An intelligent multimodal interface for in-car communication systems

In-car communication systems (ICCS) are becoming more frequently used by drivers. ICCS are used in order to minimise the driving distraction due to using a mobile phone while driving. Several usability studies of ICCS utilising speech user interfaces (SUIs) have identified usability issues that can affect the workload, performance, satisfaction and user experience of the driver. This is due to current speech technologies which can be a source of errors that may frustrate the driver and negatively affect the user experience. The aim of this research was to design a new multimodal interface that will manage the interaction between an ICCS and the driver. Unlike the current ICCS, it should make more voice input available, so as to support tasks (e.g. sending text messages; browsing the phone book, etc), which still require a cognitive workload from the driver. An adaptive multimodal interface was proposed in order to address current ICCS issues. The multimodal interface used both speech and manual input; however only the speech channel is used as output. This was done in order to minimise the visual distraction that graphical user interfaces or haptics devices can cause with current ICCS. The adaptive interface was designed to minimise the cognitive distraction of the driver. The adaptive interface ensures that whenever the distraction level of the driver is high, any information communication is postponed. After the design and the implementation of the first version of the prototype interface, called MIMI, a usability evaluation was conducted in order to identify any possible usability issues. Although voice dialling was found to be problematic, the results were encouraging in terms of performance, workload and user satisfaction. The suggestions received from the participants to improve the system usability were incorporated in the next implementation of MIMI. The adaptive module was then implemented to reduce driver distraction based on the driver‟s current context. The proposed architecture showed encouraging results in terms of usability and safety. The adaptive behaviour of MIMI significantly contributed to the reduction of cognitive distraction, because drivers received less information during difficult driving situations

Supporting the Development Process of Multimodal and Natural Automotive User Interfaces

