Silent UX? Erfassung der User Experience von intelligenten Heimanwendungen

Vernetzte Geräte dringen immer weiter in unseren Alltag vor. Die mit ihnen propagierte örtliche Entkoppelung des Nutzers vom Produktstandort stellt bestehende Usability- und User-Experience-Methoden vor Probleme. Daher wird hier untersucht, ob psychophysiologische Methoden die Erfassung des Interaktionserlebnisses erlauben. Am Beispiel eines intelligenten Lautsprechers wird getestet, ob das Stresserleben, der kognitive Workload sowie die Emotionen während der Produktinteraktion gleichzeitig mittels psychophysiologischen Maßen erfasst werden können. Diese Studie erweitert bestehende Befunde zum Einsatz von psychophysiologischen Maßen zur Erfassung des Nutzungserlebens und bietet eine gute Grundlage zur Echtzeiterfassung des Nutzererlebens

Foundations and applications of human-machine interaction

Zugleich gedruckt erschienen im Universitätsverlag der TU Berlin unter der ISBN 978-3-7983-2624-8.Der vorliegende Abstractband zur 10 Berliner Werkstatt MMS gibt einen Einblick in die aktuelle Forschung im Bereich der Mensch-Maschine-Interaktion. Einen besonderen Fokus stellt das Wechselspiel von Grundlagenforschung und anwendungsbezogener Forschung dar, was sich im breiten Themenspektrum widerspiegelt, welches von theoretischen und methodischen Betrachtungen bis hin zu anwendungsnahen Fragestellungen reicht. Dabei finden Inhalte aus allen Phasen des Forschungsprozesses Beachtung, sodass auch im Rahmen der 10. Berliner Werkstatt MMS wieder sowohl neue Untersuchungskonzepte als auch abschließende Befunde diskutiert werden. Zentrale Themengebiete sind u. a. Fahrer-Fahrzeug Interaktion, Assistenzsysteme, User Experience, Usability, Ubiquitous Computing, Mixed & Virtual Reality, Robotics & Automation, Wahrnehmungsspezifika sowie Psychophysiologie und Beanspruchung in der Mensch-Maschine-Interaktion.The abstracts of the 10th Berlin Workshop Human-Machine Systems provide an insight into the current research in the field of human-machine interaction. The main focus lies on the interplay between basic and applied research, which is reflected in the wide range of subjects: from theoretical and methodological issues to application oriented considerations. Again all stages of the research process are represented in the contributions of the 10th Berlin Workshop HMS. This means new research concepts as well as final results are subject of this volume. Central topics include driver-vehicle interaction, assistance systems, user experience, usability, ubiquitous computing, mixed and virtual reality, robotics & automation, perception specifics, as well as psychophysiology and workload in human-machine interaction

Stimme, Emotion und Psyche : Untersuchungen zur emotionalen Qualität der menschlichen Stimme

In dieser Arbeit wurde nach der Einordnung des Gegenstandsbereichs im Schnittpunkt von kommunikationstheoretischen und biologischen Sichtweisen die Forschungsziele beschrieben und die Prämissen bezüglich psychophysiologischer Forschung festgelegt. Wegen der Relevanz von Leib-Seele-Fragestellungen für die Untersuchung von emotionalen Stimmphänomenen wurde dann ein erkenntnistheoretischer Exkurs unternommen, der im Rahmen einer systemtheoretischen Beschreibung biologischer und sozialer Aspekte des Menschen zu einem ersten rationalen Vorschlag für eine systemtheoretische Konzeption und Einordnung der Psyche führt. Hiermit genüge ich u.a. der Forderung Fahrenbergs (1985) an Forscher auf dem Gebiet der Psychophysiologie, die eigenen Sichtweisen zum Leib-Seele-Problem offenzulegen und damit die eigenen metatheoretischen Positionen zur Beurteilung vorzulegen, da von diesen die Art und Weise der Forschung beeinflußt ist. Der interessierte Leser wird somit in die Lage versetzt, die vorgelegten Ergebnisse auch bei anderen theoretischen Standpunkten einfacher nachvollziehen und relativieren zu können

