, in das reale Sichtfeld von Benutzern zusätzliche virtuelle Informationen einzublenden. Um neben einer reinen Technikentwicklung auch die zukünftigen Benutzer von Anfang an zu berücksichtigen, wurdeim BMBF-geförderten Leitprojekt ARVIKA die benutzerzentrierte Systemgestaltung als zentraler Bestandteil des Projektes verankert. In diesem Beitrag werden neben der Vorgehensweise beim Usability Engineering im Projekt ARVIKA erste Ergebnisse aus der Evaluationsphase der AR-Benutzerschnittstellen dargestellt. Diese zeigen, dass AR zwar große Potentiale für die Praxis aufweist, jedoch wesentliche Bestandteile der heute gängigen Interaktionskonzepte desktopbasierter Systeme hinsichtlich ihrer AR-Tauglichkeit überarbeitet bzw. vollständig neu gestaltet werden müssen. Neben Problemen mit den bislang entwickelten AR-Benutzerschnittstellen werden Lösungsansätze dargestellt und so die Grundlagen für die Entwicklungen in der zweiten Projektphase aus benutzerzentrierter Sicht gegeben.

The paper will describe the equipment and software used as well as experiments with auditory displays currently undertaken in the Laboratory for Human-Machine Systems at the University of Kassel and their results.

Abstract. Auf Grund der steigenden Nachfrage nach Transportleistungen im Luftverkehr ist es dringend notwendig, die Kapazität der Flughäfen zu erhöhen. Neben der Anzahl der pro Zeiteinheit möglichen Starts und Landungen spielt dabei der Durchsatz auf dem Vorfeld eine entscheidende Rolle. Bewegungen von Boden- und Luftfahrzeugen, die Flüsse von Passagieren, Gepäck und Transportgütern und das Zusammenspiel der Dienstleister auf dem Vorfeld werden von der Verkehrszentrale überwacht und koordiniert. Aufgabenanalysen haben gezeigt, dass die Verkehrszentrale einen wichtigen Knotenpunkt der Informationsflüsse auf dem Flughafen darstellt. Zur Unterstützung der Arbeit der Verkehrszentrale wurde deshalb ein Kommunikationswerkzeug entwickelt, das die unterschiedlichen Medien und Verfahren der Kommunikation vereinheitlicht.

Modern work systems are characterized by many persons being involved and the common use of computer systems to support them. Particularly with regard to product development, organizational paradigms like Concurrent Engineering (Pennell & Winner, 1989) enhance this trend. Therefore, task and information modeling for cooperative work are important for the design of work systems. In this paper, the further development of the C3modeling technique (Luczak et al., 1999; Killich et al., 1999) and ist application to chemical process development is presented.

Augmented Reality (AR) is a form of human-machine interaction where information is presented in the field of view of an individual e. g. through a head mounted display, thus augmenting his or her perception of reality. This occurs in a context-sensitive manner, i. e. in accordance with and derived from the observed object, such as a part, tool or machine, or his or her location. In this way, the real-world field of view of a skilled worker, technician or design engineer is augmented with superimposed notes to present information that is relevant to this individual. ARVIKA develops this technology or applications in the fields of design, production, and service in the automotive and aerospace industries, for power and processing plants and for machine tools and production machinery. This technology offers special dimensions for mid-sized enterprises that can leverage an improved diagnostic and maintenance competence to increase their flexibility and efficiency, thereby strengthening their global competitive position. ARVIKA is primarily designed to implement an Augmented Reality system for mobile use in industrial applications. This article presents the milestones that have been achieved after a project duration of a full two years: A basic system for Augmented Reality systems was developed based on a specially designed software architecture. Initial application-specific prototypes have been created on this basis and have been evaluated in usability tests. The solutions that can be demonstrated today indicate a good progress of the project in terms of the basic technologies such as Augmented Reality (marker-based tracking), human machine interaction as well as the AR-oriented information delivery and workflow, but they also show the challenges for further development. Significant improvements that need to be achieved during the second phase of the project include markerless tracking, the engineering e. g. of product models and AR scenes and the availability of documents that can be used in AR.

