direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Sie sind hier

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Kolloquium Mensch-Maschine-Systeme

Im Kolloquium werden aktuelle Forschungsarbeiten aus dem Fachgebiet Mensch-Maschine-Systeme vorgestellt und diskutiert.

Nähere Informationen über das Kolloquium und über aktuelle Termine.

Bisher im Kolloquium MMS vorgestellte Forschungsarbeiten (seit Oktober 2007):menue/studium_und_lehre/kolloquium_archiv/#

Vorträge seit 2007


Nele Schmidt: Identifying User Tasks from Eye Gaze Data while Reading

Es wird die Frage untersucht, inwieweit es möglich ist, die Aufgabe eines Nutzers oder einer Nutzerin ausschließlich anhand seiner oder ihrer Blickdaten zu entschlüsseln. Nach einer Untersuchung verwandter Arbeiten wird ein Experiment durchgeführt, in dem die Teilnehmenden fünf verschiedene Aufgaben der Textverarbeitung durchführen. Diese Aufgaben sind: Zählen des Vorkommens eines bestimmten Buchstabens, Zählen von Buchstabendrehern, Zählen von Adjektiven, Lesen um zusammenzufassen sowie Bewerten, ob die Protagonisten sympathisch erscheinen. Diese Aufgaben repräsentieren unterschiedliche Verarbeitungstiefen der visuellen Information, von perzeptiver über semantische bis hin zu metakognitiver Verarbeitung. Vier verschiedene Modelle maschinellen Lernens werden zur Auswertung mit den erhobenen Blickdaten trainiert, wobei sie (balancierte) Genauigkeiten von bis zu 50.56 % (Within-Subject-Design) bzw. 34.68 % (Between-Subject-Design) erreichen, wobei die Zufallsgenauigkeit für ein Problem mit fünf Klassen bei 20 % liegt. Die vertikale Position einer Fixation wurde als der Parameter identifiziert, der bei den beiden besten Modellen die größte Wichtigkeit hat. Denkbare Verbesserungen der Modelle und des Experiments sowie mögliche Anwendungen der Ergebnisse werden diskutiert.

The present work investigates the question of whether a user’s task can be decoded from their eye movements in the context of reading. Based on a conducted review of related work, an experiment is executed where participants are asked to follow five different tasks of reading on presented texts: count the appearance of a certain letter, count misspellings, count adjectives, read in order to summarize, and evaluate one’s sympathy for the protagonists. These tasks represent different levels of processing, from perceptive, over semantic down to self-referential processing. Four different machine learning classifiers are trained on the gathered data, reaching classification accuracy scores of up to 50.56 % (evaluation within participants), and 34.68 % (evaluation across participants) where chance level is at 20 % for a five-class problem. Vertical fixation location is identified as the feature that contributes most in the classification for the two most successful classifiers. Possible improvements of the models and the experiment as well as some applications are discussed. 

Noble Ahiaklo-Kuz: Visual Ergonomics of Graphical User Interface Design: Enhancing Usage of Digital Products with the Minimalist Concept of Design


Ms. Mengzhu Deng: UX design patterns to assist learning in the statistical field: A Comparative research

Lukas Gerling: Test of Autonomous Vehicle-to-Pedestrian Communication by Display - A VR Experiment

The present master thesis deals with the effects of signals on an autonomous vehicle, as a method of communication, on the pedestrian’s decision making. In order to examine the effects of signals, used in the autonomous vehicle-pedestrian communication, on the pedestrian’s behavior, a virtual reality simulated environment was developed into an experiment. Here, standing at a street crossing, 20 participants were approached by cars displaying one of two different signals or no signal at all. For each approaching car, the decision whether to cross or not had to be made. The evaluation of the results shows that pedestrians noticing the signal make less errors than when approached by cars without signals. In addition, the pedestrian’s comfort, composed of feeling of recognition, confidence in the decision and feeling of safety, increases when the approaching car shows either one of the two signals. The results add value to the research in the field of autonomous vehicle-to-pedestrian communication as they suggest a strong positive effect of the signals on the pedestrian’s level of comfort. Additionally, the used signals drastically reduce the errors made in the examined conflict situation.


Ms. Hsing-fen Tu (Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences).  Music and our rhythmic world

Human brain is in a constant dynamic interaction with the external multisensory world. In everyday life, musical experience, combined with strong temporal and rhythmic stimulations, embodies different perception, cognition, and/or motor functions. Human brain seems to be highly flexible to adjust reactions and coordinate our movements to external stimuli. It’s been observed that, rhythmic entrainment is not merely associated with physiological oscillations and the modulation of adaptive sensory processing, but the influence can also be seen extensively in perceptual, autonomic physiological, motor, and social levels. We focus on effects of music in different developmental stages as well as in clinical recovery.


Elisabeth Klose: Eine Analyse der Fuhrparkmanagementprozesse von kleinen und mittelständischen Unternehmen hinsichtlich des Potentials von Augmented Reality

A fleet of vehicles poses a major financial burden to small and medium-sized enterprises. Given that, an efficient management of the fleet evokes great potential for a possible reduction of costs. One way to increase efficiency is to employ innovative technologies such as augmented reality. To increase the amount of knowledge about fleet management of the discussed economic branch, this paper contains an analysis of the current fleet management activities, conducted by means of qualitative interviews (N=6) with companies in the craft and logistics sectors. Based on available literature, technological features of augmented reality have been pointed out that potentially improve the process of fleet management. Consequentially the measuring instrument SMART-A was developed to measure the suitability of augmented reality in cases of work activities. To promote the analysis of the practicability and validity interviews with fleet managers were performed. Furthermore, the general attitude towards augmented reality in the target groups was examined and individual use cases were assessed in the context of storyboards. Based on the results, the potential benefits of using the developed techniques in fleet management were revealed. This paper concludes with the derivation of use cases and states requirements for technical implementations regarding the establishment of AR applications in the logistics industry.

Yuan Lyu: Concept Design for Pedestrian-Vehicle Communication in the Age of Autonomous Driving

Background: In the the future of autonomous driving, pedestrians need additional information to compensate for the loss of interaction with human drivers. Previous research showed that a large majority of pedestrians sees a need to be informed about the current driving mode (autonomous vs. non autonomous driving) and the
intention of the autonomous vehicle, preferably on the windshield.
Objective: To design and investigate a concept for the communication between autonomous vehicles and pedestrians in conflict situations.
Methodology: First, we conducted two focus group studies (15 participants) to explore deeper insights into the communication between autonomous vehicles and pedestrians. Based on the findings of these focus group studies, we created two participatory design sessions (8 participants) to discover how this communication is desired to look like from the pedestrians’ perspective. Finally, a communication concept was designed and tested in a user study (20 participants) by applying prototype videos. The user study was evaluated using a qualitative post-study interview and quantitative post-scenario questionnaires (7-point Likert scale).
Results: Based on what we learned from the focus group studies and the participatory design studies, we designed a communication concept that referred to a traffic light system with traffic light colors and relevant patterns, a settled crossing time for pedestrians, and a virtual driver for distinguishing between autonomous and nonautonomous driving mode. The video-based user study showed that the designed concept enabled effective communication while an autonomous vehicle is approaching a pedestrian. The pedestrians' insights were age-dependent: Feedback from younger adults (below 30 years of age) was more positive in general; the virtual driver signal was important for elder people (over 30 years of age).
Conclusion: A communication concept that refers to a traffic light system with traffic light colors and relevant patterns, a settled crossing time for pedestrians, and a virtual driver is effective for pedestrians to perceive the intention of autonomous vehicles in a future of autonomous driving.


Lukas Eschstruth: Pedestrians' interaction with an autonomous vehicle using vehicle to pedestrian communication: a VR experiment

Pedestrians that are about to cross a street communicate with drivers using eye-contact and gestures to negotiate the traffic situation safely. Soon, fully autonomous vehicles (FAVs) without drivers are expected to be in widespread use, leaving pedestrians' need for communication unfulfilled. To offset the negative effects of this limitation Vehicle-to-pedestrian (V2P) signals are used. However, it is not yet known which type of information pedestrians need when interacting with a V2P signal equipped FAV. This thesis investigates the differential effects of V2P signals communicating either the FAVs' awareness of the pedestrian, its intentions or both. For this purpose, a virtual reality (VR) experiment was conducted with participants performing a repeated road-crossing decision task. Results indicate that V2P signals help improve the quality and efficiency of pedestrian crossing decisions. They also improve the pedestrian perception of the traffic situation and trust in the FAV which mediates the effect on decision quality. Intention information had the largest benefit while the effect of the awareness information was partially hindered by the participant’s lack of comprehension for the V2P signal used. The results are useful for future designs and investigations of V2P signals and research on pedestrian interaction with FAVs.

Anlin Liang: An improved design for smooth pursuit based eye typing with word prediction

Different from dwell or blink-based gaze interaction, smooth pursuit-based eye movement is a more natural and intuitive way of interaction for humans. Like many other eye tracking technologies, one of the most important use cases of smooth pursuit based eye interaction is a text speller. Lutz and colleagues introduced the first text speller with smooth pursuit-based eye typing technology and Zeng added language model-based word prediction to improve its effectiveness. Even with a text entry speed of 4.95 word per minute, there is still a lot of space for improvement. From the aspect of user experience, the interface and interaction design are also affecting the efficiency. In this paper, six word-prediction designs based on SMOOVS are described. Fifteen participants tested those designs with sentence entry tasks. By looking at the scan path of participant, their emotional response to the different designs and subjective ratings in interview, we found most people like the 4-word design most, which allows for high efficiency.


Zoë Fassina: Betrachtung des persönlichen Sicherheitsempfindens in Bezug auf geteilte, autonome Fahrzeuge im öffentlichen Nahverkehr

Bislang ist wenig über die Faktoren bekannt, die persönliches Sicherheitsempfinden (PSE) in bedarfsorientierten autonomen Shuttlebussen im öffentlichen Personennahverkehr beeinflussen. Dieses ist entscheidend für den Erfolg des anvisierten Transportkonzepts, dem hohes Potenzial für eine zukunftsfähige Mobilitätskultur zugesprochen wird. Die vorliegende Studie adressiert diese Forschungslücke und versucht, zu einem Verständnis relevanter Faktoren und sicherheitsfördernder
Maßnahmen beizutragen.
Im Rahmen zweier Workshops wurden Einflussfaktoren des PSE in bedarfsorientierten autonomen Bussen exploriert. Identifiziert wurden zum einen das PSE reduzierende Faktoren bzw. Situationen, die in fünf Kategorien gefasst wurden, nämlich Angst vor Mitfahrenden, Angst vor technischen Fehlfunktionen, Angst vor Systemintransparenz, Angst vor unzureichenden baulichen Gegebenheiten und Angst vor äußeren Umständen. Zum anderen wurden Maßnahmen zur Steigerung des PSE in
ebenjenen Situationen erdacht. In einem weiteren Schritt wurden 17 das PSE beeinträchtigende Situationen und 13 das PSE potenziell steigernde Maßnahmen in einer Onlineumfrage evaluiert. Als relevant erwiesen sich vor allem solche Ängste, die auf als gefährlich eingeschätzte Mitreisende bezogen waren. Besonders PSE steigernd waren diejenigen Maßnahmen, die Kontakt zu verantwortlichen Personalstellen oder Sicherheitsverantwortlichen herstellen.


Francis Pascal Ngbwa: Vergleich von Beschleunigungsdaten aus inertial Sensor und optischem Fluss zur Objektivierung der Untersuchung von Reiseübelkeit

Christian Stritzke: Chancen und Risiken neuer Mobilitätsanwendungen für Menschen mit Einschränkungen


Hilmar Frank: Entwicklung einer blickbasierten Fahrzeugsteuerung

It is discussed how the utilization of Smooth Pursuit Eye Movements with their specific traits can contribute to implementing a concept for controlling a vehicle solely by executing gaze interactions.
Implications for the data processing of recorded gaze measurements are examined and methods suitable to deal with them are derived.
An application is developped which implements a gaze stimulation environement, an application- and configuration-control panel and the dataprocessing required to generate vehicle control commands related to detected driver's vehicle control commands, which can be fed into the drive train. The development of the electromechanical interface required to connect the core dataprocessing application to the vehicle‘s drive train is recapitulated.


Roland Zechner: Blickbasierte Interaktion in der virtuellen Realität: Entwicklung und Evaluation zweier Smooth Pursuit Algorithmen

Lars Möller: Gurtbasierte, taktile Rückmeldekonzepte für Übernahmesituationen

Fabian Zeier: Weiterentwicklung eines computergesteuerten Augenpaares: Ansteuerung per Blickbewegung und stereoskopische Bildübertragung auf ein HMD

For this thesis, an already existing protoype of  a pair of computer-controlled eyes was developed further. Specifically, a control software was developed, to enable users to control the eyes with their own eye movements through an eye tracker built into an HMD. A quantitative evaluation showed, that the control software generally worked as expected, however some systematic errors of the software concerning position and speed calculation were found. In the next step, the existing glass eyes of the prototype were replaced by cameras and the resulting video was streamed onto the user's HMD. The idea was to enable users to "look around" with the new prototype. A user test showed, that users liked the interaction concept in general but the system in its current form was not yet usable, mainly because of difficulties fixating certain points. Future improvements and alternative interaction concepts are proposed.


Kristin Lehnert: Einflüsse zukünftiger Interieurkonzepte autonomer Fahrzeuge auf das menschliche Wohlbefinden

Im Zusammenhang mit neuen Möglichkeiten der Fahrzeuginnenraumgestaltung in autonomen Fahrzeugen wurde die Frage untersucht, inwiefern sich innovative Sitzkonzepte auf das Wohlbefinden auswirken. In einem Mixed Design wurden N=25 Probanden in vier verschiedenen Sitzbedingungen (vorwärts vs. rückwärts; sitzend vs. liegend) im Fond eines Mercedes-Benz Viano auf einer standardisierten Versuchsstrecke gefahren, während sie nacheinander vier verschiedene Nebentätigkeiten ausführten. Dabei wurden die Herzaktivität, Atmung und Körperkerntemperatur gemessen und das Verhalten beobachtet. Alle fünf Minuten wurde mittels standardisierter Skalen das Befinden erfragt und ein Konzentrationstest durchgeführt. Regressionsanalysen ergaben, dass das Wohlbefinden in einer um 20° zurückgelehnten Haltung signifikant höher war als im Sitzen, wohingegen die Sitzausrichtung keinen Einfluss hatte. Auftreten und Schwere von Reisekrankheit nahmen mit der Zeit sowie der individuellen Anfälligkeit zu. Es ergab sich ein positiver Zusammenhang zwischen Reisekrankheit und der Körperkerntemperatur. Andere physiologische Parameter und ein Verhaltensscore korrelierten nicht mit den Symptomratings. Reisekrankheit stand in keinem Zusammenhang mit der objektiven Konzentrationsleistung, aber korrelierte negativ mit der subjektiven Konzentrationsfähigkeit. Lesen und die Bearbeitung eines Quiz-Spiels erwiesen sich als unangenehmere Tätigkeiten im Vergleich zu Filmschauen und dem Ausführen eines Geschicklichkeitsspiels. Die Erkenntnisse sprechen für die Umsetzbarkeit alternativer Sitzanordnungen und Beschäftigungsformen in autonomen Fahrzeugen und deuten darauf hin, dass insbesondere in der liegenden Sitzhaltung großes Potenzial hinsichtlich der Steigerung des Wohlbefindens besteht.


Son Toni Dang Thai: Nutzerakzeptanz eines auf Folgebewegungen der Augen basierenden Systems zur PIN Eingabe

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Fragestellung zur Bedienbarkeit und Nutzerakzeptanz eines auf Folgebewegungen des Auges basierenden Systems zur PIN-Eingabe.
Hierfür wurde das System im Rahmen der „Langen Nacht der Wissenschaft“ in den Jahren 2015 und 2017 ausgestellt um dieses an Besuchern zu testen. Rund 400 Besucher der Messe stellten sich bereit das System zu testen. Anhand eines Nachbefragungsbogens wurden ihnen verschiedene Fragen zur Bedienbarkeit und Nutzerakzeptanz gestellt.
Aus den Inhalt des Nachbefragungsbogens wurden Hypothesen zum Alter, zur Größe, zum Geschlecht sowie zu Sehhilfen in Bezug auf das System aufgestellt. Die Zielsetzung der Arbeit ist es, anhand der erhobenen Daten diese Hypothesen zu überprüfen um Aussagen über das System hinsichtlich physiologischer, psychologischer und technischer Aspekte zu treffen.
Die Dateneingabe der Fragebögen erfolgte in SPSS, ein Programm, welches auf Basis einer Datenbank verschiedene statistische Analysen ermöglicht.
Innerhalb des ersten Teils der Analyse wurden deskriptive Häufigkeitstabellen und grafische Darstellungen für jede Frage erstellt. Aus den Tabellen und Grafiken der deskriptiven Analyse ließ sich unter anderem die Zuverlässigkeit sowie der hohe Unterhaltungswert des Systems nachweisen.
Auf Basis der deskriptiven Analyse folgte die Überprüfung der aufgestellten Hypothesen mithilfe von Vergleichsmethoden. Hierfür wurden Vergleiche anhand des Mittelwertes und der t-tests herangezogen. Anhand der durchgeführten Analysen lässt sich feststellen, dass sowohl die Bedienbarkeit als auch die Nutzerakzeptanz gegeben ist.


Sebastian Hettmann: Zusammenhang eines zur Verfügung stehenden Sichtfeldes mit dem Auftreten von Simulator-Sickness in Virtueller  Realität


Mikko Honkanen: Design Principles for Naturally Controlled Ubiquitous User Interfaces

Computer systems are gradually beginning to permeate all aspects of life as computing power is embedded almost everywhere. Simultaneously, advanced technology has enabled novel multimodal interfaces that are not based on traditional graphical user interface design. Ubiquitous computing proposes to create technology that embodies a deep understanding of everyday life. For achieving that goal, standards and conventions will be needed.
In this thesis, literature was first reviewed from the perspectives of ubiquitous computing, natural interfaces, and the related design aspects. Based on the literature review, design principles for naturally controlled ubiquitous user interfaces were summarized into a set of 36 design principles. An EOG-based smooth pursuit eye tracking prototype comprising two prototype variants was then designed and constructed to evaluate part of the design principles. After this, a user evaluation was planned and conducted with 21 participants. The evaluation of the design principles was based on a comparison of the positive and negative affects experienced by the participants that used the two prototype variants designed differently to show a difference as clear as possible in terms of the fulfilment of the design principles to be evaluated.
The user ratings indicate a significant difference between the prototype variants, the difference being indicative of a tendency to improve the positive affect experienced by the participants. The set of 36 design principles can be used as a guideline for designing new ubiquitous computing applications. The set also provides an overview of the key design factors related to ubiquitous computing and natural user interfaces. Further evaluations in different contexts will be needed if the rest of the design principles in the set are to be validated.


Xiaohong Xie: An analysis of lane change behavior in highway scenario by considering different levels of aggressive drivers

According to provisional results of the Federal Statistical Office 1,536 people died in traffic accidents on German roads in the first six months of 2017 and this was an increase of 90 people, or 6.2%, on the first half of 2016. In the United States, lane-change crashes accounted for about 9% of the total traffic accidents and in Germany, lane-change crashes are the fourth most common cause of car accidents. In order to increase driving safety, advanced driver assistance systems (ADAS) are developed. Research has shown that ADAS depend on the driver’s conditions and limitations in some way and drivers tend to misuse the increased safety margins that ADAS creates by adapting their own driving styles. Different types of drivers have different attention and drive patterns, especially by lane-changing. Future intelligent driver assistance should pay more attention on human factors and must be individually tailored to the driver. Based on the “driver behavior questionnaire” less aggressive and more aggressive drivers are classified. With help of driving simulator and eye tracking device, we can approach the Time-to-collision (TTC) by lane-changing. In this study it is revealed that the velocity of the preceding vehicle (situational factor) had an effect on TTC by lane-changing. The faster the preceding vehicle drives, the lower chance that rear crash happens by lane-changing. But there is no significant difference between different levels of aggressive drivers (human factor) and TTC by lane-changing.