Nowadays, driving a car places multi-faceted demands on the driver that go beyond maneuvering a vehicle through road traffic. The number of additional functions for entertainment, infotainment and comfort increased rapidly in the last years. Each new function in the car is designed to make driving as pleasant as possible but also increases the risk that the driver will be distracted from the primary driving task. One of the most important goals for designers of new and innovative automotive user interfaces is therefore to keep driver distraction to a minimum while providing an appropriate support to the driver. This goal can be achieved by providing tools and methods that support a human-centred development process. In this dissertation, a design space will be presented that helps to analyze the use of context, to generate new ideas for automotive user interfaces and to document them. Furthermore, new opportunities for rapid prototyping will be introduced. To be able to evaluate new automotive user interfaces and interaction concepts regarding their effect on driving performance, a driving simulation software was developed within the scope of this dissertation. In addition, research results in the field of multimodal, implicit and eye-based interaction in the car are presented. The different case studies mentioned illustrate the systematic and comprehensive research on the opportunities of these kinds of interaction, as well as their effects on driving performance. We developed a prototype of a vibration steering wheel that communicates navigation instructions. Another prototype of a steering wheel has a display integrated in the middle and enables handwriting input. A further case study explores a visual placeholder concept to assist drivers when using in-car displays while driving. When a driver looks at a display and then at the street, the last gaze position on the display is highlighted to assist the driver when he switches his attention back to the display. This speeds up the process of resuming an interrupted task. In another case study, we compared gaze-based interaction with touch and speech input. In the last case study, a driver-passenger video link system is introduced that enables the driver to have eye contact with the passenger without turning his head. On the whole, this dissertation shows that by using a new human-centred development process, modern interaction concepts can be developed in a meaningful way.Das Führen eines Fahrzeuges stellt heute vielfältige Ansprüche an den Fahrer, die über das reine Manövrieren im Straßenverkehr hinausgehen. Die Fülle an Zusatzfunktionen zur Unterhaltung, Navigation- und Komfortzwecken, die während der Fahrt genutzt werden können, ist in den letzten Jahren stark angestiegen. Einerseits dient jede neu hinzukommende Funktion im Fahrzeug dazu, das Fahren so angenehm wie möglich zu gestalten, birgt aber anderseits auch immer das Risiko, den Fahrer von seiner primären Fahraufgabe abzulenken. Eines der wichtigsten Ziele für Entwickler von neuen und innovativen Benutzungsschnittstellen im Fahrzeug ist es, die Fahrerablenkung so gering wie möglich zu halten und dabei dem Fahrer eine angemessene Unterstützung zu bieten. Werkzeuge und Methoden, die einen benutzerzentrierten Entwicklungsprozess unter-stützen, können helfen dieses Ziel zu erreichen. In dieser Dissertation wird ein Entwurfsraum vorgestellt, welcher helfen soll den Benutzungskontext zu analysieren, neue Ideen für Benutzungsschnittstellen zu generieren und diese zu dokumentieren. Darüber hinaus wurden im Rahmen der Arbeit neue Möglichkeiten zur schnellen Prototypenerstellung entwickelt. Es wurde ebenfalls eine Fahrsimulationssoftware erstellt, welche die quantitative Bewertung der Auswirkungen von Benutzungs-schnittstellen und Interaktionskonzepten auf die Fahreraufgabe ermöglicht. Desweiteren stellt diese Dissertation neue Forschungsergebnisse auf den Gebieten der multimodalen, impliziten und blickbasierten Interaktion im Fahrzeug vor. In verschiedenen Fallbeispielen wurden die Möglichkeiten dieser Interaktionsformen sowie deren Auswirkung auf die Fahrerablenkung umfassend und systematisch untersucht. Es wurde ein Prototyp eines Vibrationslenkrads erstellt, womit Navigations-information übermittelt werden können sowie ein weiterer Prototyp eines Lenkrads, welches ein Display in der Mitte integriert hat und damit handschriftliche Texteingabe ermöglicht. Ein visuelles Platzhalterkonzept ist im Fokus eines weiteren Fallbeispiels. Auf einem Fahrzeugdisplay wird die letzte Blickposition bevor der Fahrer seine Aufmerksamkeit dem Straßenverkehr zuwendet visuell hervorgehoben. Dies ermöglicht dem Fahrer eine unterbrochene Aufgabe z.B. das Durchsuchen einer Liste von Musik-titel schneller wieder aufzunehmen, wenn er seine Aufmerksamkeit wieder dem Display zuwendet. In einer weiteren Studie wurde blickbasierte Interaktion mit Sprach- und Berührungseingabe verglichen und das letzte Fallbeispiel beschäftigt sich mit der Unterstützung der Kommunikation im Fahrzeug durch die Bereitstellung eines Videosystems, welches Blickkontakt zwischen dem Fahrer und den Mitfahrern ermöglicht, ohne dass der Fahrer seinen Kopf drehen muss. Die Arbeit zeigt insgesamt, dass durch den Einsatz eines neuen benutzerzentrierten Entwicklungsprozess moderne Interaktionskonzept sinnvoll entwickelt werden können

人間中心型自動運転車における協調運転のための適応的マルチモーダルインタフェースに関する研究

早大学位記番号:新7967早稲田大

Draft guidelines concerning E&D issues: The TELSCAN handbook of design guidelines for usability of systems by elderly and disabled drivers and travellers. Version 2

Draft guidelines concerning E&D issues: The TELSCAN handbook of design guidelines for usability of systems by elderly and disabled drivers and travellers. Version