Six topologies of dynamic Bayesian Networks are evaluated for predicting the future user events: (1) Markov Chain of order 1, (2) Hidden Markov Model, (3) autoregressive Hidden Markov Model, (4) factorial Hidden Markov Model, (5) simple hierarchical Hidden Markov Model and (6) tree structured Hidden Markov Model. Goal of the investigation is to evaluate, which of these models has the best fit for modeling the prediction of rule-based interaction behaviour for a real domain. Case study of the experiments is a multimodal user interface for supervisory control of advanced manufacturing cells. A group of experienced users were observed while executing a typical task, to build a data analysis basis for the evaluation. The results show that the number of user cases has high influence on the prediction quality and that there are no significant differences in using Markov Chain of order 1, factorial or tree structured Hidden Markov Models.

Mehrere dynamische Bayes-Netze mit unterschiedlichen Topologien werden in Bezug auf die Modellierung von Handlungsvorhersagen evaluiert: (1) Markov-Kette erster Ordnung, (2) Hiden-Markov-Modell, (3) autoregressives Hidden-Markov-Modell, (4) faktorielles Hidden-Markov-Modell, (5) einfach-hierarchisches Hidden-Markov-Modell und (6) baumstrukturiertes Hidden-Markov-Modell. Ziel der Untersuchung ist es, mit Hilfe einer Interaktionsaufgabe die stochastischen Modelle hinsichtlich der Vorhersagegenauigkeit des regelbasierten Interaktionsverhaltens vergleichend zu bewerten. Es wird das Fallbeispiel einer multimodalen Benutzungsschnittstelle zur Steuerung einer autonomen Produktionszelle herangezogen. Um eine geeignete Datenbasis zu schaffen, wurde eine Reihe erfahrener Nutzer beobachtet, während sieeine typische Aufgabe ausführten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anzahl der Benutzerbeobachtungen einen hohen Einffluss auf die Vorhersagequalität hat. Bei wenigen Benutzerbeobachtungen gibt es keine signifikanten Unterschiede bei der Vorhersagegenauigkeit von Markov-Ketten erster Ordnung, faktoriellen oder baumstrukturierten Hidden-Markov-Modellen.

This article deals with solving the problems of implementation of CAD systems in design departments. One reason for a lack of efficiency of design processes is that the users do not take full advantage of the function capacities. In order to overcome the poor performance in the production of technical drawings, CAD systems need improvements in their suitability for task requirements and their ability to adapt different user qualifications.

This study is concerned with the anthropomorphization of technical devices and the resulting influence on human-machine interaction; a special focus is laid on the verbal interaction between human and machine. Further, the correlational dependencies between the amount of shown anthropomorphism, the subjects' personality structure and the fear of technical devices will be analyzed. Finally, the findings are discussed in the context of emotion at work and the usability of technical devices.

Numerous experimental studies on the design of user interfaces of common desktop monitors exist, whereas empirical studies concerning the design of an Augmented Reality user interface are unknown. Therefore, recommendations relating to the optimal representation size of virtual information for an head mounted display with see through mode, which is used for Augmented Reality, cannot be given at the moment. In order to apply this new technology successfully to an industrial area, such information is urgently necessary. For this reason, three different kinds of displays were tested in this study regarding human information perception. Thus, the smallest target size necessary to provide successful information processing could be determined for different tasks. This study gives exemplary results obtained through tests with the prototype of a "Virtual Retinal Display".

"MMI-Interaktiv" baut ein Kooperations- und Informations-Portal für die Gemeinschaft der MMI-Wissenschaftler auf. Es wird vom Deutschen Forschungsnetz (DFN) gefördert und mit dem Fachgebiet Design der Uni Essen, dem Lehrstuhl für Produktionsautomatisierung (pak) der Universität Kaiserslautern, dem Zentrum Mensch-Maschine-Systeme (ZMMS) der TU-Berlin und dem Institut für Arbeitspsychologie (IfAP) der ETH-Zürich durchgeführt.