Johannes Schweig: Classification and correction of glasses-induced eye tracking errors


Benjamin Lochow: Untersuchung der Steuerbarkeit von Drohnen anhand von verschiedenen Eingabemöglichkeiten

Ivan Aleksei Jusef Martins de Castro: Multiple-criteria decision analysis for end users on the Internet


Nga Kusch: Analyse erforderlicher Informationen von einem selbstfahrenden Fahrzeug während einer Interaktion mit einem Fußgänger

Selbstfahrende Fahrzeuge sollen in den nächsten Jahren auf den Markt kommen und neben den herkömmlichen Fahrzeugen am Verkehr teilnehmen. Insbesondere in der Stadt stellt sich die Frage, wie die Sicherheit für Fußgänger gewährleistet werden, mit denen oftmals eine Kommunikation erforderlich ist. In dieser Arbeit sollen daher die erforderlichen Informationen an einem selbstfahrenden Fahrzeug während einer Interaktion mit einem Fußgänger analysiert werden, um die Sicherheit der Fußgänger zu gewährleisten. Dabei sollen notwendige Indikatoren während einer solchen Interaktion erarbeitet werden, auf die die Erwartungen der Fußgänger basieren.
Um das Ziel der Arbeit näher zu kommen wurde eine Onlineumfrage gestartet, indem 72 Frauen und Männer teilnahmen. In der Umfrage wurden 5 Szenarien ausgearbeitet, in denen eine Interaktion zwischen einem selbstfahrenden Fahrzeug und einem Fußgänger kritisch sein kann. Dabei müssen die Teilnehmer der Umfrage aus der Sicht eines Fußgängers individuelle Entscheidungen treffen. Aus der Umfrage wurde ersichtlich, dass die Fußgänger bestimmte Informationen vom selbstfahrenden Fahrzeug benötigen, welche wiederum der Kommunikation zwischen dem Fußgänger und dem Fahrzeug dienen. Generell ist also zwischen Informationen des Ist-Zustandes des Fahrzeugs und der Situation und Informationen zu den Intentionen des selbstfahrenden Fahrzeugs zu unterscheiden. Des Weiteren spielt die individuelle Einstellung der Fußgänger zu selbstfahrenden Fahrzeugen eine wichtige Rolle. Diese bilden wiederum die Einflussfaktoren auf die Entscheidungen der Fußgänger. Aus der Umfrage ergaben sich folgende Informationen des Ist-Zustandes und der Situation: Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Erkennung des Fußgängers, Abstand zwischen dem selbstfahrenden Fahrzeug und dem Fußgänger, Anzeige eines Warnbereichs, Vorhandensein einer Ampel oder eines Zebrastreifes. Die Informationen zu den Intentionen des selbstfahrenden Fahrzeugs können Folgende sein: sich verlangsamen, sich beschleunigen, anhalten oder weiterfahren. Aus den genannten erforderlichen Informationen und Einflussfaktoren ließen sich daraus ergebend einige Indikatoren feststellen, auf die die Erwartungen der Fußgänger basieren. Es werden zwischen den optischen und den auditiven Informationssystemen als Indikatoren unterschieden. Optische Informationssystemen könnte eine Anzeige außerhalb des Fahrzeugs zur Verdeutlichung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs sein. Ein gelb aufblinkendes Licht würde verdeutlichen, dass das der Fußgänger vom System erkannt wurde. Bei grün aufblinkendem Licht wird der Fußgänger aufgefordert, vorbei zu laufen. Auditive Informationssystemen können in Form von Sprachfunktionen gestaltet sein. Dabei kann das selbstfahrende Fahrzeug den Fußgängern seine Intentionen mitteilen. Weitere optische sowie auditive Informationssystemen sind durchaus denkbar und wurden in der Arbeit näher erläutert. Schlussfolgernd ist zu sagen, dass eine Mischung aus sowohl standardisierten optischen als auch auditiven Informationssystemen eine bessere Kommunikation dienen soll. Dabei sind kulturelle und gesellschaftliche Unterschiede zu beachten.


Jing Wang: Remote Museum Visit for Elderly Users assisted by Telepresence Robot

Anne Romann: Moderne Kommunikationsformen - Kann der Telepräsenzroboter im Praxistext mit seinen Vorteilen überzeugen?


Hamez Totaj: Aufbau und Evaluation eines Labordemonstrators für einen „durchschaubaren“ Lastkraftwagen


Alma Hertwig: „Smart glasses“ versus „Computer display“: Evaluation of assembly guidance systems for automotive manufacturing


Nikolai von Seydlitz-Kurzbach: Entwurf einer fahrerzustandsabhängigen Warn- und Eingriffsstrategie für ein situativ eingreifendes Fahrerassistenzsystem zur Kollisionsvermeidung


Christoph Kohlwes: Die subjektive Bewertung von Hausgeräten anhand haptischer Gestaltungsparameter


Zhe Zeng: Training for smooth pursuit eye movement based text speller

Nowadays human computer interaction becomes more indispensable in our daily life. Gaze input is an innovative and contactless interaction, which can free hands for other tasks and increase hygiene. The objective of this thesis is to improve the typing performance of a gaze speller which based on smooth pursuit eye movement. On the one hand, the typing performance was evaluated in three separate training sessions, which aimed to test whether the typing performance would increase through training sessions. Considering the individual differences in learning, an adaptive training was designed to meet the needs of different people, in which users could adjust the object movement speed as they like. The experiment was performed with 20 participants, they were randomly separated into two groups. One group received the training with fixed object movement speed (300 pixel/s). The other group was trained with adjustable object movement speed. Both groups had three training sessions. Each session had 10 training phrases and five testing phrases. The dependent measures used in this experiment were words per minute, discontinuations per sentence, error rate and subjective impressions. The text entry speed increased significantly over three sessions, where the mean text entry rate was 2.78 words per minute in the first session and 3.25 words per minute in the third session. In addition to text entry speed, the number of discontinuations per sentence and the error rate of keystrokes per character (KSPC) decreased significantly over three sessions. The improvement between the first and second session is more noticeable than that between the second and third session in terms of words per minute, discontinuations per sentence and KSPC error rate. Furthermore, the typing performances of the two training groups were compared, there was no significant difference between the group training with fixed and adjustable object movement speed. In interview, 80% participants considered that the training is helpful. Seven out of 10 participants receiving the training with adjustable objectmovement speed thought that the adjustment option facilitates their learning.


Fardad Mojtabaee: Entwicklung eines Konzepts geeigneter Qualifikationsmaßnahmen zur sicheren Führung unbemannter Flugobjekte


Mirja Hollmann: Integration der Schutzmotivationstheorie und der Theorie des geplanten Verhaltens zur Prädiktion von Sicherheitsverhalten beim Online-Banking


Tim Gollek: Akzeptanz von autonomen Flugsystemen im Pflanzenbau


Onur Okay: Akzeptanz von unbemannten Luftfahrzeugen (Drohnen) zur Paketzustellung durch die zivile Bevölkerung


Nadine Kaufhold: Wie unterscheiden sich die Qualität, Effektivität und Effizienz der Kommunikation bei der Nutzung von Telepräsenzrobotern von anderen Kommunikationsformen?


Maria Müller: Multiscreen Experience Evaluation – Methodenvergleich und Entwicklung einer Bewertungsmethode


Aylin Dumlupinar: Telepräsenzroboter an Universitäten – neue Möglichkeiten zur Unterstützung abwesender Studierender


Anne Scholl: Einfluss der Arbeitsgedächtniskapazität auf die Fahrerbeanspruchung bei Dual-Task Aufgaben

Alexander Schmidt: Erkennung und Klassifikation von Fahrerablenkung


Marius Schwarzwäller: Countermeasures against high workload


Sven Bock: Reaktionsgüte auf periphere Reizgebung beim Autofahren

Kristin Seigies: Evaluation einer aktiven Lichtfunktion zur Spurwechselunterstützung in einer Realfahrt


Julian Baumgärtner: Comparison between an electronic audio-visual and a paper-based checklist regarding the anaesthesiologists' attention during anaesthesia measured with eye-tracking.

After the World Health Organisation introduced the Surgical Safety Checklist in 2008, the error rates during operations decreased. The paper-based checklist supports anaesthesiologists and surgeons to execute all safety-related tasks. As electronic checklist were developed in aviation and showed success, electronic checklists were considered in hospitals as well. So far the electronic checklists worked well, but until now there was no direct comparison between electronic and paper-based checklists in hospitals. The current study aims to examine the applicability of the two kind of checklists in anaesthesiological tasks by measuring the distribution of the anaesthesiologists' attention on the basis of their eyes’ foci and the performance in safety-related tasks operationalised by correctly executed checklist items during the anaesthetisation respective the type of checklist.
In a field study conducted in cooperation with the Charité Berlin N=14, anaesthesiologists with an average age of 31.5 years (SD = 1.1 years) were tested. Conducting a within-subject study design, each anaesthesiologist performed an anaesthetisation both with an electronic and a paper-based checklist while their eye movement was measured with an eye tracker. The results indicate improved performances and less needed attention while using the electronic checklist. Furthermore, the study suggests further development options especially regarding the electronic checklist. Future studies need to address critical functions and point out improvements for further redesigns of the electronic checklists.

Cornelia Lüderitz: Das Potential simulatorbasierten Trainings zur nachhaltigen Förderung ökologischen Fahrverhaltens


Daniel Nause: Validierung eines globalen Guideline Testkataloges zur Bewertung von Bedienkonzepten von Fahrer-Fahrzeug-Schnittstellen


Leonard Wiering: Kulturelle Unterschiede in der Beantwortung subjektiver Beanspruchungsmaße

Fabian Rüsenberg: Einfluss der Gestaltung von "Small Unmanned Aerial Vehicle" (SUAV) auf deren Akzeptanz durch die Bevölkerung für zivile/kommerzielle Anwendungen

Irene Gohl: Analyse der Fahrer-Fußgänger Interaktion an Fußgängerübergängen. Ein Beitrag zum pilotierten Fahren im städtischen Umfeld


Verena Hartl: Betrugsschutz beim Online-Banking – Onlinebefragung zu Sicherheitseinstellung und Sicherheitsverhalten von Nutzern beim Online-Banking

Johannes Sattler: Telepräsenzroboter- Zukunft der virtuellen KOmmunikation? Eine Befragung und Diskussion


Ann-Kathrin Reschke: Potenzialanalyse sequentieller, sprachgesteuerter Multifunktionsdisplays im nicht-kommerziellen Luftverkehr- eine Simulatorstudie

Marvin Ruf: Untersuchung der Usability von Bedienoberflächen von Planungssystemen und –werkzeugen der Digitalen Fabrik in der Fertigungsplanung der Automobilbranche


Ashog Kulathasan: Aufbau und Evaluation eines Shared-Vision-Systems


Marika Nürnberg: Experimentelle Erfassung von Workload im Kontext der Fahrerbeanspruchung


Nina Wahn: Wertigkeit am Fahrerarbeitsplatz: Untersuchung der Haptik von Benutzerschnittstellen und ein Ausblick auf Durchgängigkeit als Anspruch an zukünftige Entwicklungen im Nutzfahrzeug


Juliane Schwarz: Kategorisierung von Objekten in der Umwelt und Testen ausgewählter Schalle zur Auralisierung dieser Kategorien – Ein Vergleich zwischen sehenden und blinden Probanden

In Deutschland leben rund 1,2 Millionen sehbeeinträchtigte Menschen, von denen schätzungsweise zwei Drittel über 65 Jahre sind. Bei der Aufrechterhaltung eines autonomen Lebens spielen Hilfsmittel zur Unterstützung der eigenständigen Fortbewegung eine große Rolle. Im Projekt OIWOB wird derzeit eine neuartige Orientierungshilfe für sehbeeinträchtigte Verkehrsteilnehmer/Verkehrsteilnehmerinnen entwickelt. Sie wird wie eine  normale Brille getragen und enthält zwei Mikrokameras, die die Umgebung filmen. Es sollen Objekte erkannt und nach Umwandlung in ein akustisches Signal dem Nutzer/der Nutzerin über offene Kopfhörer präsentiert werden. Im Rahmen des Projektes wurden in der vorliegenden Arbeit zwei Untersuchungen durchgeführt: Mithilfe einer Kategorisierungsaufgabe wurden zur Reduktion der durch die Orientierungshilfe präsentierten Informationen Objekte aus der Umwelt von Verkehrsteilnehmern/Verkehrsteilnehmerinnen zu Klassen  zusammengefasst. Die Aufgabe absolvierten 51 sehende und 26 sehbeeinträchtigte Personen, wobei die Ergebnisse der Versuchsgruppen zum Teil divergieren. Nach einem anschließenden Expertenreview ergaben sich neun Objektklassen. Für diese wurden in einem virtuellen Lokalisationsexperiment ausgewählte semantische und instrumentale Schalle auf ihre Eignung für die Orientierungshilfe getestet. Neben der Lokalisierbarkeit wurde untersucht, wie angenehm sie sind und ob sie sich einer der gebildeten Objektklassen  zuordnen lassen. Es wurden 10 Sehende und 10 Sehbeeinträchtigte getestet. Alle untersuchten Schalle lassen sich gleich gut lokalisieren. Die instrumentalen Schalle sind den Ergebnissen zufolge angenehmer als die semantischen, wobei sich letztere eher den Objektklassen zuordnen lassen. Zwischen den Versuchsgruppen zeigen sich weder bei der Bewertung der Schalle noch beim allgemeinen, vertikalen und horizontalen Lokalisationsvermögen Unterschiede.  Von den getesteten Schallen können vier als potentiell geeignet für die Orientierungshilfe angesehen werden. Es werden weitere Empfehlungen für die Wahl geeigneter Schall gemacht. Die Ergebnisse zum Vergleich der Stichproben innerhalb des Lokalisationsexperimentes sind aufgrund der geringen Stichprobengröße mit Vorsicht zu betrachten.


Ali Emami: Entwurf und Evaluation eines Speller-Konzepts für MirrorLink™-Apps für die Infotainment-Bedienung mit Dreh-Drück-Steller und Touchscreen


Jonas Tielmann: Der Einfluss von Sensation Seeking auf den selbstgewählten Takt bei der Bearbeitung von Sekundäraufgaben während des Fahrens

Fahrer sind in der Lage, schwierige Fahrsituationen trotz zahlreicher Sekundäraufgaben, wie beispielsweise die Nutzung von Infotainment-Systemen, zu meistern. Neuere Studien zeigen aber, dass die kognitiven Anforderungen auf Aufmerksamkeitsressourcen von Fahrern bei Interaktionen mit (Infotainment-)Systemen über Sprachbefehle, bei denen die Augen auf der Fahrbahn verbleiben können, die Primäraufgabe des Fahrens beeinträchtigen können. Die Theorie multipler Ressourcen von Wickens (2008) bietet eine Grundlage, um eine übermäßige Beanspruchung des Fahrers vorherzusagen. Nach Mehler & Reimer (2013) wird in diesem Modell nicht berücksichtigt, dass der vom Individuum selbst gewählte Takt in der Interaktion mit dem System einen starken Einfluss auf die eigene Beanspruchung hat. Studien zum Risikoverhalten von Fahrern (Jonah et al, 2000; Horrey, Lesch & Garabet, 2008) weisen außerdem darauf hin, dass Fahrer mit hoher Sensationslustsuche (hohe Werte im Sensation Seeking-Fragebogen) neben der Fahrt mehr Sekundäraufgaben machen.
In der Arbeit sollen zum einen die Bedingungen des selbstgesteuerten Takts und des vorgegebenen Takts bei der Bearbeitung einer Sekundäraufgabe miteinander verglichen werden. Zum anderen sollen Personen mit hohen und niedrigen Sensation Seeking-Werten (SSW) daraufhin untersucht werden, ob 1) Fahrer mit hohen SSW einen höheren selbstgesteuerten Takt bei der Sekundäraufgabe wählen als Fahrer mit niedrigem SSW und 2), ob sie dabei dieselbe oder eine schlechtere Leistung in der Primäraufgabe des Fahrens zeigen.

Florian Hoffmann: Blickbewegungsanalyse bei der Gesichtserkennung mit Hidden-Markov-Modellen

Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Algorithmus zur Bewertung menschlicher Blickbewegungen beim Betrachten bekannter und unbekannter Gesichter. Ausgangspunkt ist die Frage, ob sich, abhängig von der Bekanntheit eines Gesichts, Unterschiede der Blickbewegungen zeigen, und wenn ja, ob sich diese Unterschiede in zwei zu trainierenden kontinuierlichen Hidden-Markov-Modellen abbilden lassen. Diese unterschiedlich trainierten Hidden-Markov-Modelle könnten dann als Klassifikatoren dienen, um die Wahrscheinlichkeit einer Gesichtswiedererkennung vorherzusagen. Zur Erhebung von Testdaten wurde ein Eye-Tracking-Experiment mit 20 Versuchspersonen durchgeführt, das in eine Lern- und eine Testphase unterteilt wurde. Es konnte gezeigt werden, dass sich unter der Annahme ähnlicher Blickbewegungen einer spezifischen Person bei der Betrachtung verschiedener Gesichter eine Richtig-Positiv-Rate von durchschnittlich 82% mit einem Youden-Index von 0,66 erreichen lässt. Die Parameter der Modelle bildeten die Anzahl der verborgenen Zustände, die mit Areas of Interest modelliert wurden. Eine Aussage über die Vorhersagekraft konnte schon getroffen wer-den. Aber es hat sich herausgestellt, dass sich der Algorithmus für eine solche Vorher-sage nicht eignet, weil es Faktoren gibt (wie die individuellen Strategien der Versuchs-personen bei Unsicherheit bzgl. der Bekanntheitsaussage), die seine Aussagekraft ab-schwächen bzw. seine Berechnungsgrundlage unterlaufen.


Otto Lutz: Entwicklung eines auf Folgebewegungen basierenden Gaze-Spellers

In der vorliegenden Arbeit wird eine neuartige Software zur Texteingabe mit den Augen, ein so genannter Gaze-Speller, entwickelt und untersucht. Um Gaze-Speller auch für blickinteraktive Systeme im öffentlichen Raum einsetzen zu können, müssen diese möglichst intuitiv bedienbar und robust gegen Störeinflüsse gestaltet werden. Folgebewegungen der Augen bieten hierfür einen vielversprechenden Ansatz, der bislang bei Gaze-Spellern nicht explizit verfolgt wurde. Konkrete Zielsetzung der Arbeit ist die Entwicklung eines Gaze-Spellers, der auf Folgebewegungen basierend eine Eingabe von Buchstaben und Wörtern ermöglicht. Eine spezielle Anforderung besteht darin, dass der Algorithmus, welcher aus dem Blickverhalten des Nutzers den korrekten Buchstaben ableiten soll, bereits auf Basis einer Ein-Punkt- Kalibrierung sicher funktioniert. Dazu muss dieser in der Lage sein, die Richtung von Folgebewegungen zuverlässig und robust zu detektieren. Diese Konzeption des Gaze-Spellers hat dabei die physiologischen Charakteristika von Folgebewegungen zu berücksichtigen. Der Gaze-Speller soll an potentiellen Nutzern getestet werden, wobei sowohl quantitative Leistungsdaten als auch die qualitative Rückmeldung über das Erleben der Interaktion erfasst werden sollen. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, optimale Werte für zentrale Parameter zu ermitteln. Auf Basis relevanter Aspekte aus physiologischer, psychologischer und technischer Betrachtungsweise wird ein erster Entwurf des Gaze-Spellers entwickelt. Der Detektionsalgorithmus für Folgebewegungen ist effizient und entsprechend der Zielsetzung gestaltet. Das grafische Design ist minimalistisch-ästhetisch unter Verwendung von animierten Buchstabenkacheln gestaltet, die in Gruppen zweistufig auseinanderfliegen. Der Nutzer folgt einer  der Buchstabenkacheln mit den Augen, um den Buchstaben zu selektieren. Die Genauigkeit der Ein-Punkt-Kalibrierung und die Auswirkung einer Änderung des zentralen Parameters „Startdistanz“ werden in einem explorativen Vorversuch an Probanden untersucht. Mittels der dabei gewonnenen Erkenntnisse, insbesondere über die Auswirkungen technisch bedingter Latenzen, wird ein optimierter Entwurf entwickelt. Dieser zeichnet sich durch einen optimierten Erkennungsalgorithmus, Verbesserungen im Interaktionsdesign und eine  differenziertere Rückmeldung des Systemzustands an den Nutzer aus. Im Hauptversuch mit 24 Probanden werden die Auswirkungen unterschiedlicher Bewegungsgeschwindigkeiten der Buchstaben auf Eingabegeschwindigkeit, Fehlerrate und subjektives Erleben standardisiert erfasst. Im Ergebnis erweist sich eine Geschwindigkeit von 300 Pixeln/s als optimale Bedingung, bei der mit einer Brutto-Eingaberate von 22.3 Blickgesten pro Minute sowohl die höchste Eingabegeschwindigkeit von 3.34 words per minute als auch eine gute  subjektive Bewertung der Interaktion erreicht werden. Die Untersuchung wird um einen Vergleich der Klassifikationsergebnisse zwischen dem ersten und optimierten Entwurf des Algorithmus ergänzt. Weiterführende technische Problemfelder werden diskutiert und konkrete Ansätze für zukünftige Forschung identifiziert. Ferner wird ein Ansatz vorgestellt, die Ein-Punkt- Kalibrierung implizit, also für den Nutzer nicht als solche erkennbar, zu gestalten. Damit ist der Gaze-Speller bereit für eine Testung unter Realbedingungen - als  blickinteraktive Eingabemethode für Systeme im öffentlichen Raum.