Experience Prototyping for Automotive Applications

In recent years, we started to define our life through experiences we make instead of objectswe buy. To attend a concert of our favorite musician may be more important for us thanowning an expensive stereo system. Similarly, we define interactive systems not only by thequality of the display or its usability, but rather by the experiences we can make when usingthe device. A cell phone is primarily built for making calls and receiving text messages,but on an emotional level it might provide a way to be close to our loved ones, even thoughthey are far away sometimes. When designing interactive technology, we do not only haveto answer the question how people use our systems, but also why they use them. Thus,we need to concentrate on experiences, feelings and emotions arising during interaction.Experience Design is an approach focusing on the story that a product communicates beforeimplementing the system. In an interdisciplinary team of psychologists, industrial designers, product developers andspecialists in human-computer interaction, we applied an Experience Design process to theautomotive domain. A major challenge for car manufacturers is the preservation of theseexperiences throughout the development process. When implementing interactive systemsengineers rely on technical requirements and a set of constraints (e.g., safety) oftentimescontradicting aspects of the designed experience. To resolve this conflict, Experience Prototypingis an important tool translating experience stories to an actual interactive product. With this thesis I investigate the Experience Design process focusing on Experience Prototyping.Within the automotive context, I report on three case studies implementing threekinds of interactive systems, forming and following our approach. I implemented (1) anelectric vehicle information system called Heartbeat, communicating the state of the electricdrive and the batteries to the driver in an unobtrusive and ensuring way. I integrated Heartbeatinto the dashboard of a car mock-up with respect to safety and space requirements butat the same time holding on to the story in order to achieve a consistent experience. With (2)the Periscope I implemented a mobile navigation device enhancing the social and relatednessexperiences of the passengers in the car. I built and evaluated several experience prototypesin different stages of the design process and showed that they transported the designed experiencethroughout the implementation of the system. Focusing on (3) the experience offreehand gestures, GestShare explored this interaction style for in-car and car-to-car socialexperiences. We designed and implemented a gestural prototypes for small but effectivesocial interactions between drivers and evaluated the system in the lab and and in-situ study. The contributions of this thesis are (1) a definition of Experience Prototyping in the automotivedomain resulting from a literature review and my own work, showing the importanceand feasibility of Experience Prototyping for Experience Design. I (2) contribute three casestudies and describe the details of several prototypes as milestones on the way from a anexperience story to an interactive system. I (3) derive best practices for Experience Prototypingconcerning their characteristics such as fidelity, resolution and interactivity as well asthe evaluation in the lab an in situ in different stages of the process.Wir definieren unser Leben zunehmend durch Dinge, die wir erleben und weniger durchProdukte, die wir kaufen. Ein Konzert unseres