Ermittlung und Bewertung der Beanspruchung zweier unterschiedlicher Fahrerkollektive durch messtechnische Erfassung psychophysiologischer Leistungs- und Befindlichkeitsparameter an der Schnittstelle Fahrer–Fahrzeug-Umwelt als Beitrag zur Verkehrssicherheit

Ziel der Arbeit war die Ermittlung und Bewertung der Beanspruchung zweier unterschiedlicher Fahrerkollektive (Pkw- und Motorradfahrer). Dazu kam eine Messkette zum Einsatz mittels derer psychophysiologische Leistungs- und Befindlichkeitsparameter erfasst werden können. Diese setzen sich aus der Herzrate (EKG), der Aktivität ausgewählter Muskeln (EMG) und der Hautleitfähigkeit (EDA) zusammen. Während bei den Motorradfahrversuchen die Qualität von Motorradschutzhelmen hinsichtlich der Beanspruchung des Fahrers bewertet wurde, wurde bei den Pkw-Fahrversuchen die Beanspruchung der Fahrzeugführer in unterschiedlichen Verkehrssituationen bewertet. Zur Untersuchung des Einflusses der Helmqualität auf die aktive Fahrsicherheit wurden die aerodynamischen und aeroakustischen Eigenschaften von zwölf Motorradschutzhelmen bewertet und verglichen. Die Messungen erfolgten mit Versuchspersonen sowie Messpuppen auf einem Motorrad im Straßenverkehr wie auch im Windkanal bei den Geschwindigkeiten 80, 120 und 160 km/h. Die aeroakustischen Eigenschaften wurden durch Messungen der Schalldruckpegel ermittelt. Die aerodynamischen Eigenschaften wurden sowohl durch die Erfassung der Kopfhaltekräfte mit einem EMG am Musculus sternocleidomastoideus ermittelt, als auch über Kraftmessglieder eines Kraftmessroboters. Zur Untersuchung der Umfeldgestaltung auf die Beanspruchung des Fahrers im Pkw wurde der Einfluss unterschiedlicher Fahrstreckenabschnitte bewertet. Dazu befuhren 60 Versuchspersonen eine 31 km lange Fahrstrecke mit Anteilen in der Stadt, Wohngebieten, Landstraßen und Autobahnen. Ferner wurden die Versuchspersonen einer Nebenaufgabe in Form einer akustischen Zuspielung ausgesetzt. Um Anhaltspunkte für die psychische Beanspruchung zu gewinnen, wurde mit einem EMG die Aktivität des Trapezmuskels gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Messkette zur Erfassung psychophysiologischer Leistungs- und Befindlichkeitsparameter geeignet ist, um produkt- oder umfeldbedingte Belastungsunterschiede im Straßenverkehr auf die individuelle Beanspruchung von Fahrzeugführern zu ermitteln. Aus den gewonnenen Messwerten und deren Beurteilungen wurden Defizite der aktiven Sicherheit von Motorradschutzhelmen, wie auch hinsichtlich der Gestaltung des befahrenen Verkehrsumfeldes identifiziert und Empfehlungen als Beitrag zur Verkehrssicherheit abgeleitet

Perzeption in virtueller Realität als Aggregat von Visualisierung und Interaktion

Die vorliegende Arbeit belegt, dass sich das varianzanalytische Design mit Messwiederholung zur vergleichenden Untersuchung verschiedener Anzeigesysteme und Interaktionstechniken eignet. Darüber hinaus eröffnet das forschungsmethodische Instrument die Aufnahme weiterer Variablen, von denen ein Einfluss auf Performanz, sense of  resence, usability sowie auf weitere abhängige Variablen im Kontext virtueller Umgebungen zu erwarten ist. Weiterhin sind die Reliabilitäten der Fragebögen als zufrieden stellend und gut einzuordnen, wonach  sich der Einsatz der Instrumente empfiehlt, wenngleich umfassende Studien zur Validität noch ausstehen

