Human-Machine Cooperative Decision Making

Diese Dissertation beschäftigt sich mit der gemeinsamen Entscheidungsfindung in der Mensch-Maschine-Kooperation und liefert neue Erkenntnisse, welche von der theoretischen Modellierung bis zu experimentellen Untersuchungen reichen. Zunächst wird eine methodische Klassifikation bestehender Forschung zur Mensch-Maschine-Kooperation vorgenommen und der Forschungsfokus dieser Dissertation mithilfe eines vorgestellten Taxonomiemodells der Mensch-Maschine-Kooperation, dem Butterfly-Modell, abgegrenzt. Darauffolgend stellt die Dissertation zwei mathematische Verhaltensmodelle der gemeinsamen Entscheidungsfindung von Mensch und Maschine vor: das Adaptive Verhandlungsmodell und den n-stufigen War of Attrition. Beide modellieren den Einigungsprozess zweier emanzipierter Kooperationspartner und unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Ursprünge, welche in der Verhandlungs- beziehungsweise Spieltheorie liegen. Zusätzlich wird eine Studie vorgestellt, die die Eignung der vorgeschlagenen mathematischen Modelle zur Beschreibung des menschlichen Nachgebeverhaltens in kooperativen Entscheidungsfindungs-Prozessen nachweist. Darauf aufbauend werden zwei modellbasierte Automationsdesigns bereitgestellt, welche die Entwicklung von Maschinen ermöglichen, die an einem Einigungsprozess mit einem Menschen teilnehmen können. Zuletzt werden zwei experimentelle Untersuchungen der vorgeschlagenen Automationsdesigns im Kontext von teleoperierten mobilen Robotern in Such- und Rettungsszenarien und anhand einer Anwendung in einem hochautomatisierten Fahrzeug präsentiert. Die experimentellen Ergebnisse liefern empirische Evidenz für die Überlegenheit der vorgestellten modellbasierten Automationsdesigns gegenüber den bisherigen Ansätzen in den Aspekten der objektiven kooperativen Performanz, des menschlichen Vertrauens in die Interaktion mit der Maschine und der Nutzerzufriedenheit. So zeigt diese Dissertation, dass Menschen eine emanzipierte Interaktion mit Bezug auf die Entscheidungsfindung bevorzugen, und leistet einen wertvollen Beitrag zur vollumfänglichen Betrachtung und Verwirklichung von Mensch-Maschine-Kooperationen

Entwicklung und Analyse neuer flexibler Fluidaktoren und Realisierung nachgiebiger Leichtbau- Robotersysteme

Mit der Tatsache, dass die Grenzen zwischen Mensch und Maschine immer enger gezogen werden, sind besondere Anforderungen an die Antriebstechnologie und Maschinenkonzeption verbunden. Besonders die sichere Kooperation zwischen Mensch und Roboter fordert von Maschinenseite Nachgiebigkeit und Adaptivität in Verbindung mit geringen beschleunigten Massen. Die vorliegende Arbeit entwickelt das Antriebsprinzip flexibler Fluidaktoren weiter und erschliesst es einem breiten Anwendungsspektrum

Kooperative, manöverbasierte Automation und Arbitrierung als Bausteine für hochautomatisiertes Fahren

Bei der Entwicklung von hochautomatisierten Fahrzeugen ist eine intuitive Bedienbarkeit für den Fahrer von entscheidender Bedeutung. Die kooperative Kontrolle („Cooperative Control“) stellt ein viel versprechendes Konzept dar, wie eine Automation in einem hochautomatisierten Fahrzeug gestaltet werden kann, so dass eine gewinnbringende Zusammenarbeit zwischen Automation und Fahrer möglich wird. Nach dem Aufzeigen von Anforderungen wird eine konkrete Ausgestaltung einer solchen kooperativen Automation vorgestellt. Die Arbitrierung bietet eine Strategie zur Abstimmung über auszuführende Handlungen zwischen Fahrer und kooperativer Automation. Die Umsetzbarkeit der Konzepte wird am Beispiel eines prototypischen Systems zum hochautomatisierten Fahren mit integrierter Längs- und Querführung gezeigt

Bediener-Assistenzsysteme für Verarbeitungsmaschinen – Konzepte & Visionen: VVD-Anwenderforum 2017 am 26.09.2017 in Dresden