Das Projekt TEREBES (Tragbares Erweitertes Realitäts-System zur Beobachtung von Schweißprozessen) wird vom BMB+F gefördert und gemeinsam mit dem Institut für Automatisierungstechnik der Universität Bremen, der EWM Hightech Welding GmbH in Mündersbach, der Optrel AG in Wattwil (CH) sowie der Lürssen Werft GmbH & Co in Bremen durchgeführt.

In diesem Beitrag werden Ergebnisse einer Befragung wiedergegeben, die sich mit der Vermenschlichung (Anthropomorphisierung) technischer Geräte und dem daraus resultierenden Einfluss auf die Mensch-Technik-Interaktion beschäftigt; dabei wurde ein besonderer Fokus auf das Sprechen des Menschen mit dem technischen Gerät gelegt. Des Weiteren werden Aspekte von Emotionen und Stress im Umgang mit technischen Geräten diskutiert.

Augmented Reality (AR)-systems systems are often refused by potential users even if their technical performance is good. Their problem is that they are not designed in a user-friendly way. The experience made with an AR-supported assembly scenario has shown that workers have appreciated the AR-supported assembly when some basic usability aspects have been taken into account.

In experiments with a Multi-Attribute Task Battery we modified the number and type of the tasks assigned to a human and took two workload measures and one measure of steadiness of task execution. We found that performance on two tasks in parallel differs from expectations derived from performance on single tasks.

A high demand exists to increase the efficiency of present airport ground facilities and the co-ordination of traffic and services. The Traffic Office plays a crucial role in managing the airport. The main tasks of the Traffic Office is management of equipment, services, and ressources based on the flight schedule and resolving conflicts arising from deviations from the schedule. A new tool will support information exchange between Traffic Office and other facilities on the airport.

In order to support design problem solving in every phase of the design process a concept of a complete and unambiguous structure for knowledge representation and design tool selection is introduced. Based on a design example this concept has been implemented as a software prototype. Results of an empirical investigation on the use of the prototype are given and implications for a more effective and efficient IT-concept to support the data-based work during process of product development are derived.

For the computer-support of knowledge-based human information processing, it is necessary to look at the representation of the information as well as designing an appropriate interface considering the ergonomics of human-computer interaction. Related to the established methodology for the design of technical systems, the cognitive model of an abstraction hierarchy was used as a framework for a task-appropriate knowledge representation in every phase of the design process. Based on a design task from the field of mechanical engineering, this concept was implemented as a software prototype. In an empirical study the practical applicability and usefulness of this concept was investigated. Trajectories of design problem solving were recorded and analyzed.

Im Fachgebiet Systemtechnik und Mensch-Maschine-Systeme der Universität Kassel wird zur Zeit das Forschungsprojekt Kooperativer Flughafenbetrieb bearbeitet. Das Ziel dieses von der Deutschen Forschungsgemeinschaft seit 1997 geförderten Projekts ist die Unterstützung eines optimalen Ablaufs des Flug- und Abfertigungsbetriebes auf Verkehrsflughäfen unter der Randbedingung der Nutzung vorhandener Flughafenkapazitäten. In unserem Beitrag wollen wir zeigen, wie sich die Aufgabenanalysen in der Verkehrszentrale eines Flughafens von denen in einem industriellen Prozess unterscheiden. Nach unserer Meinung besteht die Arbeit in der Vorfelddisposition sowohl aus kreativer Problemlösung bei der Verteilung knapper Ressourcen als auch aus dem Sammeln, Verknüpfen und Weitergeben von Informationen. Dies setzt neben einem geeigneten Informationsmanagement sowohl geeignete Darstellungen der relevanten Informationen, sowie organisatorische und technische Möglichkeiten zur Kooperation zwischen der Vorfeldkontrolle, den Leitstellen zur Vergabe gebäudeseitiger Ressourcen und den Einsatzzentralen der Dienstleistungsunternehmen voraus.