Lieblingsmusikers zu besuchen kann dabeiwichtiger sein, als eine teure Stereoanlage zu besitzen. Auch interaktive Systeme bewertenwir nicht mehr nur nach der Qualität des Displays oder der Benutzerfreundlichkeit, sondernauch nach Erlebnissen, die durch die Benutzung möglich werden. Das Smartphone wurdehauptsächlich zum Telefonieren und Schreiben von Nachrichten entwickelt. Auf einer emotionalenEbene bietet es uns aber auch eine Möglichkeit, wichtigen Personen sehr nah zusein, auch wenn sie manchmal weit weg sind. Bei der Entwicklung interaktiver Systememüssen wir uns daher nicht nur fragen wie, sondern auch warum diese benutzt werden. Erlebnisse,Gefühle und Emotionen, die während der Interaktion entstehen, spielen dabei einewichtige Rolle. Experience Design ist eine Disziplin, die sich auf Geschichten konzentriert,die ein Produkt erzählt, bevor es tatsächlich implementiert wird. In einem interdisziplinären Team aus Psychologen, Industrie-Designern, Produktentwicklernund Spezialisten der Mensch-Maschine-Interaktion wurde ein Prozess zur Erlebnis-Gestaltung im automobilen Kontext angewandt. Die Beibehaltung von Erlebnissen über dengesamten Entwicklungsprozess hinweg ist eine große Herausforderung für Automobilhersteller.Ingenieure hängen bei der Implementierung interaktiver Systeme von technischen,sicherheitsrelevanten und ergonomischen Anforderungen ab, die oftmals dem gestaltetenErlebnis widersprechen. Die Bereitstellung von Erlebnis-Prototypen ermöglicht die Übersetzungvon Geschichten in interaktive Produkte und wirkt daher diesem Konflikt entgegen. Im Rahmen dieser Dissertation untersuche ich den Prozess zur Erlebnis-Gestaltung hinsichtlichder Bedeutung von Erlebnis-Prototypen. Ich berichte von drei Fallbeispielen im automobilenBereich, die die Gestaltung und Implementierung verschiedener interaktiver Systemenumfassen. (1) Ein Informationssystem für Elektrofahrzeuge, der Heartbeat, macht den Zustanddes elektrischen Antriebs und den Ladestand der Batterien für den Fahrer visuell undhaptisch erlebbar. Nach der Implementierung mehrerer Prototypen wurde Heartbeat unterBerücksichtigung verschiedener technischer und sicherheitsrelevanter Anforderungen in dieArmaturen eines Fahrzeugmodells integriert, ohne dass dabei das gestaltete Erlebnis verlorengegangen ist. (2) Das Periscope ist ein mobiles Navigationsgerät, das den Insassensoziale Erlebnisse ermöglicht und das Verbundenheitsgefühl stärkt. Durch die Implementierungmehrere Erlebnis-Prototypen und deren Evaluation in verschiedenen Phasen des Entwicklungsprozesseskonnten die gestalteten Erlebnisse konsistent erhalten werden. (3) ImProjekt GestShare wurde das Potential der Interaktion durch Freiraumgesten im Fahrzeuguntersucht. Dabei standen ein Verbundenheitserlebnis des Fahrers und soziale Interaktionenmit Fahrern anderer Fahrzeuge im Fokus. Es wurden mehrere Prototypen implementiert undauch in einer Verkehrssituation evaluiert. Die wichtigsten Beiträge dieser Dissertation sind (1) eine intensive Betrachtung und Anwendungvon Erlebnis-Prototypen im Auto und deren Relevanz bei der Erlebnis-Gestaltung,beruhend auf einer Literaturauswertung und der eigenen Erfahrung innerhalb des Projekts; (2) drei Fallstudien und eine detaillierte Beschreibung mehrere Prototypen in verschiedenenPhasen des Prozesses und (3) Empfehlungen zu Vorgehensweisen bei der Erstellung vonErlebnis-Prototypen hinsichtlich der Eigenschaften wie Nähe zum finalen Produkt, Anzahlder implementierten Details und Interaktivität sowie zur Evaluation im Labor und in tatsächlichenVerkehrssituationen in verschiedenen Phasen des Entwicklungsprozesses