Auch mit modernster Technik und Maschinen ist der Mensch aus der Produktion nicht wegzudenken. Bediener mit Erfahrung sind elementar wichtig für effiziente Produktionsprozesse und bleiben unersetzbar – so die Theorie. In der Praxis fehlt den Unternehmen allerdings zunehmend gut ausgebildetes Fachpersonal. Lange Stillstandszeiten und hohe Ausschussmengen können die Folge sein. Gemeinsam mit Ihnen und weiteren Vertretern aus Wissenschaft und Industrie wollen wir uns mit neuen Konzepten und Visionen selbstlernender Bediener-Assistenzsysteme auseinandersetzen, - psychologische Aspekte, - die Nutzung von Augmented und Virtual Reality sowie - selbstlernende Systeme (künstliche Intelligenz) vorstellen und anschließend diskutieren.:1. Dr. Peter Golz (VDMA, Frankfurt am Main): Der Mensch im Produktionsumfeld 2. Dr. Romy Müller (TU Dresden, Professur für Ingenieurpsychologie und angewandte Kognitionsforschung): Mensch-Maschine-Kooperation in hochautomatisierten Systemen 3. Andre Schult (Fraunhofer IVV Dresden): Selbstlernendes Bediener-Assistenzsystem 4. Harald Wolf (Hassia Verpackungsmaschinen GmbH, Ranstadt): Mensch-Maschine im internationalen Umfeld 5. Ulf Heinemann (Robotron Datenbank- Software GmbH, Dresden): Störungserkennung durch Motorstromanalysen in Produktionsstraßen 6. Tilman Klaeger (Fraunhofer IVV Dresden): Maschinelles Lernen am Fraunhofer IVV Dresden 7. Patrick Marchion (Dividella AG, Grabs, CH): Augmented Reality für Wartung und Bedienun

Gruppenstrukturen in flexiblen automatisierten Fertigungen

"Der Einsatz rechnerintegrierter Fertigung führt zu grundlegend neuen Formen der Funktionsteilung Mensch-Maschine. Durch Entkoppelung des Menschen aus dem unmittelbaren Fertigungsprozeß werden neue Anforderungen an die Organisation der Arbeit gestellt, die mit herkömmlichen Herangehensweisen an die Lösung damit verbundener Aufgaben nicht zu meistern sind. Die Überwindung konventioneller Formen der Arbeitsteilung und -kooperation bietet dabei eine Voraussetzung, durch Gestaltung ganzheitlicher Arbeitsaufgaben neue Organisationsformen der Gruppenarbeit in Ausbaustufen der flexiblen Automatisierung zu konzipieren und umzusetzen." (Autorenreferat

Kommunikative Kompetenzen für den Mensch-Maschine-Dialog bei maschinellem Dolmetschen : eine empirische Studie

In zukünftigen Anwendungssituationen von Verbmobil entsteht eine Kommunikationssituation besonderer Art: Wollen sich verschiedensprachige Gesprächsparteien mit Unterstützung von Verbmobil verständigen, muß das Gerät in Betrieb genommen und bedient werden. Um ein erfolgreiches Gespräch führen zu können, muß ein "Mensch-Maschine-Mensch-Dialog" aufrechterhalten werden. Der folgende Bericht untersucht anhand von Befragungsdaten, welche Kompetenzen verschiedene Gruppen potentieller Benutzer Verbmobils für diese triadische Kommunikation und insbesondere für die Interaktion mit Verbmobil mitbringen

‹Through the Interface› – Media Education in a Digitalised Culture

Wenn Digitale Medien in der Medienpädagogik häufig verstanden werden als blosse Erweiterung bisheriger Medien – ‹Multimedia› und Vernetzung – wird die fundamentale Neuartigkeit dieses Computer-basierten Mediums, das seinen Ursprung in der Rationalisierung geistiger Tätigkeiten hat, verkannt: Es ist seine Programmierbarkeit, die die Verarbeitung von Daten, die Prozessierbarkeit im Medium selbst und die Interaktionsfähigkeit zur Folge hat. In meinem Beitrag mache ich diese fundamentale Bedeutung für die Kultur der zweiten Hälfte des 20. und 21. Jahrhunderts deutlich und die Konsequenzen für Bildungsprozesse. Medienbildung heisst dann auch, grundlegende informatische Prozesse zu verstehen, um sich in dieser Welt finden, sich positionieren und sie mit gestalten zu können. Dazu werden auch die Rolle der Informatik und ihrer neuen Entwicklungen im Physical Computing und Body Interaction mit Beispielen erwähnt, um zu zeigen, dass die Mittel sowohl für einen handlungs- und design-orientierten wie auch für einen, die Reflexion fördernden Umgang mit dem Computermedium heute vorhanden sind. Medienpädagogik kann – wenn sie sich mit der informatischen Bildung zusammen schliesst – zu einer aufregenden und für Bildung im 21. Jahrhundert höchst relevanten Gestaltungswissenschaft werden.To understand Digital Media as mere extensions of traditional media – multimedia and networks – misjudges the fundamental novelty of this medium. As a computer based medium it has its origins in rationalizing mental work and its hallmark is programmability, meaning processing of data, processibility as inherent part of the medium itself; this is the cause for its interactivity. In my contribution I point out the fundamental significance of this characteristic for the later 20th and 21st century and the consequences for education. In this sense media education means to promote an understanding of the fundamental computing qualities in order to develop student's personality, to help them to orient in a digitalised society, to support them in positioning and participating in the development of society and technology. Computer science and some of its newer concepts like physical computing and body interaction can be correlated best with an approach towards action- and design-based learning as well as with reflection in action. Media education could be enabled to become a discipline for designing, not just interpreting the world through a close association with computer science education