Martina Becker: Einsatz von Tablets in der Fluglotsenausbildung- Eine Untersuchung der Auswirkungen von elektronischen Lernunterlagen auf mobilen Endgeräten hinsichtlich Lernprozess und Lernleistung

Die Masterarbeit entstand in Kooperation mit der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH in Langen bei Frankfurt. Die DFS ist für die Sicherheit und effektive Nutzung des Luftraums über Deutschland verantwortlich. Um diese Aufgabe zu erfüllen bildet das Unternehmen am Standort in Langen kontinuierlich Fluglotsen aus. Dabei wird von den Auszubildenden eine hohe Eigeninitiative bezüglich des Lernens außerhalb des Unterrichts gefordert. Um das Lernen interessanter und vielfältiger zu gestalten möchte die DFS zukünftig Tablets in der Fluglotsenausbildung einsetzen. Auf diesen soll das umfangreiche Lehr- und Lernmaterial zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus soll den Auszubildenden die Nutzung zusätzlicher Funktionen, wie der Zugriff auf das Internet und die Verwendung von Kommunikationsdiensten sowie Applikationen, ermöglicht werden. Vor einer Tablet-Ausstattung aller Auszubildenden wurde eine umfangreiche Vergleichsstudie zwischen den herkömmlichen Papierunterlagen und elektronischen Unterlagen auf Tablets durchgeführt. Dafür wurden zu Beginn der Ausbildung 64 Auszubildende über einen Zeitraum von 16 Wochen mit einer Vielzahl von Messinstrumenten, hauptsächlich Fragebögen, untersucht. Um eine gezielte Fragestellung bearbeiten zu können, wurde im Rahmen der Masterarbeit ein Teil der Daten aus der Hauptstudie berücksichtigt. Der Fokus lag dabei auf Motivations-, Beanspruchungs- und Leistungsaspekten. Grundlage zur Formulierung der Fragestellung waren relevante theoretische Modelle und Konzepte bezüglich Lernen, Motivation und Belastung sowie Studien, die den Einsatz von mobilen Kommunikations- und Informationssystemen im schulischen und universitären Umfeld bereits untersucht haben. Es wurde angenommen, dass durch die Bereitstellung von Lernunterlagen auf Tablets auch ohne die Implementierung neuer didaktischer Methoden die Motivation zu Lernen steigt und sich die Lernzeit dadurch verlängert. Außerdem sollte ausgeschlossen werden, dass sich Auszubildende stärker belastet fühlen, wenn sie ein Tablet zum Lernen zur Verfügung gestellt bekommen.
Mit der Masterarbeit konnte ein Teil der vorgestellten empirischen Befunde bestätigt werden. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass der Tablet-Einsatz die Motivation hinsichtlich des Interesses steigern kann und dieser positive Effekt nicht mit der Zeit abnimmt. Hinzu kommt die Erkenntnis, dass Auszubildende sich nicht stärker belastet fühlen, wenn zum Lernen ein Tablet bereitgestellt wird. Die Ergebnisse weisen keine negativen Aspekte des Tablet-Einsatzes in der Fluglotsenausbildung auf und sprechen damit nicht gegen eine Tablet-Ausstattung der Auszubildenden.

Christopher Jurthe: Implementierung einer nutzergerechten Webapplikation zur Füllstandsüberwwachung von Lebensmitteln in einer Smart Kitchen

Janos Schol: Machbarkeitsstudie zur Nutzung von Smartphonesensorik für die berührungslose Interaktion im Fahrzeug


Jonas Brönstrup: Recording and Classification of EEG-Data for Optimization of Human-Computer Interaction through Speech Recognition


Gloria Pöhler: Entwicklung und Validierung eines Beobachterverfahrens zur Fahrerintentionserkennung im urbanen Raum

In der vorliegenden Arbeit wurde ein videobasiertes Beobachterverfahren entwickelt, welches dazu diente, die Fahrerintention in den drei Fahrszenarien „Abbiegen nach links an einer ampelgeregelten Kreuzung“, „Spurwechsel nach links“ sowie „Bremsintention beim Annähern an einen querungsbereiten Fußgänger“ frühzeitig zu erkennen. Hierzu wurde im ersten Schritt eine Datenerhebung mit 24 Versuchspersonen im Fahrsimulator durchgeführt.
Aus einer Auswahl der in diesem Versuch aufgezeichneten Videos wurden  anschließend typische Verhaltensweisen extrahiert, die bei dem Ausführen (Manöver-Bedingung) bzw. Unterlassen (Baseline-Bedingung) jedes Fahrszenarios auftauchten. Im zweiten Schritt wurden die in jeder Bedingung spezifischen Verhaltensweisen mit vier Bewertern im Rahmen einer Beobachterschulung trainiert, bevor das eigentliche Bewerterverfahren  durchgeführt wurde. In diesem konnten überwiegend gute Beobachterübereinstimmungen, sowohl in den einzelnen Fahrszenarien als auch in den extrahierten Verhaltenskategorien, erzielt werden.

Niels Meier: Evaluierung und Neukonzeption des Notifikationssystems eines Anästhesiegerätes- eine empirische Nutzerstudie

Diese Masterarbeit widmet sich der Evaluierung und Neukonzeption des Notifikationssystems eines Anästhesiegeräts der DRÄGERWERK AG. Ziel ist die Identifizierung von Usability-Problemen mit der aktuellen Benutzeroberfläche sowie deren funktionale Weiterentwicklung. In diesem Rahmen werden Ergebnisse der durchgeführten Usability Studie im St. Franziskus-Hospital in Münster vorgestellt, an der elf Krankenhausmitarbeiter der Intensivmedizin teilnahmen. Diese Arbeit ordnet sich methodisch in eine frühe Phase des iterativen Usability Engineering Prozesses (nach IEC 62366) ein, in dem die Einbeziehung des Nutzers in den Entwicklungsprozess zwingend erforderlich ist. Ziel dieser nutzerorientierten Gestaltung ist es, dem Nutzer eine effektive, effiziente und zufriedenstellende Nutzung des medizinischen Geräts zu ermöglichen, unter Berücksichtigung seiner psychischen und physiologischen Verarbeitungsprozesse. Zur Evaluierung des Status Quo wurden vier Szenarien aus dem Klinikalltag formuliert, die von allen Teilnehmern in einem Usabilitytest durchlaufen wurden. Neben zahlreichen Usability- Problemen brachte dieser Teil der Studie u.a. das Bedürfnis nach einer zentralen Verortung von Notifikationen hervor. Ferner erfolgte die Bewertung von acht Designkonzepten durch die Teilnehmer in einer Usability-Befragung, die vorab in einem Expertenreview mit Fachleuten aus dem Bereich User Interface Design der DRÄGERWERK AG ausgearbeitet wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass bereits kleinste gestalterische Maßnahmen eine positive Auswirkung auf die Bewertung haben. Insgesamt wurden alle acht Designkonzepte positiv bewertet und zum Teil als Verbesserung gegenüber dem Status Quo angesehen. Die Arbeit bietet somit eine Grundlage für weitere Studien in diesem Gebiet und formuliert Handlungsempfehlungen für die Weiterentwicklung des Notifikationssystems.

Stefan Bischof: Inspektion von Mensch-Maschine-Schnittstellen mit Hilfe von Image Schemata

Ziel dieser Arbeit war es herauszufinden, inwieweit eine neue Inspektionsmethode geeignet ist, bestehende Interfaces auf Gebrauchstauglichkeit hin zu untersuchen. Dafür wurde die Methode der Image Schemata mit der inzwischen erprobten heuristischen Evaluation nach Nielsen (1994) verglichen. Im Zentrum des Interesses standen dabei zwei Mensch-Maschine-Schnittstellen, die dem Automotive-Bereich zugeordnet werden. Zum einen handelt es sich dabei um einen Online-Fahrzeugkonfigurator, zum anderen um die Mittelkonsole eines Kompaktklasse-Fahrzeugs. Jede Schnittstelle wurde mithilfe einer strukturierten Aufgabenstellung von zwei Expertengruppen, mit je vier Experten, inspiziert und auftretende Probleme dokumentiert. Dabei wurden verschiedene Größen zum Beurteilen der beiden Inspektionsmethoden aufgenommen. Unter anderem wurden die benötigte Zeit zur Inspektion, die Anzahl und Art der gefundenen Probleme sowie die Problem-übereinstimmungen zwischen den Expertengruppen erfasst. Zudem konnten durch Image Schemata gestalterische Hinweise zum Verbessern der bestehenden Interfaces generiert werden. Dazu wurden die verwendeten Interfaces auf enthaltende Image Schemata untersucht und mit den identifizierten Problemen verglichen. Zusammenfassend kann gezeigt werden, dass die neue Inspektionsmethode gleichwertig zur heuristischen Evaluation in Bezug auf Effizienz, Anzahl und Art der Problemidentifizierung ist, zusätzlich aber konkrete Gestaltungshinweise zum Beheben der gefundenen Probleme hervorbringen kann.


Wen Zhou: Auswirkung der elektronischen audio-visuellen Checklistennutzung auf die Aufmerksamkeitsverteilung des Anästhesisten während der Narkoseeinleitung erfasst mittels Blickbewegungsmessung

Peter Brandstädter: Blickinteraktion mit Fahrkartenautomaten- Prototypische Integration einer Eye-Tracking Anlage für die Blickinteraktion in einem Fahrkartenautomaten

Blickbasierte Interaktionsformen mit technischen Geräten bieten neue zusätzliche Möglichkeiten mit Geräten im öffentlichen Raum zu interagieren. Jedoch sollte ein System so gestaltet sein, dass es intuitiv erlernbar und nicht zu kompliziert ist und Nutzer abschreckt.
Die Integration und Ausrichtung eines Eye-Trackers  in einen vorhandenen Fahrkartenautomaten stellt dabei die erste Herausforderung dar. Weiterhin lässt sich fragen, ob Menschen mit unterschiedlichen anthropometrischen Eigenschaften und ob Brillen- bzw. Nichtbrillenträger unter Verwendung einer festen Kameraeinstellung das Gerät benutzen können und eine präzise blickbasierte Bedienung der Oberfläche ermöglicht werden kann. Dabei sollte die Abweichung des Sehwinkels nach der Kalibrierung in einem vorgegebenen Bereich von 0,5° liegen. Diesen Fragen wird in der vorliegenden Arbeit mit Hilfe von between-subject Design Experimenten nachgegangen.
Das erste Experiment fand mit neun Probanden (Range 23-33 Jahre; M = 26 Jahre; SD = 2,8) statt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem Einbauwinkel des Eye-Trackers unterhalb des Monitors von 128° und einen  festgelegten Abstandsbereich, in dem sich die Probanden positionieren, von 35 cm - 103 cm alle Personen mit der Körpergröße 1,53 m - 1,87 m von diesem erkannt werden und somit eine feste Integration möglich ist.
Das zweite Experiment untersucht mit Beteiligung von 24 Probanden (Range 20-32 Jahre; M = 26 Jahre; SD = 2,7),  ob es mit Hilfe einer Zwei-Punkt-Kalibrierung möglich ist, über alle Benutzergruppen hinweg eine Präzision zu erreichen, welche die blickbasierte Bedienung einfach gewährleistet. Weiterhin wird der Einfluss von Brillen und ihre Wirkung auf die Präzision der Kalibrierung geklärt. Die Evaluation der Blickinteraktion ergab, dass die hier getesteten Brillenträger sich nicht hinsichtlich der Präzision unterscheiden und die Bedienung in dem hier festgelegten Rahmen für alle Nutzergruppen funktioniert.


Helene Cymek: Die Nutzung von Folgebewegungen für die Blickinteraktion

Die Fragestellung der vorliegenden Arbeit ist, ob Folgebewegungen des Auges auf sich bewegende Displayobjekte zur Steuerung eines technischen Systems genutzt werden können. Des Weiteren ist von Interesse, ob bei dieser Methode auf eine individuelle Kalibrierung verzichtet werden kann und wie die Nutzer ein solches System bewerten. Zur Prüfung der Fragestellungen wurde die Eingabe der Persönlichen Identifikationsnummer (PIN) über Folgebewegungen des Auges innerhalb von zwei explorativen  Laboruntersuchungen evaluiert.

Florian Hoppe: Blickinteraktion am Fahrkartenautomaten: Vergleich unterschiedlicher Blickinteraktionskonzepte

Blickinteraktion mit technischen Geräten besitzt das Potenzial herkömmliche Interaktionsformen zu unterstützen oder vollständig abzulösen. Die Herausforderung besteht darin, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle zu gestalten, die durch ein Bedienkonzept der Blicksteuerung sämtliche Funktion ebenso effizient unterstützt, wie die normalerweise auf Tastatur-, Touch- oder anderer Basis beruhenden Bedienmethoden. Aber nicht nur die Effizienz, sondern auch die Anforderungen der Benutzer müssen der Methode in gleichem Maß gerecht werden, denn die Bewertungen der Nutzer über das verwendete System sind ausschlaggebend für dessen tatsächliche Akzeptanz. Ticketautomaten sind öffentlich zugängliche Maschinen, die zurzeit mit herkömmlichen Methoden bedient werden. Für die Integration einer Blicksteuerung in diese Automaten sind verschiedene Interaktionskonzepte vorstellbar. In zwei Experimenten werden drei verschiedene Blickinteraktionsmodelle evaluiert. Es nehmen jeweils zwölf Personen an den Experimenten teil. Die Oberfläche des Menüs wird hierbei nicht verändert. Die Dwell-Time-Methode, die einen Bereich durch längeres Ansehen aktiviert, die Blinzelmethode, die bei einer bestimmten Blinzeldauer ebenfalls eine Aktivierung hervorruft und das Konzept der Blickgesten, werden als Eingabeform untersucht. Zunächst wird jedoch im ersten Experiment nach einer geeigneten Blickgeste gesucht, die im zweiten Experiment verwendet werden soll. Für Blickgesten müssen festgelegte Bereiche eines Bildschirms angesehen werden, sodass sich eine bestimmte Form des Blickpfades ergibt, die als Geste bezeichnet wird. Das erste Experiment zeigte, dass Blickgesten mit geringer räumlicher Ausdehnung bevorzugt werden, selbst wenn diese komplexer sind, als andere Gesten. Im zweiten Experiment wird deutlich, dass Unterschiede zwischen den drei Bedienkonzepten bezüglich der Bearbeitungszeit der Aufgaben und der Fehleingaben auftreten. Zudem kann anhand der erhobenen Daten eine allgemeine Akzeptanz der Kombination aus Ticketautomat und Blicksteuerung erkannt werden.


Juliane Bock: Mit einem Blick weiter: Möglichkeiten der Blicksteuerung von Ticketautomaten unter Einbeziehung verschiedener Interface-Designs


Anne-Cathrin Ludwig: Das berührungslose Wohnzimmer? Entwicklung und Evaluation eines multimodalen Interaktionskonzeptes zur Bedienung von Geräten im Wohnumfeld

Mit der kontinuierlich steigenden Technisierung im direkten Lebensumfeld des Menschen gehen derzeit zahlreiche unterschiedliche Bedienkonzepte einher. Aktuelle technische Entwicklungen bieten dabei ein hohes Potential natürliche Formen der Mensch-Mensch-Interaktion in innovative Interaktionskonzepte zu integrieren und damit ein neues Benutzererlebnis zu schaffen. Die Umsetzung erfolgt jedoch meist gerätespezifisch, so dass uneinheitliche Bedienformen vorliegen. Es zeigt sich der Bedarf eines geräteübergreifend konsistenten Interaktionskonzeptes, welches sich der Vorteile neuer Bedienformen annimmt.
In der vorliegenden Arbeit erfolgt deshalb die iterative Entwicklung einer Gesten- und Sprachsteuerung zur übergreifenden und konsistenten Bedienung von Geräten im Wohnumfeld. Im Rahmen einer Evaluationsstudie wird dieses multimodale Interaktionskonzept erlebbar gemacht und durch 36 Versuchspersonen mit einer klassischen Bedienung verglichen. Gewonnene Ergebnisse zeigen einen deutlichen Mehrwert des multimodalen Interaktionskonzeptes gegenüber der klassischen Bedienung im Wohnumfeld. Es liegen bei der Gesten- und Sprachsteuerung ganzheitlich positivere Bewertungen hinsichtlich der User Experience, signifikante Vorteile in der zeitlichen Effizienz, eine geringere körperliche Beanspruchung sowie geringere Frustration vor. Die übergreifend positive Bewertung äußert sich in der insgesamt signifikanten Bevorzugung des multimodalen Interaktionskonzeptes gegenüber der klassischen Steuerung. Langfristige Analysen in nachfolgender Forschung könnten den Erkenntnisgewinn hinsichtlich dieser Vorteile erweitern. Der abgedeckte Funktionsumfang der entwickelten Gesten- und Sprachsteuerung, deren benutzerfreundliche Anwendbarkeit sowie die positive Bewertung weisen auf ein erweitertes Umsetzungspotential hin.
Bereits bestehender Einsatz verteilter berührungsloser Interaktionskonzepte zeigt eine sinnvolle Übertragbarkeit der konsistenten Gesten- und Sprachsteuerung im gesamten Smart Home-Umfeld sowie weiteren Bereichen wie unter anderem der Medizin, Mensch-Roboter-Interaktion oder
der Qualitätssicherung.


Annika Johnsen: Image Schemata und Mental Models- Verknüpfung zweier Theorien der benutzerzentrierte Gestaltung am Beispiel der Software GIMP

Um Softwares mit einem großen Funktionsumfang gebrauchstauglicher zu gestalten und deren intuitive Benutzbarkeit zu gewährleisten, wird in dieser Arbeit eine kombinierte Methodik vorgestellt, die zwei Methoden der benutzerzentrierten Gestaltung miteinander verbindet.
Die Mental Models Methode von Indi Young gewährt einen Einblick in die Nutzerperspektive, indem die produktbezogenen Vorstellungen und Verhaltensweisen des Nutzers dem Funktionsumfang eines Produktes gegenübergestellt werden. Die Gegenüberstellung beider Perspektiven ermöglicht das Aufdecken nutzerbezogener Bedürfnisse, die im Produkt noch nicht umgesetzt sind und als Gestaltungslücken (Gaps) bezeichnet werden. Allerdings liefert die Methode keinerlei Hinweise, auf welche Art und Weise die Gestaltungslücken geschlossen werden können.
Die Methode der Image Schemata nach Jörn Hurtienne kann durch sogenannte image-schematische Metaphern, welche in die weitere Überarbeitung des Produktes miteinfließen, eine Grundlage zur Gestaltung dieser Gaps liefern.
Die Verknüpfung beider Ansätze ist in der vorliegenden Arbeit anhand einer Fallstudie mit der Bildbearbeitungssoftware GIMP umgesetzt. Dabei wurden Nutzerinterviews nach beiden Methoden ausgewertet und im Anschluss daran ein Sammeldokument erstellt, in dem die image-schematischen Metaphern aufgelistet sind. Dadurch konnten den Gestaltungslücken image-schematische Metaphern zugeordnet werden. Mithilfe der image-schematischen Metaphern wurden Gaps neu gestaltet, in einen Low-Fidelity Prototyp eingefügt und in Nutzertests von fünf potenziellen Nutzern bewertet.
Daneben wurde während der Umsetzung der Methodenkombination ein Schlüsselwortdokument weiterentwickelt, das Wörter enthält, die mit bestimmten Image Schemata assoziiert werden.
Die Nutzerevaluation zeigte, dass die mithilfe von Image Schemata gestalteten Symbole von den Nutzern verstanden wurden. Allerdings widersprach deren Funktionsweise zum Teil dem, was die Nutzer durch Erfahrungen mit anderen Programmen erwartet hatten. So werden in der vorliegenden Arbeit neben den Möglichkeiten, welche die Methode bietet, auch deren Grenzen deutlich. Unter anderem wird die Frage aufgeworfen, inwiefern Image Schemata mit dem Vorwissen über die Funktionsweise von Softwares im Allgemeinen vereinbar sind.


Christian Niermann: Anwendung der Eye Tracking Technik zur Validierung eines komplexen Touch Screen HMI

Diese Masterarbeit untersucht die Tauglichkeit der Eye Tracking Technik zur Usability Bewertung eines Touch Screens in der Flugzeugkabine. Um vorab eine Einschätzung verschiedener Usability Methoden vorzunehmen, wird ein Überblick über gängige Techniken und eine allgemeine Bewertung für den vorliegenden Versuch vorgenommen. Bevor die nähere Betrachtung des Zielversuches erfolgt, wird Eye Tracking als Methode hinsichtlich der Blickbewegungsmessung und ermittelbaren Parametern definiert. Der praktische Teil dieser Arbeit umfasste einen Eye Tracking Versuch in einem Cabine Mock-up. Acht Flugbegleiterinnen stellten sich hierfür zur Verfügung. Besonderheiten, die durch die Nutzung eines Mock-up als Versuchsort entstehen, werden erläutert. Neben den Ergebnissen des Eye Trackings wurden Versuchsleiterfragebögen und Fragebögen der Probandinnen für die Analyse der Zielstellung verwendet. Diese Ergebnisse zeigen, dass eine vollständig automatisierte Auswertung der Eye Tracking Daten nicht möglich ist. Nach der manuellen Auswertung wird jedoch deutlich, dass Eye Tracking als Usability Methode Ergebnisse liefert, die durch andere Methoden nicht in dieser Form zu erzielen waren. Insbesondere Lücken innerhalb von Prozessabläufen können deutlich gemacht werden. Am Ende der Arbeit wird eine Zusammenfassung zur Zielstellung hinsichtlich Aufwand und Nutzen und Vergleich zu den Daten der Fragebögen gegeben.