A comparative study of using Augmented Reality interfaces for vehicle navigation

Augmented Reality (AR) is technology that provides a view of real world environment with which has augmented or virtual components. In this thesis I explore how AR can be used for in-vehicle applications. AR systems can be used for navigation applications, combining this with capabilities like monitoring of data relevant to the driver could be a powerful tool for in vehicle assistance in automobiles. Some research is being done on using AR in automobiles for in-vehicle assistance using different technologies like see-through head mounted displays (HMD) or using projectors to use the windshield as a see through, heads up display (HUD). With all the research being done on AR display technologies in vehicles, a concern that arises is the possibility of the AR components distracting the driver from their normal driving activities. Less research has been done on comparing between different AR display types. For my master thesis, I investigated the effectiveness of three technologies to show AR content: • using an HMD similar to Google Glass • using the Windshield as a display • using a dashboard mounted console Based on the results of the study, it was found that the Windshield based AR HUD was superior over the fixed console based HDD (AR Lens) and the Head Mounted Display. The Windshield Display performed superior to the other displays in terms of ratio of number of navigational errors, maintaining the speed limit and ability to detect objects in the surrounding. It was also preferred by the subjects over the other displays. The AR Lens performed relatively average in the test study and performed higher than the HMD for most of the tests. The HMD showed comparatively better results than the AR Lens in maintaining the speed limit but was the least preferred by most of the participants

Modelling and evaluating drivers’ interactions with in-vehicle information systems (IVIS)

Evaluating the usability of In-Vehicle Information Systems (IVIS) guides engineers in understanding the interaction design limitations of current systems and assessing the potential of concept technologies. The complexity and diversity of the driving task presents a unique challenge in defining usability: user-IVIS interactions create a dual-task scenario, in which conflicts can arise between the primary driving tasks and secondary IVIS tasks. This, and the safety-critical nature of driving, must be specified in defining and evaluating IVIS usability.Work was carried out in the initial phases of this project to define usability for IVIS and to develop a framework for evaluation. One of the key findings of this work was the importance of context-of-use in defining usability, so that specific usability criteria and appropriate evaluation methods can be identified. The evaluation methods in the framework were categorised as either analytic, i.e. applicable at the earliest stages of product development to predict performance and usability; or empirical, i.e. to measure user performance under simulated or real-world conditions. Two case studies have shown that the evaluation framework is sensitive to differences between IVIS and can identify important usability issues, which can be used to inform design improvements.The later stages of the project have focussed on Multimodal Critical Path Analysis (CPA). Initially, CPA was used to predict IVIS task interaction times for a stationary vehicle. The CPA model was extended to produce fastperson and slowperson task time estimates, as well as average predictions. In order for the CPA to be of real use to designers of IVIS, it also needed to predict dual-task IVIS interaction times, i.e. time taken to perform IVIS tasks whilst driving. A hypothesis of shared glances was developed, proposing that drivers are able to monitor two visual information sources simultaneously. The CPA technique was extended for prediction of dual-task interaction times by modelling this shared glance pattern. The hypothesis has important implications for theories of visual behaviour and for the design of future IVIS