The centralised control rooms of large industrial plants have separated people from the processes they should control. Perception is restricted mainly to the visual sense. Only telephone or radio links provide narrow-band voice communication with maintenance personnel down in the plant. Multimedia equipment can perceptionally bring back the operator into the plant while bodily keeping him the comfortable and safe control room. This involves video and audio transmission from process components as well as sights and sounds artificially generated from measurements. Groupware systems support inter-action between operators, engineers, and managers in different plants. With support from the German government, the state of Hessen, and industrial companies the Laboratory for Systems Engineering and Human-Machine Systems at the University of Kassel establishes an Experimental Multimedia Process Control Room. Core of this set-up are two high-performance graphics workstations linked to one of several process or vehicle simulators. Multimedia periphery includes video and teleconferencing equipment and a vibration and sound generation system.

DIADEM, created by THOMSON-CSF, is a methodology for specifying and developing user interfaces. It improves productivity of the interface development process as well as quality of the interface. The method provides support to user interface development in three aspects. (1) DIADEM defines roles of people involved and their tasks and organises the sequence of activities. (2) It provides graphical formalisms supporting information exchange between people. (3) It offers a basic set of rules for optimum human-machine interfaces. The use of DIADEM in three areas (process control, sales support, and multimedia presentation) was observed and evaluated by our laboratory in the European project DIAMANTA (ESPRIT P20507). The method provides an open procedure that leaves room for adaptation to a specific application and environment. This paper gives an overview of DIADEM and shows how to extend formalisms for developing multimedia interfaces.

Human-machine interfaces for cooperative supervision and control by several human users, either in control rooms or in group meetings, are dealt with. The information flow between the different human users, and their overlapping information needs, are explained. The example of a cement plant illustrates this in more detail. Cognitive science concepts for supporting visual and mental coherence, as well as multi-media, hypertext and CSCW (computer supported cooperative work) technologies, are discussed with respect to their usage in multi-human machine interfaces. The design process for these interfaces is outlined, with emphasis on the different design stages, user participation and the possibility of knowledge-based design support. Some ideas for the conceptual structure of multi-human machine interfaces are also presented.

In der vorliegenden Arbeit wurden auf der Grundlage eines qualitativen Modells anästhesiologischer Entscheidungs- und Handlungsprozesse der Entwurf und die Implementierung einer ergonomischen Statusanzeige für einen intraoperativen, kardiochirurgischen Anästhesiearbeitsplatz beschrieben. Die Entwicklung eines Konzeptes ging dabei von der Analyse der Funktionen und der daraus resultierenden Aufgaben des Anästhesisten aus, um anhand derer konkrete Ansatzpunkte für Optimierungsmöglichkeiten zu identifizieren, und zwar sowohl bei der räumlich-physischen Gestaltung der Arbeitsumgebung als auch - und hier lag der Schwerpunkt der Arbeit - in bezug auf das erforderliche Daten- und Informationsmanagement.

Simulation is an established technique used in the man-machine systems area for training, evaluation of performance, and research. The principal task of flight simulation is the creation of a dynamic representation of an aircraft’s behaviour while allowing one or more human operators - the pilots - to interact with the simulation. In this paper, we give an introduction into flight simulation, its possibilities and actual capabilities plus a summary on contemporary European flight simulation facilities.