Oliver Knoll: Eignung der Herzrate und Herzratenvariabilität als Indikator für die mentale Beanspruchung beim Autofahren

Tobias Finck: Vergleich zwischen dem zielorientierten und realen Entscheidungsverhalten von Verbrauchern am Beispiel von Flugbuchungen

Die Ausarbeitung zeigt wie sehr ein Nutzer bei der Auswahl eines Angebotes auf die eigenen Bedürfnisse achtet. Hierbei wird die Buchung einer Flugreise mit verschiedenen Angeboten simuliert. Die Probanden sollen diejenige Flugreise auswählen, die sie im Normalfall buchen würden. Zusätzlich sind noch einzelne Kriterien die Einfluss auf die Buchung einer Flugreise haben können nach ihrer persönlichen Wichtigkeit bewerten. Unter Zuhilfenahme des systemtechnischen Instrumentes der Nutzwertanalyse werden die gewichteten Kriterien mit dem Zielbaumverfahren ausgewertet. Ein Bewertungsschema für die einzelnen Kriterien dient dazu für jeden Probanden das idealste Flugangebot herauszufiltern und Unterschiede zwischen diesem und dem ausgewählten Angebot festzustellen.


Julia Schmidt: Dominant is Up and Submissive is Down - Einfluss der Körperhaltung am Arbeitsplatz auf Entscheidungsverhalten 

Die Untersuchung beschäftigt sich mit der Überprüfung der Gültigkeit von image-schematischen Metaphern vor dem Hintergrund der Embodied Cognition Theorie in der Interaktion mit technischen Systemen. Im Vordergrund stehen hierbei die Metaphern „Dominanz is UP and Submissive is DOWN“ und „Moral is UP and Unmoral is DOWN“ aus dem UP-DOWN-Image-Schema, deren widersprüchliche Vorhersagen im Bezug auf die Körperhaltung untersucht werden sollen.
In den durchgeführten Experimenten wurde auf Paradigmen der Behavioral Economics zurückgegriffen, in denen die Teilnehmer über das Ultimatum- und Diktatorspiel Entscheidungen bezüglich eines aufzuteilenden Geldbetrages treffen sollten. Dabei befand sich die eine Hälfte der Stichprobe in aufrecht sitzender bzw. aufrecht stehender Position und die andere Hälfte in gebeugt sitzender Position. Durch diese beiden Bedingungen wurde die Körperhaltung der Teilnehmer variiert im Hinblick auf die Dimension des UP-DOWN-Image-Schemas. Vor der Entscheidungsaufgabe bearbeiteten die Versuchsteilnehmer eine Wort-Aufgabe zum Thema Dominanz bzw. Moral, um diese Dimension vorab bei ihnen zu aktivieren.
In der Dominanz-Bedingung konnte gezeigt werden, dass aufrecht stehende Personen im Mittel signifikant mehr Geld für sich behielten, wenn sie aufgefordert wurden, einen vorgegebenen Geldbetrag beliebig auf sich und einen Mitspieler aufzuteilen und verhalten sich somit dominanter als gebeugt sitzende Personen. Damit erwies sich die Dominanz-Metapher in diesem Zusammenhang als gültig. Auch die Moral-Metapher konnte in dieser Untersuchung bestätigt werden. Es zeigte sich, dass aufrecht stehende Personen in dieser Bedingung weniger Geld für sich behielten als gebeugt sitzende Personen.
Weitere Ergebnisse und methodische Hintergründe werden diskutiert.

Adrien Martel: EEG Predictors of Vigiliant Attention

Ein Brain-Computer Interface (BCI)-basiertes System zur Überwachung des kognitiven Zustand eines Nutzers, welches in der Lage ist sowohl die gegenwärtige als auch die zukünftige Entwicklung von Aufmerksamkeitsprozessen des Gehirns zu bestimmen bzw. vorherzusagen, birgt wichtige theoretische und praktische Implikationen für die Mensch-Maschine-Interaktion.
In der vorliegenden Studie wurde die zeitliche Evolution von neurophysiologischen Signalen untersucht, die einer momentanen Unachtsamkeit während einer Aufgabe zur anhaltenden verdeckten Aufmerksamkeit (covert attention) direct vorangingen. Subjektive, Verhaltens- und elektroenzephalographische Daten wurden dabei von zwölf Probanden während der Bearbeitung einer modifizierten Mackworth-Clock-Aufgabe (Mackworth, 1948) erhoben und daraufhin offline analysiert. Der Stimulus bestand aus einem Zeiger, der regelmäßig Sprünge im Uhrzeigersinn über 42 Punkte hinweg unternahm, die in einem Kreis angeordnet waren. Die Teilnehmer wurden instruiert, mittels verdeckter Aufmerksamkeit dem Zeiger zu folgen und auf seltene und zufällige Doppelsprünge durch einen Tastendruck zu reagieren.
Ein signifikanter Anstieg der Reaktionslatenz und eine signifikante Abnahme der Entdeckungsrate wurden dabei als eine Funktion der time-on-task gefunden, die einen charakteristischen Effekt von Aufgaben zur anhaltenden Aufmerksamkeit darstellt – besser bekannt als Vigilanz-Abfall. Des Weiteren zeigte die subjective Schläfrigkeit eine signifikante Zunahme über den Verlauf des Experiments. Darüber hinaus wurde eine erhöhte Aktivität im Frequenzbereich von Alpha (8-14 Hz) beobachtet, die 10 s vor einem verpassten Zielreiz aufkam und graduell akkumulierte. Zusätzlich wurde eine signifikante graduelle Abschwächung der P3 ereigniskorrelierten Komponente gefunden, die einem Miss um 5 s voranging.
Diese Ergebnisse betätigen Befunde darüber, dass sich Fehler auf Verhaltensebene durch spezifische neurophysiologische Aktivität ankündigen und demonstrieren, dass momentane Unachtsamkeit in einer „verdeckten“ Experimentalumgebung bis zu 10 s im Voraus identifiziert werden kann.


Lisa Henrichs: Auf dem Prüfstand - Studie zum Wissenstransfer und die Entwicklung einer Arbeitsanweisung für den Prüfablauf an einem Hydraulik-Prüfstand

Durch die vom Fall der Mauer ausgelösten politischen Umwälzungen in Deutschland, die sich durch den politischen Systemwechsel stark verändernde Marktsituation in Osteuropa und die daraus folgenden unternehmerischen Umstrukturierungen sahen sich besonders ostdeutsche Firmen in den letzten Jahren vor enorme Herausforderungen gestellt. In den Firmen, grade auch im Bereich Maschinenbau, mussten die fachspezifischen Kompetenzen unter großem ökonomischen Druck, mit vielfältigen sozialen Unsicherheiten in neuen Zusammenhängen vermarktet werden, die von den Mitarbeitern ein hohes Maß an Flexibilität verlangten. Dieser über zwei Jahrzehnte währende Prozess hat am Hydraulik-Prüfstand der Firma Prinz Technik zu der Situation geführt, dass die qualifizierte Arbeit, die hier geleistet wird und die technischen Anpassungen, die am Prüfstand vorgenommen werden mussten, nicht ausreichend dokumentiert wurden.
Die Handhabung des Hydraulik-Prüfstandes wird ausschließlich von den Mitarbeitern auf Grund ihrer langjährigen Erfahrungen mit diesem technischen System ermöglicht. Um das Wissen dieser Arbeitsabläufe zu sichern und auch für die Kollegen zugänglich zu machen, gilt es mit dieser Untersuchung das implizite Wissen der Facharbeiter zu externalisieren. Diese Arbeit ist ein Fallbeispiel für den Wissenstransfer im Sinne der Zusammenführung von wissenschaftlichen Methoden, einer theoretisch analytischen Sichtweise auf komplexe Kommunikationsprozesse und der praktischen Umsetzung von Arbeitsabläufen in einem Unternehmen. Dabei steht die Struktur-Lege-Technik als Werkzeug zur Rekonstruktion der mentalen Modelle der Arbeitsschritte eines Prüfablaufs im Mittelpunkt. Darüber hinaus werden verschiedene qualitative Gütekriterien herangezogen, um eine angemessene Methodik für diesen konkreten Fall zu entwickeln.
Die Verbindung der verschiedenen Disziplinen und deren Teilaspekte kann als Herausforderung dieser Studie gesehen werden. Dabei werden technische Fragen der Hydraulik, Elektronik und damit verbundener Arbeitsprozesse mit Untersuchungsmethoden analysiert, die ihren Ursprung in der soziologischen Forschung haben, und außerdem auch psychologische Aspekte beachtet. Die Anwendung dieser Methodik auf einen Bereich des klassischen Maschinenbaus erfordert eine Verknüpfung von explizitem technischen Wissen und implizitem Erfahrungswissen. Die Einflussfaktoren dieser Schnittstelle werden hier differenziert betrachtet und anhand des empirischen Zusammenhangs systematisch analysiert. Die daraus resultierenden Gestaltungsmöglichkeiten dieses Prozesses werden dargestellt, um die praktische Anwendbarkeit der Erkenntnisse für die Firma zu ermöglichen.
Das Ergebnis der Rekonstruktion der subjektiven Theorien zu den Handlungsabläufen am Prüfstand und der Ableitung eines Gesamtmodells wurde von den Mitarbeitern als gültig und anwendbar bestätigt.


Oliver Hammerschmidt: Eignung der Nasentemperatur als physiologischer Parameter für die Erfassung unterschiedlicher Beanspruchungsniveaus beim Führen eines Fahrzeugs

In dieser Bachelorarbeit wurde die Nasentemperatur bezüglich ihrer Eignung als physiologischer Parameter zur Erfassung unterschiedlicher Beanspruchungsniveaus beim Führen eines Fahrzeuges untersucht.
Dafür wurde im Rahmen einer Fahrsimulatorstudie mit 36 Versuchspersonen ein Sekundäraufgabenparadigma angewendet. Als Primäraufgabe diente  der Lane-Change Task (Mattes, 2003) und eine modifizierte Version des PASAT (Lei, 2011) als Sekundäraufgabe. Durch drei  Schwierigkeitsstufen innerhalb der Sekundäraufgabe sollten unterschiedliche Beanspruchungsniveaus bei den Versuchspersonen erzeugt werden. Die Nasentemperatur wurde mit Hilfe einer Thermographiekamera berührungsfrei erfasst.
Es zeigte sich, dass die Nasentemperatur mit zunehmender Aufgabenschwierigkeit signifikant absinkt. Der Temperaturabfall zwischen den beiden schwierigsten PASAT Bedingungen wird allerdings nur marginal signifikant. Dies stellt eine eingeschränkte Sensitivität der Nasentemperatur als Indikator für mentale Beanspruchung dar. Anhand der Ergebnisse lässt sich eine grundsätzliche Eignung der Nasentemperatur zur Erfassung unterschiedlicher Beanspruchungsniveaus festhalten, allerdings sollten sowohl hinsichtlich der Sensitivität, als auch einer Validierung der Ergebnisse in einer realen Versuchsumgebung, weitere Untersuchungen durchgeführt werden.


Jan Mahler: Der Einfluss der Bildgröße auf Leistung, Zufriedenheit und Blickverhalten bei der digitalen Befundung kranialer CT

In der medizinischen Diagnostik sind Bildgrößenvergleiche von radiologischen Bildern und deren Auswirkungen auf die Diagnoseleistung mehrfach untersucht worden. Blickstudien bei Bildgrößenvergleiche sind jedoch neu. Das Ziel dieser empirischen Studie war, den Einfluss der Bildgröße auf Diagnosegüte, Befundungszeiten, Scrollverhalten und Zufriedenheit der Versuchs-personen zu ermitteln  während die Blickbewegungen der Radiologen aufgezeichnet und gängige Blickparameter ausgewertet wurden.
n der vorliegenden Studie untersuchten 21 Radiologen kraniale Computertomografien auf intrakranielle Blutungen. Jede Versuchsperson untersuchte dabei 20 Computertomografien, wovon 10 in einer kleinen Größe (14,3 x 14,3 cm) und 10 in einer großen Größe (28,7 x 28,7 cm) in einem Abstand von 64 cm betrachtet wurden. Eine Hälfte der Computertomografien wurde künstlich mit Blutungen versetzt, die andere Hälfte war frei von Läsionen.
Für die Diagnosegüte wurde eine JAFROC-Analyse erstellt und die Flächen unter der Kurve wurden ermittelt. Als Blickparameter wurden Fixationsort, -dauer und –anzahl, sowie relative Anzahl von Fixationen, welche über mehrere Bildschnitte andauern erhoben. Ferner wurde die Zeit bis zum ersten Treffer einer Area of Interest und Verweildauern auf diesen ermittelt. Das Scrollverhalten wurde durch die Parameter Durchläufe, halbe Durchläufe und Schwankungen charakterisiert. Die Zufriedenheit wurde über Befragungen der Versuchspersonen ermittelt.
Bei der Diagnosegüte konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Bildgrößen festgestellt werden. Die Befundungszeit war bei kleiner Bildgröße etwas kürzer, wobei keine statistische Signifikanz vorlag. Fixationen waren bei großer Bildgröße signifikant häufiger aber kürzer; relative Fixationen, die über mehrere Bildschnitte andauerten, bei kleiner Größe signifikant häufiger. Die Zeiten bis zum ersten Treffer einer Area of Interest und die Verweildauern auf diesen waren für wahr-positive, falsch-positive und falsch-negative Entscheidungen nicht statistisch signifikant unterschiedlich zwischen den Bildgrößen. Kein signifikanter Unterschied konnte für Durchläufe, halbe Durchläufe und Schwankungen zwischen den Bildgrößen festgestellt werden. Die Gruppe der Versuchspersonen war sehr heterogen verteilt bei der Zufriedenheit mit den Bildgrößen. Fast gleichviele Radiologen gaben eine höhere Zufriedenheit mit der kleinen beziehungsweise großen Bildgröße an.


Alexander Eschler: Die Weiterentwicklung des Evaluationstools CarUSE unter besonderer Berücksichtigung einer externen Validierung

CarUSE-MI ist ein Bewertungsinstrumentarium für die Human Machine Interface (HMI) - Qualität von Infotainmentsystemen in Fahrzeugen. In Kooperation mit der TU Berlin, Harman Becker Automotive GmbH und der Volkswagen AG wurde es im Rahmen der Dissertation von Thomas Vöhringer-Kuhnt 2011 mit dem Ziel entwickelt, ein Evaluationswerkzeug als Industriestandard zu erhalten. Das Resultat wird in Form einer Maßzahl, dem CarUSE-Value, ausgedrückt. Ein Wert zwischen 0 für eine sehr schlechte und 100 Punkten für eine sehr gute HMI-Qualität. Insgesamt fließen zu gleichen Teilen die drei Bereiche Normenkonformität, Bedienzeit und kognitive Ergonomie in den Wert hinein.
In dieser Diplomarbeit wurde mittels einer Expertenevaluation und dem ISO NORM Fragebogen 9241/110-S nach Prümper das Tool extern validiert. Exemplarisch dienten sechs Navigationssysteme (drei PNDs, zwei Smartphone-Apps und ein fest installiertes Systemen) zur Gegenüberstellung der Urteile. Auf Grundlage der Validierungsergebnisse konnte CarUSE-MI sowohl durch eine Gewichtveränderung der Kriterien als auch in der Bewertung der Bediendauer mit Hilfe der 25-Sekunden-Regel, abhängig von der Aufgabencharakteristik, erfolgreich weiter entwickelt werden. Der Schwellwert von CarUSE-MI, ab dem ein System als „gut“ bezeichnet werden kann, wurde im letzten Schritt ermittelt.
Fazit: CarUSE-MI  ist grundlegend ein praktikables Tool zur Bewertung der HMI-Qualität von Fahrerinformationssystemen. Relevante Evaluationskriterien wie Usability-Aspekte und Sicherheitsrichtlinien werden dabei berücksichtigt. Weitere zentrale Vorteile sind die Ergebnisdarstellung in Form einer einfachen Maßzahl, die genaue Identifizierung von HMI-Schwächen in einem System sowie die Anwendung des Tools mit Hilfe einer Excel-Datei. Mit Ausblick auf eine optimierte Version CarUSE 2.0 könnten die in dieser Arbeit angewendeten und vorgestellten Modifizierungen als sinnvolle Ansätze aufgegriffen werden.


Fabian Hasse: Multimodale berührungslose Interaktion mit großen Displays: Gestaltung des Positionsfeedbacks bei Zeige-Gestik in Kombination mit Sprachkommandos

Durch die zunehmende Verbreitung von großen, hochauflösenden Wanddisplays entstehen neue Herausforderungen an die Gestaltung geeigneter Mensch-Maschine-Schnittstellen. Da klassische Eingabegeräte wie Maus und Tastatur für eine flexible und distanzunabhängige Interaktion mit großen Wanddisplays nicht geeignet sind, bedarf es neuer Eingabetechniken. Einen vielverspre-chenden Lösungsansatz stellt die berührungslose, multimodale Interaktion dar. Betrachtet man die spezifischen Anforderungen der Interaktion mit großen Wanddisplays und die zur Verfügung ste-henden berührungslosen Modalitäten, so scheint insbesondere eine bimodale Kombination aus Zeige-Gestik und Sprache hochgradig geeignet.
Die vorliegende Arbeit befasst sich in diesem Kontext – der berührungslosen und multimodalen Interaktion mit großen Wanddisplays – mit der spezifischen Fragestellung des visuellen Positions-feedbacks. Das Paradigma des visuellen Positionsfeedbacks im Allgemeinen und der klassische Maus-Cursor im Speziellen wurden bislang in die berührungslose Interaktion via Zeige-Gestik über-nommen, ohne deren Eignung für diese neue Eingabetechnik infrage zu stellen oder zu überprü-fen. Weiterhin ist bislang unbekannt, welche Form von visuellem Feedback sich beim Einsatz von Zeige-Gestik am besten eignet und den Nutzer am wenigsten belastet. Der diesbezügliche Einfluss der bei großen Wanddisplays typischerweise variablen Interaktionsdistanz ist ebenfalls unbekannt.
Diese Forschungslücke schließt die vorliegende Arbeit mittels einer experimentellen Untersuchung. Dazu interagierten 28 Probanden im Rahmen einer kontrollierten Laborstudie via Zeige-Gestik und Sprache mit einer großen Rückprojektionsleinwand. Aus zwei verschiedenen Distanzen und unter Verwendung drei verschiedener Feedback-Varianten (Kein Feedback, kontinuierliches Feedback in Form eines Cursor und diskretes Feedback in Form eines Highlights) absolvierten die Probanden eine Drag-and-Drop Zuordnungsaufgabe. Neben Leistungsmaßen wurden auch die subjektive Be-anspruchung, das Sicherheitsempfinden sowie die persönliche Präferenz der Probanden bezüglich der Feedback-Varianten erfasst.
Während bezüglich der Interaktionsdistanz keine signifikanten Effekte beobachtet werden konnten, zeigten sich hinsichtlich des Positionsfeedbacks hochsignifikante Effekte. Die Ergebnisse sprechen eindeutig für das klassische visuelle Positionsfeedback in Form eines Cursors. Die Probanden konn-ten mit dem Cursor nicht nur am effizientesten und fehlerfreisten arbeiten, sondern fühlten sich dabei auch am wenigsten beansprucht und präferierten ihn gegenüber den anderen Feedback-Varianten. Das Zeigen ohne visuelles Positionsfeedback schnitt hingegen auf allen erhobenen Ma-ßen deutlich schlechter ab.


Anne Ostheimer: Visuelle Informationsaufnahme im virtuellen 3D Raum

Geklärt werden soll die Frage, ob die Darstellung von visueller Information in verschiedenen räumlichen Tiefenebenen eines virtuellen dreidimensionalen Raumes (Cave Automatic Virtual Environment – CAVE) einen Effekt auf die menschliche Informationsaufnahme und  ‑verarbeitung hat.
Ausgangsbasis ist ein vorangegangener Versuch in realer dreidimensionaler Umgebung, der auf eine aufgabenspezifische Verarbeitung von visueller Information in verschiedenen räumlichen Tiefenebenen hindeutet. Ob ein solcher Effekt auch in einer virtuellen 3D-Umgebung nachgewiesen werden kann, soll ein Experiment zeigen, wobei der Versuchsaufbau der realen 3D-Umgebung repliziert wird.
Auf zwei virtuellen räumlichen Tiefenebenen werden zwei Aufgabentypen – eine numerische Intelligenzaufgabe und eine einfache Objektdetektionsaufgabe – parallel bearbeitet. Hierbei werden die Darstellungsorte der beiden Aufgaben in den verschiedenen Durchgängen variiert (parallel auf verschiedenen Tiefenebenen bzw. gemeinsam auf einer Tiefenebene). Bei der Bearbeitung der beiden Aufgaben durch die Versuchspersonen werden die Reaktionszeiten und bei der numerischen Intelligenzaufgabe zusätzlich die Fehlerquoten geloggt.
Die Ergebnisse im virtuellen 3D-Raum werden in der abschließenden Diskussion mit den Ergebnissen aus der realen Umgebung verglichen.