The cockpit for the 21st century

Interactive surfaces are a growing trend in many domains. As one possible manifestation of Mark Weiser’s vision of ubiquitous and disappearing computers in everywhere objects, we see touchsensitive screens in many kinds of devices, such as smartphones, tablet computers and interactive tabletops. More advanced concepts of these have been an active research topic for many years. This has also influenced automotive cockpit development: concept cars and recent market releases show integrated touchscreens, growing in size. To meet the increasing information and interaction needs, interactive surfaces offer context-dependent functionality in combination with a direct input paradigm. However, interfaces in the car need to be operable while driving. Distraction, especially visual distraction from the driving task, can lead to critical situations if the sum of attentional demand emerging from both primary and secondary task overextends the available resources. So far, a touchscreen requires a lot of visual attention since its flat surface does not provide any haptic feedback. There have been approaches to make direct touch interaction accessible while driving for simple tasks. Outside the automotive domain, for example in office environments, concepts for sophisticated handling of large displays have already been introduced. Moreover, technological advances lead to new characteristics for interactive surfaces by enabling arbitrary surface shapes. In cars, two main characteristics for upcoming interactive surfaces are largeness and shape. On the one hand, spatial extension is not only increasing through larger displays, but also by taking objects in the surrounding into account for interaction. On the other hand, the flatness inherent in current screens can be overcome by upcoming technologies, and interactive surfaces can therefore provide haptically distinguishable surfaces. This thesis describes the systematic exploration of large and shaped interactive surfaces and analyzes their potential for interaction while driving. Therefore, different prototypes for each characteristic have been developed and evaluated in test settings suitable for their maturity level. Those prototypes were used to obtain subjective user feedback and objective data, to investigate effects on driving and glance behavior as well as usability and user experience. As a contribution, this thesis provides an analysis of the development of interactive surfaces in the car. Two characteristics, largeness and shape, are identified that can improve the interaction compared to conventional touchscreens. The presented studies show that large interactive surfaces can provide new and improved ways of interaction both in driver-only and driver-passenger situations. Furthermore, studies indicate a positive effect on visual distraction when additional static haptic feedback is provided by shaped interactive surfaces. Overall, various, non-exclusively applicable, interaction concepts prove the potential of interactive surfaces for the use in automotive cockpits, which is expected to be beneficial also in further environments where visual attention needs to be focused on additional tasks.Der Einsatz von interaktiven Oberflächen weitet sich mehr und mehr auf die unterschiedlichsten Lebensbereiche aus. Damit sind sie eine mögliche Ausprägung von Mark Weisers Vision der allgegenwärtigen Computer, die aus unserer direkten Wahrnehmung verschwinden. Bei einer Vielzahl von technischen Geräten des täglichen Lebens, wie Smartphones, Tablets oder interaktiven Tischen, sind berührungsempfindliche Oberflächen bereits heute in Benutzung. Schon seit vielen Jahren arbeiten Forscher an einer Weiterentwicklung der Technik, um ihre Vorteile auch in anderen Bereichen, wie beispielsweise der Interaktion zwischen Mensch und Automobil, nutzbar zu machen. Und das mit Erfolg: Interaktive Benutzeroberflächen werden mittlerweile serienmäßig in vielen Fahrzeugen eingesetzt. Der Einbau von immer größeren, in das Cockpit integrierten Touchscreens in Konzeptfahrzeuge zeigt, dass sich diese Entwicklung weiter in vollem Gange befindet. Interaktive Oberflächen ermöglichen das flexible Anzeigen von kontextsensitiven Inhalten und machen eine direkte Interaktion mit den Bildschirminhalten möglich. Auf diese Weise erfüllen sie die sich wandelnden Informations- und Interaktionsbedürfnisse in besonderem Maße. Beim Einsatz von Bedienschnittstellen im Fahrzeug ist die gefahrlose Benutzbarkeit während der Fahrt von besonderer Bedeutung. Insbesondere visuelle Ablenkung von der Fahraufgabe kann zu kritischen Situationen führen, wenn Primär- und Sekundäraufgaben mehr als die insgesamt verfügbare Aufmerksamkeit des Fahrers beanspruchen. Herkömmliche Touchscreens stellen dem Fahrer bisher lediglich eine flache Oberfläche bereit, die keinerlei haptische Rückmeldung bietet, weshalb deren Bedienung besonders viel visuelle Aufmerksamkeit erfordert. Verschiedene Ansätze ermöglichen dem Fahrer, direkte Touchinteraktion für einfache Aufgaben während der Fahrt zu nutzen. Außerhalb der Automobilindustrie, zum Beispiel für Büroarbeitsplätze, wurden bereits verschiedene Konzepte für eine komplexere Bedienung großer Bildschirme vorgestellt. Darüber hinaus führt der technologische Fortschritt zu neuen möglichen Ausprägungen interaktiver Oberflächen und erlaubt, diese beliebig zu formen. Für die nächste Generation von interaktiven Oberflächen im Fahrzeug wird vor allem an der Modifikation der Kategorien Größe und Form gearbeitet. Die Bedienschnittstelle wird nicht nur durch größere Bildschirme erweitert, sondern auch dadurch, dass Objekte wie Dekorleisten in die Interaktion einbezogen werden können. Andererseits heben aktuelle Technologieentwicklungen die Restriktion auf flache Oberflächen auf, so dass Touchscreens künftig ertastbare Strukturen aufweisen können. Diese Dissertation beschreibt die systematische Untersuchung großer und nicht-flacher interaktiver Oberflächen und analysiert ihr Potential für die Interaktion während der Fahrt. Dazu wurden für jede Charakteristik verschiedene Prototypen entwickelt und in Testumgebungen entsprechend ihres Reifegrads evaluiert. Auf diese Weise konnten subjektives Nutzerfeedback und objektive Daten erhoben, und die Effekte auf Fahr- und Blickverhalten sowie Nutzbarkeit untersucht werden. Diese Dissertation leistet den Beitrag einer Analyse der Entwicklung von interaktiven Oberflächen im Automobilbereich. Weiterhin werden die Aspekte Größe und Form untersucht, um mit ihrer Hilfe die Interaktion im Vergleich zu herkömmlichen Touchscreens zu verbessern. Die durchgeführten Studien belegen, dass große Flächen neue und verbesserte Bedienmöglichkeiten bieten können. Außerdem zeigt sich ein positiver Effekt auf die visuelle Ablenkung, wenn zusätzliches statisches, haptisches Feedback durch nicht-flache Oberflächen bereitgestellt wird. Zusammenfassend zeigen verschiedene, untereinander kombinierbare Interaktionskonzepte das Potential interaktiver Oberflächen für den automotiven Einsatz. Zudem können die Ergebnisse auch in anderen Bereichen Anwendung finden, in denen visuelle Aufmerksamkeit für andere Aufgaben benötigt wird