Untersuchung des Einflusses räumlich getrennter Bedienelemente für mobile Assistenzsysteme auf die Arbeitsbeanspruchung des Nutzers

Zur Steigerung der Qualität werden Wartungstechniker bei ihren Rundgängen in Prozessanlagen mit digitalen Assistenzsystemen unterstützt. Dadurch soll diese Arbeit effizienter und weniger fehleranfällig gestaltet werden. Da sich jedoch konventionelle Eingabemetaphern dafür nur bedingt eignen, versucht man Eingabeelemente von dem Anzeigeelement räumlich zu trennen. Um den Einfluss einer solchen Trennung auf die Arbeitsbeanspruchung des Nutzers zu untersuchen, wurde ein Evaluationsexperiment mit zwei Versuchsgruppen durchgeführt. Dabei hat eine Versuchsgruppe festgelegte Wartungsrundgänge mit Hilfe von Assistenzsystemen mit abgesetzten Eingabegeräte durchgeführt und die andere Gruppe mit kombinierten Eingabegeräten. Der Versuch wurde für die drei Interaktionsmetaphern Texteingabe, Navigation in strukturierten Daten und Navigation in Abbildungen mit jeweils angepassten Eingabegeräten durchgeführt. Als Beanspruchungsindikatoren wurden die Pupillengröße, die Zeitdauer und die subjektive Bewertung mit Hilfe des NASA-TLX gemessen. Als Ergebnis zeigt sich, dass kein signifikanter Unterschied zwischen den verschiedenen Ausprägungen der Trennung für alle Interaktionsmetaphern existiert. Daher spricht von Standpunkt der Arbeitsbeanspruchung nichts gegen eine Trennung des Eingabegeräts vom Anzeigegerät. Zur Erhöhung der Qualität der Daten und Präzisierung der Aussage sollte der Versuch mit einigen Änderungen aber erneut durchgeführt werden.Maintenance technicians are assisted during their operations in process plants with digital assistant systems to increase the quality. This should make the work more efficient and less error prone. Since conventional input metaphors are only limited suitable for this purpose, new input devices are developed which are seperated from the display element. To investigate the influence of such a separation on the work load of the user, an evaluation experiment was conducted with two experimental groups. One group has performed specified maintenance tours with seperated input devices and the other group with combined input devices. The experiment was conducted for the three interaction metaphors text input, navigation in structured data and navigation in images. For each metaphor a suitable input device was used. The workload was measured with the indicators pupil size, time duration and a subjective evaluation with the NASA-TLX. In this experiment no significant difference exists between the various forms of separation for all interaction metaphors. Therefore there is no reason rejecting a separation of the input device from the display device. Nevertheless to improve the quality of the data this investigation should be repetead with some modifications

Methodik für Erfassung und Bewertung von emotionalem Kundenfeedback für variantenreiche virtuelle Produkte in immersiver Umgebung

In der Arbeit wird eine neuartige Methodik zur kundenzentrierten Lösungsauswahl für zukünftige Produkte in der Konzeptphase anhand deren virtuellen Darstellung beschrieben. Sie integriert die Technologie der Virtuellen Realität und die Emotionsforschung in die parallel verlaufenden und miteinander interagierenden Prozesse der Produktentwicklung und der Marktforschung, um die Gewinnung von relevantem emotionalem Kundenfeedback im Rahmen von interaktiven Produkterlebnissen zu ermöglichen

Automation and transition in motor vehicles - User-centered design of take-over situations within a multilevel automation approach