Svenja Fischer: Evaluation eines PC-Softwareprototyps eines medizinischen Geräts zur funktionellen Elektrostimulation - empirische Nutzerstudie 

Die Firma HASOMED GmbH produziert das Gerät RehaMove2, welches zur Therapie mittels funktioneller Elektrostimulation für gelähmte Patienten genutzt wird. Obwohl das Gerät selbst eine kleine Nutzeroberfläche besitzt, soll nun zusätzlich eine PC-Software gestaltet werden, die noch mehr Funktionen und Möglichkeiten sowie einen besseren Überblick über die Trainingsergebnisse geben soll. Eine wichtige Funktion der Software soll die grafische  Anzeige der Ergebnisse und somit die Analyse und Überwachung des Trainingserfolgs sein. Mit den Grundsätzen zur Gestaltung einer hierfür angemessenen Nutzeroberfläche und der Evaluation eines ersten aus diesen Grundlagen geschaffenen Prototyps beschäftigt sich die vorliegende Arbeit.
Der Evaluationsgegenstand wurde unter Beachtung grundlegender Funktionen der visuellen menschlichen Wahrnehmung und der Informationsverarbeitung erstellt, welche in der vorliegenden Arbeit beschrieben werden. Insbesondere bereits erforschte Empfehlungen der Software-Ergonomie wurden in die Gestaltung des Programms übernommen diskutiert. So entstand ein Prototyp, der mit Hilfe einer formativen Evaluation hinsichtlich seiner Nutzerfreundlichkeit und weiterer möglicher Gestaltungsmöglichkeiten getestet werden sollte. Im vorliegenden Fall wurde ein Usability-Test durchgeführt. Dieser bestand aus einer Aufnahme des Bildschirms sowie der Methode des Lauten Denkens, an deren Anschluss der Fragebogen ISONORM 9241/10 folgte. Die sieben  Probanden bestanden sowohl aus Patienten als auch Therapeuten und testeten den Prototyp anhand verschiedener typischer Arbeitsaufgaben.
Durch den Usability-Test traten einige Schwachstellen des Programms zutage und Lösungsvorschläge wurden entwickelt. Einige dieser Möglichkeiten werden in dieser Arbeit aufgegriffen, diskutiert und zu Handlungsempfehlungen umgewandelt. Die Methode des Lauten Denkens unterstützte die Interpretation der Handlungen und Antworten der verschiedenen Probanden und der Prototyp insgesamt wurde in Bezug auf die Gebrauchstauglichkeit positiv bewertet. Mit Hilfe der vorliegenden Arbeit kann das Programm optimal gestaltet und verbessert werden, sodass zukünftig eine nutzerzentrierte Software als Zusatzoption zu dem Gerät RehaMove2 angeboten werden kann.


Cristina Nicoara: Einsatz technischer Anleitungen im industriellen Kontext - Ein experimenteller Methodenvergleich –

Die vorgestellte Arbeit steht unter der Fragestellung, inwieweit die multimodale Darbietungsmethode bildlicher und textlicher Inhalte einer technischen Anleitung einen Nutzer während der Ausführung seiner Aufgabe im industriellen Kontext vergleichbar oder besser unterstützen kann als eine herkömmliche Methode. Da ein besonderer Fokus dabei auf der visuellen Unterstützung der Nutzer liegt, ist außerdem zu untersuchen, wie ein anthropomorpher pädagogischer Agent, der den Nutzer bei der Ausführung seiner Aufgabe virtuell begleitet, vom ihm erlebt und beurteilt wird.
Die im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit durchgeführte Untersuchung gibt Aufschluss über die Stärken und Schwächen einer videobasierten technischen Anleitung mit der anthropomorphen pädagogischen Agentin Anastasia, die im experimentellen Vergleich zu einer herkömmlichen schriftlichen Anleitung im PDF-Format herausgearbeitet wurden. Die Effekte der Darbietungsmethode auf die abhängigen Variablen – Bearbeitungszeiten der Aufgabe, Fehlerrate, Anzahl der Wiedergabe-Wiederholungen, kognitive Beanspruchung und Zufriedenheit der Anleitungsnutzer – wurden durch wiederholte Messungen in einem within-design untersucht. Dabei wurden die zwei zu vergleichenden technischen Anleitungen in einem zweiteiligen Testszenario „Spindelwechsel“ getestet, wobei die Versuchspersonen in Teil 1 (Ausbau einer defekten Spindel) die videobasierte Anleitung mit der virtuellen Assistentin Anastasia und in Teil 2 (Einbau einer neuen Spindel) die herkömmliche Anleitung im PDF-Format nutzen sollten.
Als Ergebnis stellte sich heraus, dass die videobasierte technische Anleitung sich in der Anwendung hinsichtlich Attraktivität, Stimulation, Originalität, Effizienz und Durchschaubarkeit signifikant benutzerfreundlicher erwies als die schriftliche Anleitung. Die positiven Bewertungen der videobasierten Anleitung sind nicht zuletzt auf die unterstützende Vorführung der Handlungsanweisungen durch die anthropomorphe pädagogische Agentin Anastasia  zurückzuführen. Die Probanden bezeichneten Anastasia als freundliche, aktivierende und nützliche Assistentin, deren Handlungen menschenähnlich, nachvollziehbar ausgeführt und deshalb leicht umzusetzen waren. Die aufgestellten Hypothesen bezüglich der Leistungsparameter, wonach die multimodale Darbietungsmethode zur Reduzierung der Aufgabenbearbeitungszeit, Anzahl an Wiedergabe-Wiederholungen und zur Reduzierung der Fehlerrate führen muss, bewahrheiteten sich nicht. In der subjektiven Beurteilung der erlebten Beanspruchung während der Nutzung der  technischen Anleitungen zeigte sich die videobasierte Anleitung hinsichtlich geistiger Beanspruchung signifikant vorteilhafter als die schriftliche technische Anleitung.
Grundsätzlich erwies sich die multimodale Darbietungsmethode der Inhalte einer technischen Anleitung im industriellen Kontext im Vergleich zu einer herkömmlichen Methode als hilfreicher und zufriedenstellender. Um eine traditionelle, schriftliche technische Anleitung zu ersetzen, sind dennoch höhere Leistungserfolge und eine bessere Benutzerakzeptanz hinsichtlich der Verlässlichkeit der technischen Anleitung notwendig. Die Umsetzung der in der Studie herausgearbeiteten Optimierungsvorschläge zur Bedienbarkeit und Funktionalität der videobasierten technischen Anleitung mit der anthropomorphen pädagogischen Agentin Anastasia, u.a. die Implementierung einer Fernbedienung zur Steuerung der Anleitung oder einer Übersichtsleiste aller Arbeitsschritte, sollte zur Prävention von Fehlhandlungen und zu höherer Zufriedenheit der Nutzer bei der Anwendung multimodal dargebotener technischer Anleitungen führen.


Victoria Bisoke: Virtual Reality Projekt Hydraulik A350

Ziel dieses Projektes war es ein interessantes, anschauliches und motivierendes Schulungsvideo in 3D für Auszubildende zum Fluggerätmechaniker  zu erstellen. Videoinhalt ist die Vorstellung des Aufbaus der Hydraulik des A350.
Ziel der Bachelorarbeit war eine erste empirische Evaluation des angefertigten Schulungsvideos in Bezug auf Verständlichkeit, Anschaulichkeit sowie motivationale und emotionale Aspekte. Hierfür wurde eine Nutzerstudie mit 16 Auszubildenden bei der Airbus Operations GmbH durchgeführt.


Miles Brammer: Eine Elektroenzephalographie-Studie zur  Verbesserung von blick basierter Mensch-Computer-Interaktion

Die Erfassung der Augenbewegungen als eine Form der Gerätesteuerung wird immer beliebter. Der Einsatz von Augenbewegungen zur Cursorsteuerung in der Mensch-Computer-Interaktion (MCI) ist eine praktische Anwendung, welche für behinderte und nicht behinderte Nutzer gleichermaßen passend ist. Allerdings stellt sich noch die Frage nach einem geeigneten Mechanismus zur Detektion einer Auswahl, vor allem im Bezug auf freihändige Interaktionen. Viele Ansätze basieren auf der Messung der Verweildau-er des Auges auf einem Punkt. In diesem Kontext tritt allerdings das sogenannte Midas-Touch-Problem auf. Demnach werden Fixationen durch eine zu lange Verarbeitungszeit oder ein spontanes Verweilen als Benutzerbefehl fehlinterpretiert. Vilimek und Zander (2009) zeigten, dass eine Gehirn-Computer-Schnittstelle (GCS) gute Chancen zur Be-hebung dieses Problems hat. Ihre Forschungen zu einem aktiven System, in dem sich der Nutzer eine Handbewegung vorstellt, um eine Aktion auszuführen, wurde von Ihme (2010) mittels einer passiven GCS weitergeführt. Der Vorteil einer passiven gegenüber einer aktiven GCS ist, dass die Hirnsignale, die als Eingabe eingesetzt werden, ohne zusätzliche Anstrengung seitens des Nutzers, in der normalen Interaktion auftreten. Aufbauend auf der Arbeit von Ihme, untersucht die aktuelle Studie die ereigniskorrelier-ten Potentiale (EKPs), welche die Auswahlintention des Benutzers aufzeigen können. Insbesondere wurde eine Erhöhung der P300-Amplitude mit Zielerfassung und die Existenz der CNV-Komponente während der Verweilzeit welche zu der Erwartung der nächsten Auswahl korrelieren könnte, untersucht. Aus diesem Grund wurde das Elekt-roenzephalogramm von fünfzehn Versuchsteilnehmern mit 128 - Kanälen während der Interaktion mit einem verweilzeitbasierten System abgeleitet. Eine vollständige ERP-Analyse konnte nicht zum Abgabetermin abgeschlossen werden. In  der jetzigen Form können die Daten nicht verwendet werden, um die anfangs gestellten Fragen zu beant-worten. Weder eine Verstärkung der P300-Amplitude mit Zielauswahl, noch die Be-obachtung der CNV konnte  gezeigt werden können. Bei der Überprüfung der Blickbewegungsdaten wurde festgestellt, dass der Zeitpunkt der Fixierung auf einem Objekt und der Zeitpunkt der Objektpräsentation gleichermaßen mit dem Anfang der Wahrnehmung korrelieren. Die Eliminierung der artefaktvollen Daten ist der nächste notwendige Schritt der in dieser Arbeit vorgenommenen Analyse. Vorher ist eine  sinnvolle Interpretation der neurologischen Aktivität, welche die Intention eine Auswahl zu treffen widerspiegelt, nicht möglich.
Capturing eye movements to control technical systems is becoming increasingly popular; the use of eye movements to direct a cursor in human-computer interaction (HCI) is particularly convenient and caters for both healthy and disabled users alike. However, it is often difficult to find an appropriate substitute for the click operation, especially with-in the context of hands-free interaction. The most common approach is the use of dwell-times, but this can lead to the so-called Midas-Touch problem, whereby the system in-correctly interprets fixations due to long processing times or spontaneous dwellings as a user command. Vilimek and Zander (2009) demonstrated that a brain computer inter-face (BCI) bears good prospects in alleviating this problem. Their research into an active system, in which the user imagines a hand movement in order to elicit a command, was taken further by Ihme (2010), who implemented a passive BCI. The advantage of a passive BCI is that the brain signals employed are generated naturally without conscious effort of the user. Building on the work from Ihme, the current study explored the event-related potentials (ERPs) that might indicate a user's intention to select. In par-ticular, an enhancement of the P300-amplitude associated with target detection and the existence of the CNV-component during the dwell-time, resulting from the anticipation of the upcoming selection, was investigated. To this aim, a 128-channel electroenceph-alography (EEG) was recorded from 15 participants during interaction with a dwell-time system. The ERP-Analysis could not be fully completed by the time of submission. In its intermediate form, the data cannot be used to provide answers to the questions posed at the beginning of the study. Thus, neither an enhancement of the P300 amplitude with target selection, nor the observation of the CNV could be demonstrated here. It was concluded from examination of gaze-log data, that the moment of fixation on an object couldn't be assumed to correlate to the moment of perception any more than the moment of object presentation. Artefact rejection is the necessary next data processing stage, before further assessment of the nature of neurological activity corresponding to the intention to select can be made.


Alexander Spatzig: Identifikation von Werkzeugen im industriellen Umfeld

Für die Erfassung von Arbeitsabläufen bei Wartungs- und Instandhaltungsprozessen an Werkzeugmaschinen wird eine geeignete Technologie für die Objektidentifikation gesucht. Durch das Einsatzgebiet Mikroproduktion ergeben sich besondere Voraussetzungen für die Implementierung der Technologie. In der Arbeit werden diese Voraussetzungen untersucht und passende Systeme unterschiedlicher Identifikationstechnologien werden miteinander verglichen. Anhand der Ergebnisse einer durchgeführten Nutzwertanalyse wird die im Vergleich optimale Alternative gewählt und prototypisch umgesetzt. Der Prototyp, ein funkbasiertes Identifikationssystem des Radio-Frequency-Identification-Standards, wird in mehreren Voruntersuchungen und Versuchsszenarien auf seine Nutzbarkeit und Zuverlässigkeit geprüft. Hierfür werden mit einer Hierarchischen Aufgabenanalyse Arbeitsabläufe in ihre kleinsten Elemente gegliedert und für die Auswertung herangezogen. Die technische Realisierbarkeit der gewählten Technologie zur Erkennung von Objekten im industriellen Umfeld konnte anhand der Auswertungsdaten nachgewiesen werden. Abschließend werden Potentiale für Optimierung und Weiterentwicklung aufgezeigt und diskutiert.
The purpose of the thesis is to find a suitable object recognition technology for capturing the work flow of technicians during service and maintenance of industrial machinery. Specific requirements for the application were given by the field of micro production. In this thesis those requirements are analyzed and possible identification technologies are introduced and compared to each other. As a result of a cost-utility analysis, the RFID technology, an identification system based on radio transmission is chosen as the best alternative for prototypic realization. After several pre-tests, three trial scenarios are conducted to determine the usability and reliability of the technology. For this purpose the work flow of all scenarios is broken down using a hierarchical task analysis. Based on the acquired data, the technical feasibility of RFID for object recognition in an industrial environment could be proven. Finally, potentials for optimization and further development are discussed.


Ralf Reichmut: Entwicklung einer Software zur Nutzerunterstützung im Kontext hybrider Leistungsbündel - Verknüpfung von neu entwickelter Datenbank und Arduino Controller -

Ziel dieser Arbeit war es, eine Software zur Nutzerunterstützung im Kontext hybrider Leistungsbündel zu entwickeln. Diese Software verbindet eine neu erstellte Datenbank und mehrere Arduino-Boards. Dabei basiert das Datenbankkonzept auf den Anforderung des Projekts B4 des Fachgebietes Mensch-Maschine-Systeme an der TU Berlin, welches auf verschiedene Wartungsszenarien und Nutzerunterstützungen im Kontext hybrider Leistungsbündel anwendbar ist. Konkret bedeutet dies, dass ein Nutzer an einer industriellen Anlage unterstützt wird, wenn er Fehler begeht. Er wird mit Hilfe eines Handschuhs visuell, akustisch und haptisch gewarnt und durch einen Laptop multimodal beim Lösen des Problems angeleitet. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Software wurde in bestehende Soft- und Hardwarekomponenten integriert. Unter anderem bedeutet dies die Weiterentwicklung des Programms für den Arduino-Mikrocontroller, da die kabellose Kommunikation zwischen den Systemkomponenten komplexer wurde. Des Weiteren musste eine Benutzeroberfläche konzipiert und entwickelt werden, welche die Auswahl von unterschiedlichen multimodalen Nutzerunterstützungen wie Videos, Sounds, Texte und Webseiten erlaubt und das benutzerfreundliche Senden von Fehlercodes ermöglicht. Zusätzlich ist das Verwalten der Wartungsszenarien und Nutzerunterstützungen durch eine Administrationsoberfläche möglich. Auf Grund der Anforderungen wurden einige Entscheidungen für die Umsetzung getroffen, die unter anderem eine problemlose, komfortable und schnelle Entwicklung ermöglichten und zusätzlich eine einfache Weiterentwicklung des Systems erlauben. In einem ersten Nutzertest konnte gezeigt werden, dass die Software alle gewünschten Anforderungen erfüllt.


Annegret Lasch: In-car Music Player: Effects of Touch Screen Scrolling Techniques and Album Artwork on Driver Distraction

Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit Auswirkungen eines digitalen, touch-basierenden Musikplayers auf die Fahrerablenkung bei der Suche nach Musiktiteln während des Fahrens. In einem ersten Experiment im Fahrsimulator (N=18) wurden die Scroll-Methoden Buttons, Swipe und Kinetic miteinander verglichen. Zudem variierte die Anzahl der präsentierten Musiktitel pro Seite zwischen drei, fünf und sieben. Die Hälfte der Versuchsteilnehmer bediente den Musikplayer im Hochformat und die andere Hälfte im Querformat. Es wurde erwartet, dass Kinetic zu schwerwiegenderen Ablenkungseffekten führt als Swipe oder Buttons, da eine systematische Suche, vor allem nach einer Unterbrechung, weniger gut unterstützt wird. Drei Musiktitel sollten eine bessere systematische Suche ermöglichen als fünf oder sieben, jedoch höhere visuelle Anforderungen herbeiführen. Keine störenden Auswirkungen wurden bezüglich der Bildschirmausrichtung erwartet. Ergebnisse zeigen, dass Buttons zu signifikant schwerwiegenderer Ablenkung führt als Swipe. Keine signifikanten Unterschiede wurden zwischen Kinetic und Buttons gefunden. Sieben Musiktitel pro Seite lenken am meisten ab. Weitere signifikante Unterschiede zwischen drei und fünf Titeln wurden nicht gefunden. Die  Bildschirmausrichtung hat keine Auswirkung. In einem zweiten Experiment im Fahrsimulator wurde der Einfluss von CD-Covern im Musikplayer erforscht. 24 Versuchsteilnehmer suchten nach Musiktiteln, welche entweder neutrale, provokative oder keine Albumcover aufwiesen. Aufgrund einer erhöhten visuellen Beanspruchung sollte die Suche bei vorhandenem Albumcover anstrengender sein. Provokative Cover zeigten halbnackte Männer oder Frauen. Es wurde erwartet, dass diese Cover ablenkender sind sowie von  Fahrern nicht ignoriert werden können. Ergebnisse zeigen keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Ablenkung zwischen der Musiksuche bei neutralen und keinen Covern. Keiner der Versuchsteilnehmer bemerkte die provokanten Illustrationen. Fahrer scheinen diese bei der Musiksuche ignorieren zu können.
Functionalities of a touch based mobile music player and their impact on driver distraction when searching music tracks were investigated. In a first driving simulator experiment (N=18) three scrolling methods buttons, swipe and kinetic were compared, whereat the amount of music tracks presented per page varied between three, five and seven. Half of the participants used the music player in portrait mode and half of them in landscape mode. It was expected that kinetic leads to more severe distraction effects than swipe or button since a systematic visual search and continuation after interruption is less well supported. Three items should enable a better visual sampling efficiency, but visual demands are increased compared to five or seven since more scrolling is required. Screen orientation should have no distraction effect. Results indicate that buttons lead to more severe distraction effects than kinetic or swipe, although, kinetic could not excel button on any measures. Seven items per page are most distracting, whereas no significant differences were found between three and five. Screen orientation had no effect. In a second simulator experiment influence of artwork in the music player was investigated. 24 participants searched music lists comprising of neutral artwork, provocative artwork showing half-naked men or women, or no artwork. It was expected that searches are more demanding when artwork is presented due to a higher visual load. Further, provocative artwork is more distracting than neutral one and cannot be ignored by drivers. Results show that there is no significant distraction relating difference between neutral or no artwork. No participant recognized the provocative artwork, thus drivers are able to ignore artwork while searching.


Cihan Göz: Handlungsanleitung mittels Avatar im industriellen Kontext -- Eine Vorstudie mit Nutzern

Ziel der Arbeit war es im Rahmen einer explorativen Vorstudie erste Erkenntnisse zur Verwendung und Ausgestaltung von Handlungsanleitungen mit Avataren im industriellen Kontext zu gewinnen. Die Arbeit ist eingebettet in das am Fachgebiet Mensch-Maschine Systeme angelegte SFB/ TR 29 B4 Projekt zu multimodalen Nutzerinterfaces. In einer ersten Vorstudie sollten Videosequenzen, in denen ein Avatar die Demontage und Montage einer Spindel darstellt, auf ihre Verständlichkeit und emotionale Wirkung hin untersucht werden. Hierfür wurde von 10 Versuchpersonen das im SFB/ TR 29 B4 verwendete "Spindelwechsel"-Szenario anhand einer Avataranleitung experimentell durchgeführt. Hiernach wurden in einem teilstrukturierten Interview mit der jeweiligen Versuchsperson Stärken und Schwächen der Anleitung sowie Verbesserungsideen exploriert. Auf Basis der Interviewergebnisse wurde weiterer Forschungsbedarf sowie Verbesserungen der Handlungsanleitungen dargelegt.