Fanstic II (Future Air Traffic Management, New Systems and Technologies Integration in Cockpit) ist ein Projekt im Brite-EuRam-Programm der Europäischen Gemeinschaft. Nahezu alle europäischen Luftfahrtunternehmen (Luftfahrzeughersteller und Ausrüster), mehrere Forschungsinstitute und zwei Hochschulen arbeiten in diesem Projekt von 1993 bis 1995 zusammen. Die Arbeitspakete umfassen Standards für gemeinsame Simulationen, zukünftige Verfahren für Kommunikation und Management im Luftverkehr, verbesserte Landehilfen und neue Mensch-Maschine-Schnittstellen. In den nächsten zwei Jahrzehnten ist ein starker Anstieg, wenn nicht gar eine Verdoppelung des Verkehrsaufkommens in der Luft zu erwarten. Gleichzeitig werden neue technische Systeme und organisatorische Verfahren entwickelt, deren Einfluß auf das komplexe Mensch-Maschine-System Pilot-Flugzeug-Fluglose-Luftraum noch nicht untersucht wurde. Die Gruppe der GhK ist verantwortlich für die Unteraufgabe Einfluß des Luftverkehrsmanagements (ATM Implications). In diesem Teil des Projekts werden die Aufgaben aller am Luftverkehr beteiligten Menschen (Piloten, Fluglotsen) und Systeme (in Flugzeugen und am Boden) unter dem Einfluß der zu erwartenden Veränderungen bewertet und neue Verteilungen der Aufgaben entwickelt. Unsere Gruppe trägt außerdem durch eine Studie über die Verwendung von berührempfindlichen Bildschirmen im Cockpit und über Flugsimulatoren in Europa zum Projekt bei. Unter der Überschrift ATM Implications bearbeitet unsere Gruppe drei Aufgaben: Bedeutung des Party Line Effekt (gegenseitiges Mithören) im Flugfunk für die Piloten, Verhalten von Piloten bei nicht meldepflichtigen Vorfällen (incidents), Einfluß unterschiedlicher Aufgabenverteilung zwischen Pilot und automatischen Systemen. Über die Experimente, die zu diesem letzten Punkt gemacht wurden, soll in diesem Aufsatz berichtet werden.

Within the research project FANSTIC (Future ATC, New Systems, and Technologies Impact on Cockpit), we are developing lay-out and operation sequences for an interaction device to be used in aircraft cockpits. The development is done applying a graphical simulation of the hard-ware. Using dynamic graphics and a touch screen, this simulation can be operated manually as the final hardware will be. As hardware prototypes may be expensive and several iterations will be necessary to fInd the fInal arrangement, a simulation utilizing computer graphics can be convenient and is, e.g., used by our project partners for cockpit layout Our simulation takes a more theoretical approch which is independent from the application. It consists of different parts: The surface visible to user or operator and the system behind it, and two editors used for defining appearance of this surface and behavior of the system.

Computer graphics systems are now common in the control rooms of today's industrial plants, but the available features of such systems are not used to the full. GRADIENT, a project in the European Community's ESPRIT program, will introduce enhanced computer graphics and knowledge based systems into control rooms of dynamic systems. Within this project, an Intelligent Graphical Editor for display design is being built to support display designers in coping with the increasing size of plants and the growing complexity of enhanced graphics systems. Designer support is possible in different ways, using available plant data as well as industrial and ergonomic guide-lines. Support will be given by adding an 'intelligent' extension to a conventional graphical editor. This paper presents the concept and structure of the Intelligent Graphical Editor and details different ways for supporting the display designer.

Computergraphik gehört zur üblichen Ausstattung heutiger Leitwarten - in der chemischen Industrie und in der Prozeßindustrie genauso wie im Flugzeugcockpit. Wenn Computergraphik richtig eingesetzt wird kann sie einen wesentlichen Beitrag zur Unterstützung des Bedieners der Führung einer Anlage oder eines Fahrzeuges leisten. Einen großen Teil der Verantwortung für den richtigen Einsatz der Graphikmöglichkeiten trägt der Anzeigenentwurfsingenieur, durch den die Bilder in Inhalt und Anordnung zusammengestellt werden. Von ihm wird dabei umfangreiches Wissen sowohl über die Anlage, ihren Aufbau und ihre Technik wie auch über den Benutzer, seine Möglichkeiten und seine Grenzen erwartet. Aber die Möglichkeiten, die mit moderner Computergraphik zur Verfügung stehen haben die Anwendungen inzwischen überholt. Dies gilt insbesondere für das von uns gewählte Anwendungsgebiet der konventionellen Kraft werke.