Die Arbeit beschäftigt sich mit der nutzerzentrierten Gestaltung von Übergabe- und Übernahmesituationen im Fahrkontext. Diese beziehen sich auf einen vierstufigen Automationsansatz, der sich vom manuellen über das assistierte, teilautomatisierte bis hin zum hochautomatisierten Fahren erstreckt. Im Kern der betrachteten Transitionen zwischen Fahrer und Automation stand die Frage, ob dem Fahrer zu jeder Zeit transparent ist, welcher Systemmodus gerade aktiv ist und wie dessen Abhängigkeiten zu den anderen Fahrfunktionen definiert sind. Das Augenmerk lag auf Übergangsszenarien die mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einem geminderten Systemmodusbewusstsein führen und Effekte wie Modusverwechslungen oder Handlungsfehler forcieren können. In dieser Arbeit waren sie durch unterschiedliche Grade der Kontrollverschiebung charakterisiert, gingen mit indirekten Transitionen auf Zwischenstufen der Automation einher, berücksichtigten einander funktional ähnliche Systemmodi und schlossen Aktivierungs- als auch Deaktivierungssituationen ein. Die Untersuchung jener Übergänge erfolgte in zwei Studien. Während einer realen sowie simulierten Autobahnfahrt konnte der Fahrer hier neben manuellen Anteilen ein Adaptive Cruise Control und integrierte Systemauslegungen mit zusätzlich assistierter oder automatisierter Querführung nutzen. Die Ergebnisse zeigen, dass weniger das Ausmaß an Automatisierung Einfluss auf die Güte des Modusbewusstseins des Fahrers hat, sondern eher der kognitive Aufwand bei der Differenzierung noch zu übernehmender Anteile der Fahraufgabe. Ist der Fahrer noch in den Regelkreis Fahrer-Fahrzeug-Straße eingekoppelt, wird eine hierarchische (De-)Aktivierung von Systemen empfohlen. Ist dies nicht mehr der Fall, passt hingegen eine Entweder-oder-Logik besser zur mentalen Fahrerrepräsentation. Weicht das tatsächliche Systemverhalten von dem Erwarteten ab, lassen sich diese Inkonsistenzen im mentalen Nutzermodell anhand verzögerter Fahrerreaktionen, höherer Fahrerbeanspruchungen und nutzerseitigen Angaben zur Intransparenz der Transition nachweisen. Handlungsfehler treten ausschließlich nur dann auf, wenn sich einander funktional ähnliche Systeme in der verfügbaren Automationsbandbreite befinden. So bewirkt die Verwechslung der Systemmodi in diesem Fall falsche Annahmen über den Systemstatus und bedingt eine inadäquate Informationsaufnahme sowie Reaktion der Fahrer. Die Arbeit zeigt, dass vor allem Aktivierungsszenarien für diese Automation Surprises sensitiv sind.The present thesis deals with the user-centered design of handover and takeover situations in the context of driving. These relate to four stages of an automation concept, which ranges from manual and assisted driving to partly autonomous and highly autonomous driving. The central question regarding the considered transitions between driver and automation is whether it is transparent to the driver which system mode is active at the moment, what the active system does and how it depends on other driving functionalities. Particular attention was paid to transition scenarios, which, referring to aviation research, are most likely to cause reduced system mode awareness and unintended effects like mode confusion and mode errors. Those transitions were characterized by different levels of control allocation and included indirect transitions to intermediate levels of automation. They also included functionally similar system modes, and both activation and deactivation situations. The evaluation of these transitions happened in two empirical studies. During a real and a simulated highway drive, the driver could use an Adaptive Cruise Control and integrated system conceptions including assisted or automated lateral control next to manual portions of the drive. The results of this thesis demonstrate that it is not the level of automation that affects the driver’s awareness about the system mode. His awareness level is rather affected by the cognitive effort to differentiate parts of the driving tasks that still need to be controlled manually. Is the driver still a part of the control loop between “driver-vehicle-road”, a hierarchical (de-)activation of systems is recommended. If this is not the case anymore, an “either-or” logic fits better to the mental representation of the driver. If there is a difference between the expected and the actual behavior of the system, delayed driver reactions, higher driver workload and statements about lack of system transparency during transitions are the consequence. However, mistakes in action execution solely occur when functionally similar systems are located in the available automation range. In that case, mode confusion results in false assumptions about the current system status, inadequate assimilation of information as well as false driver reaction. The present thesis shows that these automation surprises primarily arise during activation scenarios