Manuel Radziwill:  Effects of a single multi-function display as electronic flight information system on flight performance and workload of sport pilot

In General Aviation cockpits, a dual screen arrangement with one Primary Flight Display (PFD) and one Navigation Display (ND) represents the state of the art depiction of all  necessary flight and aircraft information to perform safe flight. In contrast, the concept of the Equator P2 amphibious aircraft only provides a single Multi-Function Display (MFD), which combines the common PFD and ND into one single human-machine interface. On that account, the current study shall examine how well pilots perform with such an Electronic Flight Information System (EFIS) and with that how such a system suits for sport pilots. For this purpose, the aim of this study is to investigate pilot performance and workload as a function of EFIS configuration. Thereby, the thesis shall indicate whether and how a single MFD interface alters pilot performance and workload opposed to conventional General Aviation dual screen configurations.


Simone Sechelmann: Radiologists' eye movements while reading cranial CT

The goal of the study was to determine if a search pattern exists that implies high performance in radiological diagnosis when reading head CT. Eye-movements were recorded while four radiologists searched for lesions given ten head CT with lesions and five without. The data was analyzed in terms of performance using the scanpath through head CT slices and the observation time. Fixation duration and dwell time as well as distance of the first fixation on head CT slice from center of skull, distribution of false negative errors into the common three classes and time to first hit were analyzed using the eye-movement data. At the beginning of each observation the radiologists ran through the entire set of slices in the one direction and in the other. The highest performance has been reached through an evenly distributed observation time on each slice. Slices of true positive decision outcome were scanned by longer fixations. Opposed trends were found analyzing the dwell time regarding a high performance. The first fixation on head CT slice to the center of skull varies most in vertical direction for upper slices. No decision-making errors were performed. The portion of scanning error was much higher than known from similar studies and the portion of recognition error was below the known values. A relationship between time to first hit and size of lesion was identified. This  study provides evidence that a scanning pattern exists implying high  performance in radiological diagnosis when reading head CT.


Anita Tontsch: Texting while Driving: Effects on Driving Performance and In-Vehicle Task Management

Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkungen vom Schreiben von SMS-Kurzmitteilungen auf die Fahrleistung von jungen Autofahrern, sowie deren Aufgabenverwaltung während der Fahrzeugführung.
Fahrleistung wurde darin gemessen, inwieweit die Fahrer eine konstante  laterale und longitudinale Fahrzeugkontrolle beizubehalten können währen sie SMS schreiben. Die Aufmerksamkeitsverteilung zwischen Straße und SMS wurde untersucht, um zu prüfen ob sie es trotz der ablenkenden SMS-Aufgabe schaffen, sie an die sich ändernden Anforderungen im Straßenverkehr anzupassen. 35 junge Fahrer sind dafúr in einem High-Fidelity-Fahrsimulator gefahren während Fahrleistung und SMS-Verhalten aufgezeichnet wurden. Wie bei realem Fahren wurde dafür die Kontrolle über das Schreiben der Kurznachricht beim Fahrer belassen und nicht wie in frühreren Ablenkungs-Studien vom Versuchsleiter vorgegeben, d.h. innerhalb der Untersuchungsperiode konnten sie selbst entscheiden, wann, ob und wie lange sie an der Kurzmitteilung schreiben.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Beibehaltung einer konstanten lateralen Fahrposition sowie das Lenkmuster mit dem SMS-Schreiben signifikant verschlechterten. Die Geschwindigkeit wurde signifikant aber nur sehr geringfügig verringert. Die Fahrer haben stattdessen meist eher ihre SMS-Aktivität an die sich ändernden Verkehrsanforderungen angepasst. In Folge dessen beschränkte sich die Verschlechterung der Fahrleistung auf Verkehr mit wenig oder mittlerem Anspruchsgrad. Jedoch zeigte sich auch, dass diese Anpassung verspätet und in manchen Verkehrssituationen gar nicht stattgefunden hat. Außerdem war eine Verschlechterung der Fahrleistung auch in Unterbrechnungsperioden zu sehen. Ein möglicher Grund hierfür, ist der erhöhte Workload, der durch einen ständigen Bewertungsprozess enstanden sein könnte bei der Suche nach geeigenten Momenten für das Schreiben der Nachricht. 


Onur Okay: Vergleich von 2 und 3 dimensionalen Erkennungssystemen für menschliche Bewegungen

Optische Erkennungssysteme können Bewegungen von Lebewesen undGegenständen wahrnehmen. Die Schwierigkeit lag bis jetzt darin, dass Bewegung nicht dreidimensional, sondern nur zweidimensional registriert werden konnten. Nun gibt es neue Systeme, die dreidimensionale Bewegungen interpretieren können. Die Technik zeigt sowohl Schwächen als auch Stärken. Ziel dieser Arbeit ist diese zu untersuchen und die „alte“ Technik (zweidimensional) mit der „neuen“ (dreidimensional) zu
vergleichen. Es werden auch andere Erkennungssysteme erläutert, aber das Hauptaugenmerk liegt auf den optischen Erkennungssystemen. Die Arbeit enthält folgende Inhalte:
- Erläuterung des Begriffs „menschliche Bewegung“ im Rahmen der Mensch-Maschine-Interaktion,
- optische Erkennungssysteme in der Vergangenheit,
- Stand der Technik: Optische Erkennungssysteme auf dem Markt bzw. noch nicht auf den Markt eingeführte Systeme,
- Vergleich von optischen Erkennungssystemen,
- Methodisches Vorgehen des Vergleichs und
- Ausblick: Trend und Zukunftsmöglichkeiten.
Durch diese Bachelorarbeit wird die folgende Frage beantwortet werden:
Wo liegen die Schwächen eines optischen Erkennungssystems und wie können diese Schwächen vermieden werden? Für die Vergleiche wurden gleiche Bewertungskriterien genutzt. Auflösung, Genauigkeit, Verzögerung, Störanfälligkeit, Kosten und Benutzbarkeit. Bei den aktuellen dreidimensionalen Systemen haben sich die Störanfälligkeit und die Verzögerung als nachteilig herausgestellt. Die restlichen Kriterien sind von Vorteil.


Yanxin Cui: P300 as an Index of Driver's Mental Workload in the Lane Change Task 

Um die Beziehung zwischen P300 und Fahrergeistesarbeitsbelastung zu erforschen, wurde eine Studie zur Untersuchung der Fahrergeistesarbeitsbelastung mittels verschiedener Arbeitsbelastungsbewertungsverfahren, inklusiv subjektiver Messverfahren, Leistungsbewertung und physiologischer Messmethoden, in einer standardisierten simulierten Fahrumgebung, d.h. der Spurwechselaufgabe (LCT), durchgeführt. Eine sekundäre Arbeitsgedächtnis-Aufgabe, nämlich die N-Back-Aufgabe, wurde auch benutzt.
In dieser Studie wurden folgende Parameter aufgezeichnet und analysiert: P300 an den Elektroden Cz, Fz und Pz; Herzfrequenz; Herzfrequenzvariabilität; N-back Reaktionszeit; N-back Fehlerrate; mittlere Abweichung der Superwechselaufgabe und Subjektive Belastung (aus NASA-TLX). Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass P300 Komponenten von Verkehrzeichen und den Ziffern der N-Back Aufgabe in parietalen und frontalen Arealen erfolgreich hervorgerufen wurden. P300 Maximalwert sank stufenweise zusammen mit der Steigung von Fahrergeistarbeitsbelastung. Durch Relevanzanalyse mit anderen Parametern, besonders mit subjektiver Belastung wurde es gefunden, dass P300 Amplitude eine signifikante negative Reziprozität mit Fahrergeistarbeitsbelastung hatte. Zusätzlich reflektierte P300 Amplitude perzeptive und kognitive Prozesse verbunden mit der Zuweisung von Ressourcen unter Bedingung der einzelnen Aufgabe und der Doppelaufgabe.


Malte Volger: Anforderungen an die Gestaltung von Interfaces für blick- und gestengesteuerte Mensch-Computer-Interaktion

Im Rahmen der Forschung zum Thema Mensch-Computer Interaktion werden seit einiger Zeit neue Eingabemethoden wie Blick, Gesten oder Sprache untersucht. Eine Kombination dieser Methoden zu sogenannten multimodalen Interfaces soll die Effizienz, Natürlichkeit und Intuitivität für den Nutzer gegenüber konventionellen Eingabegeräten wie Maus und Tastatur erhöhen. Ein wenig erforschtes Thema in diesem Zusammenhang ist jedoch die Frage, inwiefern sich die Anforderungen an die Gestaltung von Interfaces aufgrund dieser neuen Eingabemöglichkeiten verändern. Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde exemplarisch für blick- und gestenbasierte Interaktion eine Erhebung von Anforderungen durchgeführt. Durch die Befragung von Experten wurden zunächst Verbesserungsvorschläge zur Gestaltung einer Beispielanwendung gesammelt. In einem Experiment wurde anschließend speziell die Wirkung von Feedback auf die Nutzerleistung untersucht. Es zeigte sich, dass ein sprachliches Feedback für Gesteneingaben gegenüber einem visuellen Feedback zu besserer Leistung führt. Ein kombiniertes visuell und akustisches Feedback für die Blickposition konnte die Leistung im Vergleich zu einem rein visuellen Feedback allerdings nicht verbessern. Auf Grundlage der Ergebnisse wurden schließlich Anforderungen zur Gestaltung von blick- und gestenbasierten Interfaces formuliert.


Fabian Anderweit: Evaluation der Wirksamkeit verschiedener Möglichkeiten zur Fernunterstützung bei der Fahrzeugwartung und -instandsetzung

Die zunehmende Komplexität technischer System verlangt nach innovativen Lösungen zur Unterstützung von Wartungs- und Reparaturarbeiten. Dies gilt besonders dann, wenn für eine durchzuführende Arbeit lokal kein Experte anwesend ist. Hierfür existieren verschiedene Möglichkeiten der Fernunterstützung. Im Militär, Luftfahrtbereich, und in der Wartung von Industrieanlagen existieren Forschungsprojekte und Anwendungen die zu diesem Zweck Augmented Reality (=erweiterte Realität) verwenden. Die Fragestellung, ob sich ein möglicherweise effizienter Einsatz in den genannten Bereichen auf den Service von Automobilen übertragen lässt, wurde im Rahmen einer Diplomarbeit empirisch untersucht. Bei der Untersuchung stellte sich heraus, dass das gewählte Unterstützungsmittel mit Augmented Reality effektiver aber nicht effizienter ist. Durch eine Form der Augmented Reality, die in dieser Arbeit als Augmented Pointing beschrieben wird, lässt sich der Grad der Aufgabenerfüllung gegenüber einer bebilderten Anleitung steigern.


Mirko Sticht: Einfluss von Augmented Pointing als Assistenzsystem auf das Flug- und Notlandeverhalten von Nicht-Piloten

Das am FG MMS der TUB entwickelte Shared-Vision-System (SVS) stellt ein Fernunterstützungssystem dar, dass zwei räumlich getrennte Personen beim kollaborativen Arbeiten unterstützt. Auch in der Luftfahrtbranche finden Unterstützungssysteme, die auf ähnlichen Technologien wie dem SVS beruhen, immer breitere Anwendungsfelder und erfahren sowohl bei wartungstechnischen Ereignissen, wie auch in der Flugführung und Pilotenassistenz zunehmende Bedeutung. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von Augmented Pointing (AP) als Assistenzsystem auf das Flug- und Notlandeverhalten von Nicht-Piloten untersucht. Diesbezüglich ist ein Szenario entwickelt worden, das zum einen die Durchführung eines Flugversuchs in einem Flugsimulator und zum anderen die Bearbeitung des NASA TLX umfasst. Die Probanden hatten keinerlei Erfahrung mit Flugsimulationssoftware oder einer Cockpitumgebung und wurden bei dem Flug durch einen Experten unterstützt. Um die erhobenen Leistungsmaße und Maße subjektiver Beanspruchung dem AP zuschreiben zu können, wurden die Versuche unter zwei verschiedenen Bedingungen durchgeführt, die sich in der Art der bereitgestellten Kommunikationsmittel unterschieden. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass sich die beiden Bedingungen zwar meist nicht statistisch signifikant unterscheiden, es aus dem Blickwinkel der deskriptiven Statistik jedoch einen klaren Trend zugunsten des AP gibt.


Jinhao Zhang: Real-time Assessment of Driver Mental Workload Based on EEG Signals

Traffic safety is a serious problem in the modern society. Drivers are confronted with increasing demanding from the complex road situation, high traffic density, especially the implantation of various in-vehicle technologies. In the last decades, the monitoring of driver mental workload has drawn tremendous attention. Some new monitoring methods were developed to improve the usability of driver-vehicle interfaces and for designing appropriate automation strategies to avoid driver errors. In present work we integrated the electroencephalography (EEG) based interfaces in a closed-loop of simulated driving environment. The experiment in our study employed two combined task: The Lane Change Task (LCT) and a working memory load task (n-back task). The task load levels were manipulated along two dimensions: driving task load (speed adjusting) and working memory load (n-back load factor n adjusting). The driver’s mental workload was calculated in real time based on the EEG signals. Through determination of driver’s mental workload, our experiment system changed the driving speed dynamically to adjust the driving task load when the subject was exposed to different n-back task load conditions. For comparison, same task conditions with no speed adjusting were also conducted. 23 participants participated this experiment and various variables, such as, EEG, ECG, n-back performance, driving speed and Nasa-tlx were recorded. The results showed that the closed-loop could help to improve the driver’s performance in n-back task and reduce the experienced workload. Therefore, the integration of the psychophysiological interfaces provides an opportunity for real-time driver mental states monitoring and could be helpful for improving the traffic safety.


Vorstellung Projektgruppenergebnisse: Ausarbeitung eines Katalogs von Bedienelementen für elektronische Geräte


Shuai Yu: Peripheral Vision by driving

Visual distraction is a serious problem for the traffic safety. Previous researches indicated that peripheral vision might enable the driver to perform the time-sharing visual tasks concurrently without distracting the driver. The present study reviews a large number of the prior literatures concerning the peripheral vision in driving task. In the first chapter, the basic knowledge and physiological background of the human vision system, foveal and peripheral vision and their functions is introduced. The property of peripheral vision and the role of the peripheral vision in the color, motion perception and orientation are also discussed in this chapter. Finally, a method for the test of peripheral vision is introduced. In the second chapter, the vision demand and driving task and some evidence concerning the assistance of the peripheral vision with the driving task are introduced. The factors affecting the driver peripheral vision and the application issues of the peripheral display, such as the optimal location, information format, color, size, contrast and luminance, etc, are also discussed based on the previous literatures. Finally, some examples of industry application are briefly introduced as well. In the last chapter, some limitations concerning the current peripheral display in the automobile and some future researches are discussed.

Jessika Reissland: Evaluation of a speech-based infotainment system designed to decrease the visual distraction (by the system) while driving a car

Speech interaction in infotainment systems is widely used to reduce driver distraction induced by the system. Aim of the Deutsche Telekom Laboratories was to develop such an infotainment application for cell phones that could also be used while driving. Even though speech interaction makes it unnecessary for the driver to look at the display, such systems still cause visual distraction from the road. Based on the SEEV model design recommendations to reduce this visual distraction were developed. The objective of this thesis was an evaluation of the system. Following a user-centered design approach, we first conducted a qualitative usability test to identify major usability problems. In the second step, the system was evaluated in a driving stimulator study measuring the eye movements of the drivers. We could indeed confirm a reduction of the visual distraction following the theoretically derived design recommendations. Proceedings and results will be presented throughout the presentation.


Jan Jalali: Bildbasierte Bestimmung der Position und Blickausrichtung eines Benutzers in einer Smart Home Umgebung

Ziel dieser Arbeit ist es anhand von Kamerabildern die Position und die Ausrichtung des Benutzers in einer Smart Home Umgebung zu ermitteln. Die Daten sollen im Projekt Smart Kitchen für eine positionsabhängige Informationsübertragung verwendet werden, die dem Benutzer der Küche Alltagsabläufe vereinfachen soll. Der Algorithmus zur bildbasierten Personenerkennung arbeitet unter Verwendung des Canny - Kantenoperators und des Floodfill – Algorithmus. 
Die Ausrichtungserkennung arbeitet mit der Suche nach Objekten, welche durch die Eingrenzung der Form, des Grautonwertes und der Lage zu einander, die Pupille und die Nasenlöcher eines beliebigen Gesichts erkennen soll. Es resultiert bei der Personenerkennung eine Genauigkeit von etwa 95 % und der Algorithmus weist ebenfalls eine sehr gute Performance auf. Die Ausrichtungserkennung erfolgt mit einer Gesamtgenauigkeit von etwa 50 % und ist deshalb  für diesen Einsatz nur sehr bedingt zu empfehlen.


Klas Ihme: Verbesserung blickbewegungsbasierter Mensch-Maschine-Interaktion mittels eines passiven Brain-Computer-Interfaces

In blickbewegungsbasierter Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) gestaltet es sich oft schwierig eine geeignete Substitution für den Mausklick zu finden. Die Nutzung verweildauerbasierter Systeme kann insbesondere zum Midas-Touch-Problem führen. Vilimek & Zander (2009) konnten zeigen, dass dieses mit Hilfe eines aktiven Brain-Computer-Interfaces (BCI) vermieden werden kann. Die aktuelle Studie zielte darauf ab, diese Idee weiterzuentwickeln, in dem die Auswahl durch ein passives BCI realisiert werden sollte. Dies hat den Vorteil, dass die genutzten Hirnsignale automatisch in der MMI generiert werden. In einer EEG-Studie zeigte sich, dass während der MMI Potentiale auftreten, welche die Intention der Auswahl anzeigen und sich auf Basis einzelner Versuchsdurchläufe klassifizieren lassen (Genauigkeit: 74 %). Allerdings gelang es in einer Echtzeitanwendung nicht, dieses Potential an Stelle des Mausklicks zu nutzen um eine höhere Performanz als mit verweildauerbasierten Systemen zu erreichen. 

Liu Yang: Versuchsdurchführung und Datenanalyse im Forschungsprojekt Multiple Variables for Eye Blink

The aim of this study was to compare three different eye blink measurement methods, Video-based Eye-tracking, EOG (Electrooculography), and EEG (Electroencephalography), to find out what is the match between these methods and hopefully to find out which solution could be the best in terms of accuracy, ease of use, implementation and financial costs. The secondary scope of this study was to investigate how eye blink duration varies across changing levels of cognitive workload, which was assessed through the collected subjective workload ratings with the use of a small judgment program NASA-TLX (Neville A. Staton et al. (2005)) after each experiment trial. Further analysis was  conducted in order to relate the Index of Cognitive Activity derived from the analysis of pupil dilation  together with other cognitive workload metrics which are being investigated by other researchers.
The work of this seminar paper consists majorly of four phases. In the first phase the preparation of acknowledgement is necessary, for this reason the relevant literatures have been read and some questions about this research project and its experiments have been discussed with the supervising tutors. The second phase is the experiment part, during this phase the experiments have been carried out and raw data has been collected for future analysis. The focus of the third phase is on the development of the analysis algorithms using the software Matlab. In the last phase the raw data has been analyzed using the analysis algorithms developed in the third phase and the results are presented for scientific discussion and conclusion.


Alexander Jabs: Virtuelle Produktentwicklung im Industrie Design: Möglichkeiten und Grenzen virtueller Realität für den Design Review

Diese explorative Studie untersucht den Aufforderungscharakter einer fünfseitigen CAVE. Ein virtueller Prototyp wurde vor einem realistischen Anwendungsszenario von 10 Produktdesignern evaluiert. Verglichen wurden die Verhaltensweisen der Experten in einer CAVE und an einem CAD-Arbeitsplatz. Der Aufforderungscharakter der CAVE im Bezug auf die Generierung von Informationen durch Blickwinkelveränderungen auf den Prototypen konnte aufgezeigt werden (T (9) = 7,723, α = 0,0001***). Die Verwendung der CAVE als Simulationswerkzeug (33%), Evaluationswerkzeug (18%) und Konstruktionswerkzeug (15%) wurde von den Probanden präferiert (Gesamtnennungen N = 33). Die Experten konnten sich auf die CAVE signifikant besser einstellen als auf das CAD-System (T(9) = 2,23*, α = 0,05*). Eine Steigerung der subjektiv wahrgenommenen Leistung konnte nicht festgestellt werden. VR-Systeme wie eine CAVE beinhalten, abgesehen von wirtschaftlichen Erwägungen, Potentiale zur Verbesserung des Design Review Prozesses.