Computer graphics displays are standard equipment in the control rooms of modern industrial plants. The pictures delivered to the control room by these displays need to be technically correct, consistent throughout the whole set of pictures, suited to operators tasks and needs and adapted to their cognitive and perceptional abilities and constraints. The engineers creating these pictures carry the burden of keeping these constraints in mind while the only support given by most of the available conventional graphical editors is on the line-drawing and icon level. But further support for their work can be given by using knowledge about the plant, the human operator, and the design process itself.

Reisebericht zur IEEE SMC Conference 1986, Besuch beim Center of Man-Machine Systems Research am Georgia Tech (Atlanta, GA), dem Computing Research Lab an der New Mexico State University (Las Cruces, NM) und dem Palo Verde Kernkraftwerk (Phoenix, AZ)

Abstract An application-oriented procedure for task and knowledge analyses was developed and applied in coal-fired power plants. After introducing operator dialogs in such plants, the proposed task and knowledge analysis procedure is described. The development and structure of state- and failure-oriented questionnaires as well as results from interviews with engineers and operators are explained.

The methodological foundations of task and knowledge analyses are summarized and evaluated in this report. Based on these discussions, a combined task and knowledge analysis procedure is proposed. Its application-oriented form has been developed in more detail for investigations in power plants but can easily be translated for other application domains of dynamic systems. Particiularly, observation interview techniques based on several specifically designed questionnaires are used complemented by other task analysis techniques and knowledge elicitation tools. The basic process as well as fuel and waste treatment, automation concepts, and control room design of coal- fired power plants are briefly introduced only in order to supply some necessary information to those readers who are not familiar with power plants. On that basis, the application-oriented analysis procedure and, particularly, the results collected in two different power plants can be better understood. The results are derived from interviews with engineers and operators. Especially, basic systems knowledge, the start-up procedures, and some relevant failure situations are investigated. The need for refinements as well as for further investigations of additional failure situations is explained.

Information needs of control room operators are derived from task- and knowledge analysis in coal-fired power plants. This leads to functional state diagrams for knowledge representation. Ergonomic knowledge for display designers is structured with perceptional and cognitive aspects. Issues such as colour, level of abstraction, and information format are exemplified. Some ideas about the implementation of an ergonomic knowledge support system are presented.

A rule-based fault correction task in a decentralized hierarchical technological system supervised by a human operator was investigated. Different combinations of four types of failures had to be corrected by the human operator who could select the appropriate subsystems and their components, test and repair them, and switch temporarily to a central process computer. Two different display contents and formats as well as three levels of decision support were compared in experiments with four subjects. The results showed that the fault correction strategies and the system performance varied largely among the subjects. Generally, the performance increased with longer decision times. Significantly more simple execution errors were made with the enlarged display format. The system performance increased with full decision support.