A model for mobile, context-aware in-car communication systems to reduce driver distractions

Driver distraction remains a matter of concern throughout the world as the number of car accidents caused by distracted driving is still unacceptably high. Industry and academia are working intensively to design new techniques that will address all types of driver distraction including visual, manual, auditory and cognitive distraction. This research focuses on an existing technology, namely in-car communication systems (ICCS). ICCS allow drivers to interact with their mobile phones without touching or looking at them. Previous research suggests that ICCS have reduced visual and manual distraction. Two problems were identified in this research: existing ICCS are still expensive and only available in limited models of car. As a result of that, only a small number of drivers can obtain a car equipped with an ICCS, especially in developing countries. The second problem is that existing ICCS are not aware of the driving context, which plays a role in distracting drivers. This research project was based on the following thesis statement: A mobile, context-aware model can be designed to reduce driver distraction caused by the use of ICCS. A mobile ICCS is portable and can be used in any car, addressing the first problem. Context-awareness will be used to detect possible situations that contribute to distracting drivers and the interaction with the mobile ICCS will be adapted so as to avert calls and text messages. This will address the second problem. As the driving context is dynamic, drivers may have to deal with critical safety-related tasks while they are using an existing ICCS. The following steps were taken in order to validate the thesis statement. An investigation was conducted into the causes and consequences of driver distraction. A review of literature was conducted on context-aware techniques that could potentially be used. The design of a model was proposed, called the Multimodal Interface for Mobile Info-communication with Context (MIMIC) and a preliminary usability evaluation was conducted in order to assess the feasibility of a speech-based, mobile ICCS. Despite some problems with the speech recognition, the results were satisfying and showed that the proposed model for mobile ICCS was feasible. Experiments were conducted in order to collect data to perform supervised learning to determine the driving context. The aim was to select the most effective machine learning techniques to determine the driving context. Decision tree and instance-based algorithms were found to be the best performing algorithms. Variables such as speed, acceleration and linear acceleration were found to be the most important variables according to an analysis of the decision tree. The initial MIMIC model was updated to include several adaptation effects and the resulting model was implemented as a prototype mobile application, called MIMIC-Prototype

PRESTK : situation-aware presentation of messages and infotainment content for drivers

The amount of in-car information systems has dramatically increased over the last few years. These potentially mutually independent information systems presenting information to the driver increase the risk of driver distraction. In a first step, orchestrating these information systems using techniques from scheduling and presentation planning avoid conflicts when competing for scarce resources such as screen space. In a second step, the cognitive capacity of the driver as another scarce resource has to be considered. For the first step, an algorithm fulfilling the requirements of this situation is presented and evaluated. For the second step, I define the concept of System Situation Awareness (SSA) as an extension of Endsley’s Situation Awareness (SA) model. I claim that not only the driver needs to know what is happening in his environment, but also the system, e.g., the car. In order to achieve SSA, two paths of research have to be followed: (1) Assessment of cognitive load of the driver in an unobtrusive way. I propose to estimate this value using a model based on environmental data. (2) Developing model of cognitive complexity induced by messages presented by the system. Three experiments support the claims I make in my conceptual contribution to this field. A prototypical implementation of the situation-aware presentation management toolkit PRESTK is presented and shown in two demonstrators.In den letzten Jahren hat die Menge der informationsanzeigenden Systeme im Auto drastisch zugenommen. Da sie potenziell unabhängig voneinander ablaufen, erhöhen sie die Gefahr, die Aufmerksamkeit des Fahrers abzulenken. Konflikte entstehen, wenn zwei oder mehr Systeme zeitgleich auf limitierte Ressourcen wie z. B. den Bildschirmplatz zugreifen. Ein erster Schritt, diese Konflikte zu vermeiden, ist die Orchestrierung dieser Systeme mittels Techniken aus dem Bereich Scheduling und Präsentationsplanung. In einem zweiten Schritt sollte die kognitive Kapazität des Fahrers als ebenfalls limitierte Ressource berücksichtigt werden. Der Algorithmus, den ich zu Schritt 1 vorstelle und evaluiere, erfüllt alle diese Anforderungen. Zu Schritt 2 definiere ich das Konzept System Situation Awareness (SSA), basierend auf Endsley’s Konzept der Situation Awareness (SA). Dadurch wird erreicht, dass nicht nur der Fahrer sich seiner Umgebung bewusst ist, sondern auch das System (d.h. das Auto). Zu diesem Zweck m¨ussen zwei Bereiche untersucht werden: (1) Die kognitive Belastbarkeit des Fahrers unaufdringlich ermitteln. Dazu schlage ich ein Modell vor, das auf Umgebungsinformationen basiert. (2) Ein weiteres Modell soll die Komplexität der präsentierten Informationen bestimmen. Drei Experimente stützen die Behauptungen in meinem konzeptuellen Beitrag. Ein Prototyp des situationsbewussten Präsentationsmanagement-Toolkits PresTK wird vorgestellt und in zwei Demonstratoren gezeigt