Moritz Lehne: Fehlererkennung während taktiler Mensch-Maschine-Interaktion mittels eines passiven Brain-Computer-Interfaces

Fehler, die innerhalb eines Mensch-Maschine-Systems auftreten, haben in der Regel einen negativen Einfluss auf die Performanz des Systems. In einer Studie von Zander et al. (2008) wurde gezeigt, dass sich die Leistungsgüte eines Mensch-Maschine-Systems durch Einsatz eines passiven Brain-Computer-Interfaces zur automatischen Fehlererkennung signifikant verbessern lässt.
In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob eine solche Fehlererkennung auch für eine taktile Mensch-Maschine-Interaktion realisierbar ist. Hierfür wurde das Elektroenzephalogramm (EEG) während der Interaktion mit einem taktilen Interface aufgezeichnet. Die Analyse der EEG-Daten zeigte signifikante Unterschiede zwischen fehlerhaften und korrekten Experimentaldurchgängen. Klassifikationsgüten eines linearen Modells zur Unterscheidung von Fehlern und korrekten Durchgängen lagen im Durchschnitt unter 65%. Die Ergebnisse der EEG-Analyse legen außerdem nahe, dass die beobachteten Unterschiede zwischen fehlerhaften und korrekten Versuchsdurchläufen nicht, wie erwartet, mit der kognitiven Verarbeitung von Fehlern, sondern mit einfachen Stimuluseigenschaften zusammenhängen.


Öykü Cirpan: Darstellung von Informationen im 3D-Raum in Mensch-Maschine-Systemen

Die steigende Informationsflut des heutigen Informationszeitalters erfordert neue Herangehensweisen für ihre Kommunikation und Auswertung.  Neueste Technologien, wie die visuelle Informationsdarstellung im dreidimensionalen Raum, werden immer häufiger eingesetzt, mit dem Ziel den zunehmenden Informationsbedarf sicher meistern zu können. 
Die vorliegende Studienarbeit befasst sich mit dem Thema der Informationsdarstellung und -präsentation im dreidimensionalen Raum. Es sollte anhand einer aktuellen Literaturrecherche gezeigt werden, in welchen verschiedenen Anwendungsdomänen schon heute Information im dreidimensionalen Raum präsentiert wird, wie die Informationsdarstellung im Einzelnen umgesetzt wird und ob Darstellungsrichtlinien in den einzelnen Bereichen nützlich und anwendbar wären. Zudem wurde an einem selbst gewählten praktischen Beispiel gezeigt, wie die Ergebnisse aus der Grundlagenforschung Anwendung finden könnten.


Alexander Maus: Metaphorische Erweiterungen von SPACE Image Schemata angewandt auf Finger- und Armgesten mit einem mobilen Gerät

Eine bedeutende Anzahl der bereits im Umlauf befindlichen mobilen Geräte verfügt mittlerweile über Schnittstellen, welche dem Benutzer Multitouch
oder Gestenerkennung als Möglichkeit zur Interaktion anbieten. Gleichzeitig steigt die Vielfalt an möglichen Aufgaben, welche sich mit solchen Geräten erledigen lassen. Die Domänen erstrecken sich dabei von Unterhaltung bis hin zum professionellen Einsatz beispielsweise im Rahmen der Medizintechnik. Dies stellt die mit der Gestaltung solcher UIs Befassten vor eine herausfordernde Aufgabe. Im Rahmen dieser Untersuchung konnte gezeigt werden, dass Image Schemata ein praktisch relevantes Gestaltungskriterium liefern können. Es wurde für konzeptionelle Raummetaphern eine Übereinstimmung von 92% der Testwerte mit den deduktiv abgeleiteten Raumdimensionen nachgewiesen. Es besteht dabei kein praktisch relevanter Unterschied zwischen jungen– und alten Nutzern. Weiterhin konnte eine Unabhängigkeit der Testergebnisse von der Kognitiven Leistung nachgewiesen werden.


Adriaan A. Jeremias: Veränderung des Programms "Joy-of-Use-Button" und anschließende Evaluation dieser Änderungen

Die vorliegende Studienarbeit bestand aus zwei Teilaufgaben. Die eine Aufgabe war, die Anwendung „Joy-of-Use-Button“ zu verändern, die andere diese Änderungen mit einem Nutzertest zu bewerten.
Als Joy-of-Use-Erlebnis wird eine Situation verstanden, bei der der Benutzer eines Produkts Spaß an der Anwendung empfindet. Besonders schwierig ist es, dieses Gefühl zu messen. Die Messinstrumente sind nicht unbedingt ausgereift.
Der in der Studienarbeit modifizierte Joy-of-Use-Button versucht, den Joy-of-Use bei der Benutzung eines Computers zu messen. Dafür wurde dem Benutzer unter anderem eine unipolare Skala zur Verfügung gestellt. Mit der Studienarbeit wurde dem Benutzer die Möglichkeit gegeben, zwischen einer uni- und einer bipolaren Skala zu wählen. Die andere Änderung, die implementiert wurde, bestand darin, dass nun ein Timer wählbar ist. Der Timer ruft in unregelmäßigen Abständen (Minimum und Maximum können gewählt werden) das Bewertungsfenster auf und fordert den Benutzer so zu der Abgabe einer Bewertung auf. Im Nutzertest hatten 20 Probanden die Aufgabe, vier Aufgaben zu lösen. Bei jeder Aufgabe wurde zufällig eine andere Version des Joy-of-Use-Buttons eingestellt, sodass die Probanden alle Varianten kennenlernten. Auch die Reihenfolge der Aufgaben wurde variiert. Der Test sollte die Frage beantworten, welche Version am meisten Daten liefert und gleichzeitig den Benutzer am wenigstens bei seiner Arbeit stört.


Jörg Bräuer: Entwicklung eines evolutionären Algorithmus zur aktiven Akustikgestaltung von Elektrofahrzeugen

Mit steigender Zahl elektrisch betriebener Fahrzeuge ergeben sich vermehrt akustische Komfortprobleme. Wegen der fehlenden Maskierung durch die Geräusche eines Verbrennungsmotors werden Wind- und Radrollgeräusche sowie Geräusche durch Nebenaggregate deutlicher wahrgenommen und können störend wirken. Zusätzlich haben Studien nachgewiesen, dass die fehlende akustische Rückmeldung über den Fahrzugstand an den Fahrer zu einer erhöhten Fahrgeschwindigkeit führen.
Aus diesem Grund ist eine aktive Beeinflussung des Fahrzeuginnengeräusches wünschenswert. Allerdings ist zum jetzigen Zeitpunkt nicht klar, wie ein solches Fahrzeug klingen sollte. Deshalb wurde im Zuge dieser Arbeit ein evolutionärer Algorithmus in Matlab erstellt, welcher auf Basis des Prinzips der Motorordnungen automatisch Innenraumgeräusche generiert und diese mit psychoakustischen Parametern bewertet und verbessert.

Robert Polzin: Entwicklung einer Applikation für die multimodale Mensch-Computer-Interaktion

In dieser Diplomarbeit wurde ein Werkzeug für die multimodalinteraktive Steuerung am Desktop PC entwickelt, das die psychologische Analyse von Interaktionsdaten ermöglicht und bei der Entwicklung und dem Design multimodaler Schnittstellen hilft. Der Schwerpunkt der Diplomarbeit lag in der Anwendung verschiedener Modalitäten für die Interaktion mit der Schnittstelle (z.B. Maus, Geste, Blick) und der Aufzeichnung der Nutzerinteraktion. Zunächst wurde ein Kreativ-Workshop mit den Experten des Fachgebietes veranstaltet, um eine geeignete Anwendung der multimodalen Interaktion zu bestimmen. Danach wurden Expertenbefragungen durchgeführt, um die Anforderungen an die zu entwickelnde Schnittstelle erheben und detaillieren zu können. Auf dieser Grundlage wurde ein technisches Konzept für die Applikation entwickelt. Die technische Realisierung erfolgte auf Grundlage der parallel-iterativen Systemgestaltung. Dieses Vorgehensmodell sieht neben technischen Aspekten eine starke Einbindung der zukünftigen Anwender vor. Zwischenergebnisse einzelner Entwicklungsphasen wurden verifiziert und alle Bearbeitungsschritte dokumentiert. Die entwickelte Applikation stellt ein umfassendes Werkzeug zur Erforschung der multimodalen Mensch-Computer-Interaktion dar und wird in Zukunft am Fachgebiet in psychologischen Untersuchungen angewandt und für diese weiterentwickelt.


Marcus Götze: Bestimmung der Bedienzeiten von Fahrnavigationssystemen mittels GOMS als Grundlage eines Bewertungsmodells für Benutzungsschnittstellen

Die Studienarbeit stellt drei verschiedene Vollnavigationssysteme mit verschiedenen Eingabekonzepten in Bezug auf ergonomische Faktoren gegenüber und bewertet diese. Für die formalen Analysen wurden drei Bedienaufgaben pro Gerät mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden definiert und hinsichtlich der Bedienzeiten zur Lösung der einzelnen Aufgabenstellungen mit den Techniken der GOMS Analysen untersucht. Dabei kam das Keystroke-Level Modell (KLM) im Single-Task-Szenario zum Einsatz. Zusätzlich wurden die gleichen Bedienaufgaben auf einem mobilen X-tended Digital Assistent (XDA) und einer bewusst „schlecht“ gestalteten Benutzungsschnittstelle durchgeführt. Die Bedienung des XDA ohne die Nutzung einer Halterung während der Autofahrt fällt laut Straßenverkehrsordnung in die Kategorie „unerlaubte Handlungen während der Fahrt“. Die Analyse behandelte daher auch die Frage, ob Benutzer von Handynavigationssystemen von diesen im Vergleich zu Vollnavigationssystemen während der Fahrt stärker abgelenkt werden können. Innerhalb der Arbeit wurden alle fünf angesprochenen Systeme anhand des KLM untersucht. Für den abschließenden Vergleich und die Bewertung der einzelnen Geräte wurde eine Systematik entwickelt. Die Ergebnisse aus der Nutzung des KLM dienten dabei als Grundlage dieses Bewertungsmodells. Zusätzlich erfolgte ein Vergleich der Ergebnisse mit den gesammelten Daten aus dem Simulatorversuch des CarUSE Projektes.

Robert Gierke: Beschreibung eines Versuchsszenarios zur Sicherheitsbeurteilung von Fahrerinformationssystemen

Im Rahmen der Studienarbeit wurde der Versuchsaufbau und Versuchsablauf sowie die Datenaufzeichnung des im CarUSE Projekt durchgeführten Simulatorversuchs dokumentiert. Als Ausgangspunkt diente zunächst das Arbeitspaket 3200 des bereits durchgeführten INVENT-Traffic Safety Assessment Projekts. Dieses wurde zusammengefasst und die Ergebnisse erläutert. Anschließend erörtert die Arbeit das auf dem I-TSA Projekt basierende CarUSE Projekt. Dies umfasst eine Beschreibung und Erklärung der verwendeten Systeme und Bedienaufgaben. Verstärktes Augenmerk wurde des Weiteren auf die erstellten Fahrszenarios mit den dazugehörigen wissenschaftlichen Begründungen gelegt. Abschließend erfolgt eine Bewertung des Versuchsaufbaus und -ablaufs und ein Ausblick auf künftige Fragestellungen.


Martin Renz: Einsatz von Brain-Computer Interfaces im Fahrzeug - Analyse kognitiver Prozesse beim Ausweichmanöver

Wichtig für Fahrerassistenzsysteme sind adäquate Warn- und Unterstützungsstrategien. Besonders relevant kann die Information über den zukünftigen Fahrweg zur Vermeidung von Unfällen sein. Eine Möglichkeit den Fahrer als Informationsquelle zu nutzen besteht in der Messung physiologischer Größen. Jedem Fahrmanöver geht eine Reihe kognitiver Prozessen voraus. Diese werden durch spezifische Aktivitätsmuster im menschlichen Gehirn repräsentiert. Mittels eines Elektroenzephalogramms (EEG) ist es möglich, die hirnelektrische Aktivität zu messen. Charakteristische Muster in den EEG-Daten können mit einem Brain-Computer-Interface (BCI) identifiziert werden. 
Um EEG-Korrelate der kognitiven Informationsverarbeitung zu erkennen und deren Bedeutung für die nachfolgende Richtungsentscheidung zu überprüfen, wurde ein Experiment konzipiert: Insgesamt 14 Versuchspersonen fuhren mit einem Versuchsfahrzeug auf abgesperrtem Gelände Ausweichmanöver. Neben physiologischen Daten wurden verschiedene Fahrdynamikgrößen aufgezeichnet.Basierend auf handlungstheoretischen Erkenntnissen fand eine Auswahl und Zuordnung der beim Ausweichmanöver relevanten kognitiven Prozesse statt. Die Analyse der EEG-Korrelate gab Aufschluss über deren Bedeutung für die nachfolgende Richtungsentscheidung.Die vorgestellte Methode zeigt die Möglichkeit auf, die Lenkrichtung des Fahrers im Realfahrversuch zu prädizieren.


Gunnar Weps: Test- und Evaluationsmethoden ICT-basierter Fahrerassistenzsysteme

In modernen Fahrzeugen finden immer mehr Fahrerassistenzsysteme ihre Anwendung, die den Fahrer bei der Bewältigung von Aufgaben im Straßenverkehr unterstützen sollen. Für die Zukunft wünschenswert wäre eine überschaubare Auswahl an Test- und Bewertungsverfahren, mit denen die unterschiedlichen Fahrerassistenzsysteme einheitlich bewertet werden können. Zu diesem Zweck wurde im Rahmen dieser Diplomarbeit bei der Firma Ibeo Automobile Sensor GmbH anhand von Expertenbefragungen recherchiert, wie die im Hause entwickelten Applikationen bisher getestet und bewertet werden. Aus den Ergebnissen dieser Befragungen wurde eine Strategie für die Entwicklung objektiver Test- und Evaluationsmethoden abgeleitet.

Johannes Rhede: Auswirkungen auf das Fahrverhalten durch die Bedienung von FIS während der Fahrt - Ein Systemvergleich nach dem I-TSA-Verfahren

Inhalt der Arbeit ist die Auswertung der aufgezeichneten Fahrdaten der im März 2009 an der TU Berlin im Projekt CarUSE durchgeführten Versuche in einem Fahrsimulator. Am Beispiel von vier verschiedenen Navigationssystemen wurde die Auswirkung bei der Ausführung von zwei in der Komplexität unterscheidbarer Aufgaben auf die Fahrzeugführung untersucht. Für die Auswertung wurden die fahrdatenbezogenen Kriterien des im INVENT-Projekt entwickelten Verfahrens „I-TSA“ verwendet. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Bearbeitung unterschiedlicher Aufgaben während der Fahrt erhebliche Auswirkungen auf die Fahrleistung hat. Ebenso wurden durch eine differenzierte Auswertung der erhaltenen Daten tendenzielle Unterschiede zwischen den Systemen aufgezeigt und in Bezug zu den Systemeigenschaften gesetzt. Dabei stellte sich die Kombination aus einfacher Bedienung und einer Positionierung an der Windschutzscheibe unter den getesteten Systemen am positivsten dar, während eine zu tiefe Positionierung im Fahrzeug oder eine schlechte Bedienbarkeit zu starken negativen Einflüssen auf das Fahrverhalten führte. Die Eignung des Verfahrens „I-TSA“ für den Einsatz als Bewertungsinstrument zur Systemunterscheidung wird ausführlich diskutiert, ebenso die universelle Anwendbarkeit bzw. Anpassbarkeit dieses Vorgehens auf diese oder ähnliche Fragestellungen.


Annekatrin Mehliß: Entwicklung einer aufmerksamkeitsgesteuerten Präsentation

Ziel dieser Studienarbeit war, mit Messdaten des digitalen Augen Kontakt-Sensors eyebox2TM der kanadischen Firma Xuuk eine aufmerksamkeitsgesteuerte Präsentation zu entwickeln. Dazu bildete die Untersuchung des Forschungsgebiets der visuellen Aufmerksamkeit die Grundlage der methodischen Arbeit. Aus den hier gewonnenen Erkenntnissen konnten die Parameter der Blick- und Augenbewegung hinsichtlich ihrer Eignung kategorisiert und bewertet werden. Die abgeleiteten Indikatoren wurden zur Entwicklung eines Regelwerks herangezogen, das die Messdaten des eyebox2TM-Systems verarbeitet und somit die aufmerksamkeitsbezogene Steuerung erst ermöglicht. Anschließend wurden die Indikatoren für Aufmerksamkeit sowie das Regelwerk in zwei mehrstufigen Experimenten hinsichtlich ihrer Eignung und Arbeitsweise überprüft. Die Auswertung der Versuche zeigte, dass das eyebox2TM-System ungenaue Messdaten generierte. Diese Tatsache erschwerte die Bewertung der Indikatoren für Aufmerksamkeit und für die Arbeitsweise des Regelwerks hinsichtlich der einwickelten aufmerksamkeitsgesteuerten Präsentation.

Mandy Dotzauer: Prediction of Visual Distraction based on the SEEV- Model

Current research focuses on driver distraction induced by in-vehicle technology. Horrey and Wickens proposed the SEEV- Model, which contributes to estimating the potential distraction.  The goal of the present study was to determine the validity of the SEEV-Model executing a driver simulation study. The SEEV-Model has been validated several times. With the help of the model, it was possible to predict allocation of attention; however, the secondary tasks of those studies were rather of an artificial nature. In the present study, a driver simulation experiment incorporating operating existing navigation systems while driving was executed to test the model. Using recorded gaze data and predefined areas of interest the validity of the SEEV-Model was investigated. Correlation studies revealed a relation between the theoretical determined values and the gaze data collected during the experiment. Detailed t-tests showed that mean averages of percent dwell times for the navigation system and the pedestrian/bicyclist deviated the least from the test values. The results of the present study were in line with results of recent studies. The results of the correlation studies indicated a relation between the theoretical estimated values and the data. In spite of the positive results, other studies outside the driving simulator need to be executed.


Alexander Noack: Einflussgrößen auf die Usability von Fahrerinformationssystemen und Entwurf eines Referenzsystems

Zur Untersuchung der Auswirkung der Usability auf die Fahrsicherheit wurde im Rahmen des CarUse-Projektes ein Fahrversuch durchgeführt. Um die Auswirkungen besser untersuchen zu können, wurde dazu ein Navigationsdummy mit besonders ungünstigen Usabilityeigenschaften entworfen um eine deutliche Abgrenzung zu den handelsüblichen Geräten zu haben.
Im Vortrag werden die im Vorfeld ermittelten Einflußgrößen, deren Umsetzung im Dummy, sowie die Ergebnisse der Auswirkungen der Usability vorgestellt. Des Weiteren wird eine kurze Erklärung zur weiteren Verwendungsmöglichkeit des Dummys in Bezug auf weitere Untersuchung gegeben.


Katja Oschmann: Entwurf eines Schnittstellenmodells für einen Datenabgleich zwischen AULA und SAP/CO

Zur Planung von Veranstaltungs-Ressourcen werden an der Akademie des betrachteten Unternehmens die Programme SAP/CO und AULA (Akademie Unterstützung Lehrverwaltung Anmeldung) eingesetzt. Regelmäßige Plan-Ist-Vergleiche in SAP/CO geben keinen Aufschluss über die Ursachen der angezeigten Abweichungen, da SAP lediglich die reinen Zahlen anzeigt. Auch in AULA sind die Gründe für die Differenzen kaum nachvollziehbar, weil die ursprünglichen Planwerte nicht abgespeichert werden können. Die Kostenstellenverantwortlichen müssen ihren Vorgesetzen gegenüber die angesprochenen Abweichungen jedoch verantworten. Eine Möglichkeit, die Veränderungen sichtbar zu machen, könnte ein Datenabgleich zwischen den Planwerten aus AULA und den realisierten Ist-Mengen aus SAP/CO sein. Im Rahmen der Diplomarbeit wurde untersucht, ob und in welcher Form ein solcher Datenabgleich sinnvoll wäre. Auch wurden die bestehenden Probleme bei der Anwendung von AULA aufgedeckt und Verbesserungsmaßnahmen generiert. Für die Bearbeitung der Thematik wurden systemtechnische Ansätze, u.a. ein Fragebogen und ein Experteninterview, genutzt. Die resultierenden Ergebnisse bildeten die Basis für eine Maßnahmenrangfolge, deren wichtigsten Maßnahmen diskutiert wurden. Abschließend wurde ein Modell für einen Datenabgleich zwischen AULA und SAP/CO entworfen und vorgestellt.

Dan Finnegan (Iowa State University): Use of an out-of-lane analysis tool to better determine driver distraction

The typical LCT analysis measures a driver’s deviation from an ideal path to determine their distraction from the primary task of driving.  However, oftentimes, even for different tasks with different task duration and mental workload, the mean deviation as measured by the LCT will be quite similar.  Additionally, it stands to reason that when determining how endangered a driver is by operating an in-car device, a deviation from the ideal path where the driver moves outside their lane will endanger the driver to a far greater extent than one where the driver remains inside their lane.  A tool to calculate a driver’s area out-of-lane, therefore, was developed as a possible improvement to the standard LCT analysis of mean deviation.  When tested, this tool showed a discernible difference between tasks of differing duration and mental workload, unlike the standard LCT mean deviation analysis, and makes intuitively more sense for determining a driver’s chance of a collision.