Das Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung rechnergestützter Verfahren, mit deren Hilfe tatverdächtige Personen anhand ihrer Stimme erkannt werden können. Für kommerzielle Anwendungen wie z.B. den Zugangskontrollsystemen gibt es bereits Sprechererkennungsmethoden, mit denen sich Personen durch ihre Stimme legitimieren können, um z. B. zu sicherheitsempfindlichen Bereichen Zugang zu erhalten. Die Randbedingungen für diese kommerziellen Sprechererkennungssysteme einerseits und für den Stimmenvergleich in der Kriminalistik andererseits unterscheiden sich jedoch wesentlich. Bei der kommerziellen Sprechererkennung handelt es sich um ein Problem, bei dem die Voraussetzungen stets gleich bleiben, nämlich: der Sprecher ist kooperativ, er ist bereit, einen vorgegebenen Text zu sprechen, er befindet sich bei jedem Erkennungsversuch in der gleichen psychischen Erwartungshaltung und seine Sprache wird zumeist direkt über eine Leitungsverbindung vom Mikrophon in den Signal-Prozessor übertragen. Bei der forensischen Sprechererkennung dagegen ist ein voll automatisch arbeitendes System nicht möglich, denn das Problem hier ist vielfach schwieriger im Gegensatz zur kommerziellen Verifikation, da eine große Reihe variierender nicht beeinflußbarer Randbedingungen vorliegt. So wird sich z. B. der Sprecher bei einer Tataufnahme in einer vollkommen anderen psychischen Situation befinden als bei einer Vergleichsaufnahme bei der Polizei. Die Stresskomponente, die eine verhältnismäßig starke Einflußgröße auf sämtliche Stimmparameter darstellt, spielt hier eine große Rolle. Zum anderen beeinflust die unterschiedliche Gesprächssituation -freie Rede im Gegensatz zum verlesenen Text- die Sprachqualität erheblich. Weitere Variable sind die unterschiedlichen Übertragungscharakteristia der benutzten Telefonverbindung und schließlich muss in vielen Fällen von einer Stimmenverstellung ausgegangen werden, wobei der Sprecher bewußt versucht, die Charakteristika, die für eine Erkennung notwendig wären, zu verändern.

Bei Schriftsprache bestehen statistische Bindungen zwischen grammatischen Segmenten wie z.B. Silben und Wörtern, aber auch zwischen Buchstaben innerhalb dieser Segmente. Es liegt nahe, diese Eigenschaft von Schriftsprache für eine redundanzreduzierende Quellencodierung auszunutzen. Ausgehend von diesen Überlegungen werden Quellenmodelle angegeben, die als gestufte Modelle bezeichnet werden sollen. In dieser Arbeit wird zwischen den aus der Literatur bekannten Markoffketten-Modellen und den hier vorgestellten gestuften Modellen unterschieden. Die gestuften Modelle verwenden zur Codierung der Schriftzeichen zum einen die innerhalb der grammatischen Segmente gültigen statistischen Verteilungen der Schriftzeichen, zum anderen die statistischen Bindungen zwischen den Segmenten. Im Unterschied dazu wird bei der Codierung der Schriftzeichen durch die bekannten Markoff-Ketten-Modelle die Statistik formal gebildeter Segmente (Polygramme) verwendet. In dieser Arbeit werden beide Modelle bezüglich der erzielbaren Redundanzreduktion und der notwendigen Anzahl von Code-Wörtern untersucht und gegenübergestellt. Für die Beschreibung der Modelle ist es notwendig, statistische Parameter aus Texten zu ermitteln. Dabei interessieren insbesondere die Verteilung der Elemente innerhalb der Segmente (z.B. Buchstaben in Silben, Silben in Wörtern usw.) und die statistischen Abhängigkeiten zwischen den Segmenten. Zur Ermittlung der statistischen Parameter werden zwei Textstichproben mit je 4.5 Millionen Zeichen analysiert (Zeichen:= Buchstabe, Wortzwischenraum, Punkt). Dabei handelt es sich bei der einen Textstichprobe um einen einheitlichen Text eines Autors und bei der anderen um einen Mischtext mehrerer Autoren. Letzterer kann wegen seiner Zusammensetzung in erster Näherung als ittleres Deutschangesehen werden. Aus beiden Textstichproben werden zunächst die relativen Häufigkeiten der Zeichen ermittelt und mit den in der Literatur angegebenen früher durchgeführten Untersuchungen verglichen. Bemerkenswert ist, daß für die nach fallenden Wahrscheinlichkeiten geordneten Zeichen näherungsweise eine Exponentialverteilung angegeben werden kann. Diese Exponentialverteilung maximiert die Entropie unter der Nebenbedingung, daß der Mittelwert der Verteilung und damit ihr Schwerpunkt konstant ist. Weiterhin werden die relativen Häufigkeiten von Zeichengruppen fester Länge (Polygrammen) bestimmt. Diese Häufigkeiten werden für Bigramme und -wohl erstmalig für deutsche Schriftsprache- auch für Tri-, Tetra- und Pentagramme ermittelt. Aus den Verteilungen der Zeichen und Zeichengruppen lassen sich Markoff-Ketten-Modelle der Ordnung null bis vier für Schriftsprache angeben. Für diese Modelle wird der mittlere Informationsgehalt berechnet und mit Küpfmüllers Abschätzungen zur Entropie deutscher Sprache verglichen. Für gestufte Modelle sind statistische Untersuchungen an den Sprachsegmenten Silbe, Wort und Satz notwendig. Die Analyse der Texte liefert die Verteilungen dieser Elemente und die daraus abgeleiteten statistischen Parameter wie z.B. Mittelwert, Varianz, Schiefe usw. Außerdem werden ein- und mehrdimensionale Verteilungen von Buchstaben in Silben und der Aufbau von Texten durch Silbenklassen bestimmt, wobei die Silben durch ihre Länge klassifiziert sind . Weiterhin wird die Zusammensetzung der Wörter aus Silbenklassen und der Sätze aus Wortklassen bestimmt, wobei ein- und mehrdimensionale Zusammenhänge berücksichtigt werden. Mit den aus den Sprachsegmenten Silbe, Wort und Satz ermittelten statistischen Parametern können die hier analysierten Texte in die Untersuchungen von Fucks eingeordnet werden. Die aus den Textstichproben im ersten Teil der Arbeit ermittelten statistischen Verteilungen dienen im zweiten Teil der Arbeit zur Beschreibung von Markoff-Ketten und gestuften Codierungsmodellen und erlauben die Berechnung der erzielbaren Redundanzreduktion. Es wird dabei angenommen, daß sich die ermittelten Wahrscheinlichkeiten zeitlich nicht ändern. Zur Berechnung der Redundanzreduktion wird die Entropie je Symbol einiger gestufter Codierungsmodelle und die Anzahl der Code-Worte eines Optimalcodes berechnet. Der Vergleich mit den entsprechenden Zahlenwerten für Markoff-Ketten-Modelle zeigt, daß die hier betrachteten gestuften Modelle grammatischer Segmente gegenüber Markoff-Ketten bei vergleichbarere Redundanzreduktion auf längere Codes führen. Damit bringen sie entgegen der Erwartung keinen Vorteil gegenüber Markoff-Ketten.

Die Kenntnis der statistischen Eigenschaften von Signalen ist eine Voraussetzung für die Bewältigung nachrichtentechnischer Aufgaben. Da jedoch deren Bestimmung mit großem Aufwand verbunden ist, fehlen heute noch ausreichende Daten vieler Signalarten. Dies gilt auch für Texte deutscher Sprache. So musste Herr Hecker für seine Dissertation die Häufigkeiten von Polygrammen der deutschen Schriftsprache ermitteln. Da die Ergebnisse von allgemeinem Interesse sind, werden sie zunächst in einem ersten Teil, der Mono-, Bi- und Trigramme erfaßt, als Forschungsbericht der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Diese Katalog stellt damit eine Ergänzung der bekannten Arbeiten von Kaeding (1898) und Sacco (1951) dar. Die Dissertation von Herrn Hecker, in deren Rahmen dieser Katalog mit Unterstützung von Herrn Borys entstand, wurde von der Minna-James-Heineman-Stiftung gefördert. Dem Kuratorium der Stiftung haben wir daher sehr zu danken. Hannover, 20. Juli 1978 Prof. Dr.-Ing. Heinz Kindler

Als erster deutscher Hersteller hat die Firma PCS (Periphere Computer Systeme) aus München unter der Bezeichnung APS einen Feldrechner (Array Processor) auf den Markt gebracht. Feldrechner eignen sich besonders für die schnelle Parallelverarbeitung großer Datenmengen, wie sie in der Signalverarbeitung am Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik benötigt wird. Die Prozessoren des APS haben jeweils Programmspeicher für bis zu 4096 Befehle. Für den Rechner ist ein Debug- und ein Snapshot-Modul zu entwickeln.