Satu Jumisko-Pyykkö: Towards User-centered Quality of Experience (UC-QoE)

Subjective assessment to capture experience of quality is used to optimization of certain system factors in the product development and objective modeling purposes to predicting quality automatically. However, the existing view to concept of experienced quality is still narrow: 1) Quantitative assessment is examined on the sensorial level, favoring studies one modality or a certain piece of the system at the time, 2) assessment is conducted in the highly controlled environment (e.g. requirements for non-functional system components are derived from perfect conditions), even the final application is assumed to be used in the heterogeneous mobile contexts, 3) evaluators’ or users’ background does not impact on quality evaluations, 4) quality is independently on the final multimedia application. The principles of existing approaches are in contradiction to what is known about multimodal perception in psychology and human-computer-interaction: a) Human perception always includes high-level cognitive processing in which emotions, attitudes, knowledge and the context are part of active interpretation of perception, b) multimodal perception is adaptive and flexible, and different than simple sum derived from two perceptual channels separately, c) the final user-experience of application is characterized by factors from user, system or service and its context of use.  The aim of the presentation is to show steps towards user-centered approach to experienced quality based on the examples of recent results. The results are collected from the pool of eight extensive audiovisual quality evaluation studies, conducted in controlled and field settings, using both quantitative and qualitative data-collection methods. The studies are conducted for mobile television and for mobile three-dimensional television with numerous television contents by varying coding and transmission parameters.


Helena Müller: Katalog aktueller Eingabeelemente

Im Laufe der letzten Jahre hat es einige Neuentwicklungen im Bereich von Bedien- und Anzeigeelementen gegeben, die bisher nicht in der katalogisierten Fachliteratur dokumentiert sind. Die Lücke wird in der diesem Vortrag zu Grunde liegenden Studienarbeit verringert. Als Grundlage der Studienarbeit wurde der Katalog: „Mensch-Maschine-Schnittstellen elektronischer Geräte – Leitfaden für Design und Schaltungstechnik“ von Baumann und Lanz (1998) herangezogen. Ausgehend von diesem Buch werden die Möglichkeiten der Bedienung elektrischer Geräte mit dem Gehirn, den Augen, Bewegungen und Berührungen näher beschrieben. Bei der Bedienung mit Berührungen wird in diesem Vortrag auch auf die Möglichkeit der Kombination von Bedien- und Anzeigeelement eingegangen.


Julia Posse: Evaluation einer Informationsvisualisierung für AR-gestützte Navigation in Innenräumen

In der vorgestellten Diplomarbeit werden verschiedene Visualisierungen von Navigationsinformationen für den Innenraum konzipiert und experimentell evaluiert. Mit Hilfe der beschriebenen Informationsvisualisierung soll eine effektive, effiziente und zufrieden stellende Lokalisierung von Objekten innerhalb eines Raumes ermöglicht werden. Die Anzeige der Suchhinweise erfolgt über Videoprojektionen in die reale Umwelt und stellt damit eine Augmented Reality-Anwendung dar.
In der Konzeptionsphase wurden mögliche Visualisierungen der Navigationsinformation ausgewählt und diese jeweils in einer statischen und in einer animierten Version im Probandenversuch auf ihre Gebrauchstauglichkeit überprüft. Dabei wurden sowohl quantitative als auch qualitative Messmethoden angewendet. Die Auswertung ist noch nicht abgeschlossen, daher wird eine Diskussion der Ergebnisse im Kolloquium ausdrücklich gewünscht!

Shengguang Lei: Representation of driver mental workload in EEG data

The integration of physiological monitoring into the human–machine interface holds great promise both for real-time assessment of operator status and for providing a means to allocate tasks between machines and humans based on the operator status. Our group, aiming to provide a new human-machine interface to improve traffic safety using brain signals, has conducted a number of researches for the driver states monitoring based on EEG data in recent years.
Driver’s mental overloading plays a more and more important role in these road fatalities in recent years. We employed EEG technique to assess the driver’s mental workload. A simulated driving task- the Lane Change Task (LCT), combined with a secondary auditory task- the Paced Auditory Addition Serial Task (PASAT), was adopted in the present study. The EEG recordings provides plenty information for comprehensive understanding of driver’s workload. The analysis of event-related potentials (ERP) reveals that the LCT evokes some cognitive responses like CNV, P2, N2 and P3, and the amplitude of P3b decreases as the task load increases. A crucial benefit of these findings is that the amplitude of P3 can be good candidate for evaluating driver’s mental workload based on the brain signals.


Karen Minna Oltersdorf: HMI-Beschreibungssprache

Mit dem Projekt "Entwicklung einer Sprache/Instrument zur Beschreibung von HMI im Automobil" wird erforscht, ob und wie HMI im Automobil dem Erleben gemäß beschrieben werden kann, so dass man intersubjektiv teilbare, verständliche und differenzierende Beschreibungen erhält. Wie müsste eine solche Beschreibung aussehen? Welche Strukturen, welches Medium braucht es dafür?  Im Kolloquium werden einige Antworten auf diese Fragen gegeben, insbesondere wird ein "HMI-Beschreibungsmodell" vorgestellt.


Verena von Strenge: Usability & Ästhetik von interaktiven Systemen im Kfz - Einflüsse von pragmatischer und hedonischer Qualität auf die Verkehrssicherheit

Kaum ein Kraftfahrzeug kommt  mittlerweile ohne hoch entwickelte interaktive Systeme, so genannte Fahrerassistenz- (FAS) oder Fahrerinformationssysteme (FIS) aus. Neben gebrauchstauglichen Merkmalen, welche eine hohe Usability gewährleisten sollen, spielen mehr und mehr hedonische Aspekte eine Rolle bei der Produktentwicklung. Begriffe wie Emotional Usability, Stimulation und Identifikation verdeutlichen: Der Nutzerspaß (Joy of use) soll nicht zu kurz kommen. Welchen Einfluss nimmt die pragmatische und hedonische Qualität eines Fahrerinformationssystems auf die Fahrsicherheit? Im Rahmen einer empirischen Untersuchung nahmen 43 Probanden an einer Fahrsimulation mit Nebenaufgabe teil. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die pragmatischen Aspekte eines Systems die Fahrsicherheit entschieden beeinflussen. Für hedonische Merkmale konnten diese Effekte nicht nachgewiesen werden.


Azuka Mordi: Vehicle Navigation systems: analyses, scenarios, concepts and perspectives

Navigation systems, especially personal navigation devices (PNDs), are currently in high demand. Experts predict continuing market growth. Despite strong PND sales, spontaneous field observations have revealed that many cradles are empty or devices switched off. This leads to the question why the navigation systems are not in use or not carried along when on the road, and beyond that, when and why they are in use. To understand the problem and to answer the questions an empirical study was conducted, intending to analyze consumer behaviour and consumer preferences. The study was designed as an explorative study and consisted of two steps. In the first step five people were interviewed in order to narrow down the subject and generate questions for the following questionnaire. In the second step a paper-and-pencil interview comprising 63 participants was conducted. The results showed a significant difference regarding frequency of use among the respondents. The results also showed a correlation between frequency of use and the questions when and why navigation systems are in use. These correlations resulted in three scenarios: a low, a medium and a high frequency user scenario, each of them with corresponding characteristics. Furthermore, new concepts were generated that suggest features such as user profiles, enhanced voice control and a parking space finder. Concluding the explorative study, three assumptions were hypothesized. More extensive follow-up studies targeting consumer behaviour are proposed as final recommendation.

Hans Christoph Kießling: DIN EN ISO Quick Check: Entwicklung einer Prüfmethodik der Normenkonformität von Fahrerinformationssystemen im Bereich Zeichen und Farben

If you compare the equipment of a car that was build 20 years ago with an actual new development, you will realize that over the last couple of years a lot of changes have taken place. Especially the increase in technical assistance and information systems leads to a relief of the driver because several tasks concerning the ride are fulfilled by the systems. To supervise these systems, that indicate different traffic situations and hazards, leads on the other hand to a continuous increase in work load apart from the primary task of steering the car.  
Therefore this diploma thesis shall analyse the guidelines concerning the configuration of driver information systems in the area of “Colours” and “Characters”. 
Due to the detailed specifications determined by the standards committee for the configuration of “Colours” and “Characters” a checklist facilitating the development and evaluation of these systems containing these specified criteria for the development has been established. A development conforming to standards as well as evaluating already launched systems is therefore possible to guarantee the best possible safety of the systems. 
To ensure the applicability of the checklist an empirical series of tests was executed to disclose the comprehensibility as well as the applicability of this tool. Especially the allocation of different scales of characters to the requirements determined by the standards committee led to uncertainties if systems can be evaluated with this tool. But analysing the deliverables did not rigidify this apprehension. Even though different values to the specified criteria were delivered by the test subjects, a statement concerning the conformity to standards can still be given. It transpired that especially the configuration of the character height and the distance between characters and words is not designed conforming to standards causing a decrease in rating.  
Due to the validation of the applicability of the created checklist the outcome of this diploma thesis can be integrated in the evaluation tool CarUSE, that objective is to describe and rate the Human-Man-Interface in a vehicle under special consideration of driver assistance and information systems.

Sondertermin: 30.10.2008

Frank Flemisch (DLR Braunschweig): "Überbrückende Methoden für ein Balanciertes Gestalten von Mensch-Maschine Systemen, am Beispiel hochautomatisierter Fahrzeuge"

Der technische Fortschritt ermöglicht immer komplexere Technik, von der Nutzer aber nicht immer angemessen profitieren können. In Form von Informationssystemen wie Computer oder Mobiltelefone verspricht Technik, mehr Information schneller zu verarbeiten, überall und zu jeder Zeit. In Fahrzeugen ermöglicht uns die Technik, uns schneller und weiter fort zu bewegen. Als eine Kombination von Fahrzeug- und Computertechnik eröffnen Assistenz- und Automationssysteme das Potential, Fliegen oder Fahren angenehmer, sicherer und energieeffizienter zu gestalten. Diesen technischen Anwendungen gemeinsam ist die Herauforderung, den Menschen angemessen zu berücksichtigen und einzubeziehen, um das volle Potential des technischen Fortschrittes zu erschließen. Unter dem Schlagwort Nutzerzentriertes Design werden seit mehr als zwei Dekaden eine Reihe von Vorgehenstechniken und Methoden entwickelt(z.B. User Centered System Design, Norman & Draper 1986), um Nutzer im Designprozess angemessen zu berücksichtigen. Reicht der Grundgedanke von nutzerzentriertem Design, und reichen die bisherigen Methoden aus, um die Technik von morgen zu gestalten? In einem Überblicksvortrag wird skizziert, wie es über nutzerzentriertes Gestaltung hinaus in Richtung überbrückender Methoden und dynamischer Balance weitergehen könnte. Einige einfache Methoden und Konzepte wie Gestaltungsraum / Designspace, Auswerteraum / Evaluation Space, Exploration und Theatersytemtechnik werden beschrieben, und in der konkreten Anwendung in der Entwicklung von Assistenz- und automationssystemen für Fahrzeuge konkretisiert. Dabei wird insbesondere auf hochautomatisierte Fahrzeuge eingegangen, die auch selbstständig fahren können, aber den Fahrer angemessen in die Fahraufgabe einbinden. Ausgehend von zwei Beispielprojekten werden erste Ergebnisse kurz angerissen, um daraus Anforderungen für die Erforschung zukünftiger Ergonomie- und Human Factors Methoden abzuleiten.


Fabian Hinz: Vergleich von drei Bewertungsverfahren für Fahrerassistenz- und Informationssysteme

Es werden die Ergebnisse einer Studienarbeit vorgestellt, in der zwei Naviationsgeräte mit jeweils drei unterschiedlichen Fragebögen bewertet wurden. Die Ergebnisse der Fragebögen wurden mit den Fahrleistungen eines LCT als Dual- Task verglichen. Es konnte somit die Testgüte der Fragebögen in Bezug auf Ihre Reliabilität und Validität ermittelt werden. Zum Ende des Vortrags werden neue Erkentnisse über Untersuchungen mit dem LCT sowie Empfehlungen für das generieren von Bewertungsverfahren für Fahrerassistenz- und Informationssysteme abgegeben.


Gesa Glanz: Ablenkung vs. Werbewirksamkeit von Plakaten im Straßenverkehr.

17.07.2008 (Sondertermin)

Pat Langdon (Cambridge University Engineering Design Centre): Inclusive Design and Prior Experience in Learned Product Interactions

Inclusive design is a theoretical framework and collection of tools for user-centered design that aims to design for the widest possible required capability ranges without special-purpose features. By 2020, almost half the adult population in the UK will be over 50, with the over 80’s being the most rapidly growing sector.
Reflecting the change in emphasis in funding, the new i~design III project consortium aims to address population ageing by researching the maintenance of  a healthy population that is able and willing to work longer before retirement and can remain independent for as long as possible afterwards along with bringing disabled people into mainstream life and employment. Addressing this requires understanding the capability demand and resulting exclusion made by a product within its operating environment. The i~design approach to this is to relate the demand made by specific product features to population capability data for a number of scales such as dexterity, locomotion, communication or “thinking”. Cognitive scales under development for the purpose of “auditing” product interaction therefore address working memory, executive function performance, long term memory capability, attention, workload etc.
However, it is a commonplace observation that interaction performance may be strongly dependent on prior experience of a product and its use. Clearly the skill with which a product is used may be due to the degree of learning and forgetting that has occurred in the past, but may also be a function of the gradual changes in cognitive capabilities that occur with age and, moreover, the generation in which the product user has grown-up. This talk describes a series of studies with a postgraduate student Tim Lewis, that examine the effect of prior experience, cognitive capability and age on users’ task timing and types of errors for common tasks with everyday products. The outcome of these analyses represent initial findings regarding the differential contribution of (1) age related degradation of cognition, (2) technology generation effects and (3) usage experience, to the degree of skill in the use of a product. The preliminary evidence suggests that it may be possible to relate these components of prior experience to specific features of product designs.
Dr Pat Langdon is lead researcher in the Cambridge EDC i~design project and manager of the i~design 3 research project consortium. His research background lies in Experimental perceptual psychology, Artificial Intelligence in Robotics and Engineering Design, and Assistive technology for movement control in disability.


Jaehyun Park: Unser neuer Kollege wird sich, seine Universität (Pohang University of Science and Technology, Department of Industrial & Management Engineering) und sein Projekt vorstellen.

Bo Höge: Analysis of Specific Requirements for the Human-Machine Interface in Industrial Product-Service-Systems

The use of machines in Product-Service-Systems (PSS) is influenced by the design of the human-machine interface (HMI). For the integration of multimodal user interfaces in PSS it is necessary to deduce the specific requirements for these human-machine interfaces. Focus group discussions and the semi-formal documentation with K3-modelling were used to create extended models of the communication, coordination and cooperation (K3) processes for the three different PSS business models ‘function-oriented’, ‘availability oriented’ and ‘result oriented’. By analysing these K3-models we obtained preliminary requirements like usability for users of different qualification, integration of tools to support communication and coordination, access to sensor data and to obtained knowledge as specific for PSS.


Adam Stanski: Automatische Datenanalyse mit Cepel (www.cepel.de)

Die Verfügbarkeit von kostengünstiger Informationstechnologie führt zu einer zunehmenden Flut an Daten. Etliche Zukunftsvisionen basieren auf der intelligenten Nutzung dieser Informationen. Sie reichen von der individuellen Medizin, bei der die Dosierung von Medikamenten oder die vielversprechendste Therapieform an die medizinische Historie jedes Patienten angepasst werden; bis hin zur autonomen Steuerung von Fahrzeugen, die beispielsweise eine um ein Vielfaches effektivere Straßennutzung durch Kolonnenfahren erlaubt. Das Kernproblem hinter diesen Szenarien ist das Verstehen von Zusammenhängen in Datenmengen, die zu komplex sind, um „von Hand" analysiert zu werden. Was wir brauchen ist eine automatische Datenanalyse.
Ein an der TU-Berlin entwickeltes Verfahren, das dieses Problem in Angriff nimmt, ist Constructive Probabilistic Learning, kurz Cepel. In einigen Bereichen der automatischen Datenanalyse konnte bewiesen werden, das Cepel die weltweit genauste Abschätzung erzeugt. Im Vortrag wird die Anwendung von Cepel gezeigt. Angefangen bei einfachen Auswertungen von betriebswirtschaftlichen Daten, über die biostatistische Analyse von Herzkrankheiten, bis zur generischen Parameterschätzung. Grundlage ist die Modellierung (Constructive) von komplexen Wahrscheinlichkeiten (Probabilistic) durch automatische Abschätzung univariater Verteilungen (Learning). Für Praktiker wichtig ist, dass der Zusatz „automatisch" bedeutet, dass die mathematischen Anforderungen im Vergleich zu üblichen statistischen Verfahren gering sind.

Sandra Meyer: Literaturstudie zum aktuellen Forschungsstand von Shared Vision Systemen.


Thorsten Zander: Zur Nutzung von passiven Brain-Computer-Interfaces als sekundäre Eingabe in Mensch-Maschine-Systemen

Im klassischen Brain-Computer-Interfacing (BCI) werden intentioniert erzeugte Hirnsignale in Steuerbefehle fuer einen PC uebersetzt. Hierbei treten insbesondere durch die Moeglichkeit der bewussten oder auch unbewussten situationsabhaengigen Modulation der zugrunde liegenden Signale Probleme auf. Einerseits ist die Guete der Erkennung nicht stabil ueber die Zeit (Nicht-Stationaritaeten) und andererseits ist vor jeder Benutzung ein hoher Aufwand zur Kalibrierung des Systems notwendig. Im passiven BCI werden Reaktionen des menschlichen Gehirns auf externe Stimuli genutzt, um eine Schaetzung uber den kognitiven Zustand des Nutzers abzuleiten. Diese Prozesse liegen in der Regel auf einer tiefen Ebene der Kognition und sind somit sehr robust gegen auessere Einfluesse. Sie erlauben, wie wir in Studien zeigen konnten, eine zuverlaessige Klassifikation auch im zeitlichen Verlauf - teilweise sogar ohne die Notwendigkeit einer Systemkalibration. Wir konnten ebenfalls zeigen, dass es moeglich ist die Qualitaet der Interaktion in einem gegebenen Mensch-Maschine-System signifikant zu verbessern.
Diese Methoden bieten bieten sich also an, in die Systemdefinition eines Mensch-Maschine-Systems einzufliessen. Hierbei ist jedoch ein reger Austausch von Ideen, Moeglichkeiten und Einschraenkungen von Experten aus den beteiligten Fachrichtungen notwendig. Diesen moechte ich nach diesem Vortrag mit einem initialen Brainstorming anstossen.


Thomas Vöhringer-Kuhnt: CarUSE oder "Wo bitte geht's nach Hollywood?"

Die Gestaltung der Mensch-Maschine Schnittstelle im Fahrzeug entwickelt sich in zunehmendem Maß zu einem Wettbewerbsfaktor in der Automobilindustrie. Beim Zusammenspiel zwischen Fahrer, Fahrzeug und Assistenzsystem wird üblicherweise zwischen der Primäraufgabe (Fahrzeugstabilisierung und -führung) und der Sekundäraufgabe (Navigation, Information) unterschieden. Die existierenden Systeme, die primär die eigentliche Fahraufgabe unterstützen (z. B. Erfassung des Fahrzeugszustandes und der Fahrumgebung) werden in zunehmendem Maße von Systemen ergänzt, die in erster Linie bei der sekundären Aufgabenerfüllung assistieren (z. B. Navigation,  Kommunikation).
In der Industrie und auf staatlicher Seite wurden bereits verschiedene Richtlinien zur Gestaltung von Fahrzeugcockpits und Bedienkonzepten erarbeitet, es existiert jedoch keine allgemein anerkannte Vorgehensweise zur Beschreibung und Bewertung der Mensch-Maschine Schnittstelle im Fahrzeug. Mittelfristig besteht ein Bedarf an einer handhabbaren Methode zur Evaluation des "HMI" (Human Machine Interface) von Fahrerinformations- und Fahrerassistenzsystemen, die sich als quasi-Standard oder "Industry Best Practice" etablieren kann und einen Konsens aus wissenschaftlich fundierter Methodik und praktischer Handhabbarkeit darstellt.
Im Vortrag soll der Entwurf einer Methodik aufgezeigt werden, um HMI-Konzepte im KFZ objektiv, reliabel und valide evaluieren zu können. Im Focus der Diskussion sollen dabei die einzelnen Module des Bewertungsinstruments und im Besonderen die methodische "Fahrtrichtung" zur Erstellung dieser Module stehen.


Lars Lewandowitz: Erstellung eines Kriterienkatalogs für die Konzeption eines situationsadaptiv koordinierenden Moduls innerhalb der Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle.


Tim Kroll: Usability Evaluation und Systemkonzeption auf Basis von ausgewählten visuellen Object Hyperlinking Systeme

Zusatzinformationen / Extras


Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe