Ein Konzept für die nutzerbezogene Gestaltung von Assistenzsystemen und deren Nutzerschnittstellen

Die Entwicklung von Assistenzsystemen und ihren Nutzerschnittstellen kann nur durch einen systematischen Prozess erfolgreich gestaltet werden. Mit dem neuen Konzept NuGASt (nutzerbezogene Gestaltung von Assistenzsystemen und deren Nutzerschnittstellen) wird ein solcher Prozess vorgestellt. Er basiert auf einem angepassten Problemlösungszyklus nach VDI 2221 unter Nutzung von Wissen über die Systembestandteile eines Mensch-Maschine-Systems. Kennzeichen des neuen Konzepts ist eine frühzeitige Nutzereinbindung in den Entwurfsprozess. Das entscheidende Kriterium für den Erfolg einer Entwicklung ist die beim späteren Nutzer durch hohe Gebrauchstauglichkeit erreichbare Akzeptanz. Es wird die schrittweise Herleitung des Konzepts beschrieben sowie die Überprüfung der Funktions- und Passfähigkeit des Konzepts auf die zu Beginn gestellten Ziele. Neben dem Entwurf dieses Konzepts werden auch Anwendungsfälle gezeigt, in denen NuGASt erfolgreich zum Einsatz gebracht wurde.This thesis demonstrates the feasibility of a successful development of assistance systems and its user interfaces with a newly development concept called NuGASt. This concept is detailed within this work. The motivation to develop this new concept was given by search and evaluation of existing design solutions of special user interfaces during a research project. To be able of classifying and ranging the investigated objects of assistance systems into other systems or to demarcate it from those, some preliminary definitions and determinations have to be made. Also, a definition of assistance systems themselves was searched and found. It is described how the concept was derived by analyses from other development models and concepts of software and usability engineering. The concept was created using the problem-solving approach known from mechanical engineering and mechatronics (in VDI 2221). In difference to analyzed models and concepts the base of NuGASt is to integrate the users into the developing process just from the start of the activities. Besides this all the stages of development are based on the knowledge about the future users, their abilities and properties to use such interfaces and assistance systems. The pattern of the new concept is also leaned on problem solving approach, but it links this approach with elements of other development models. Furthermore, it will be added by flexibly applicable feedback loops and user participations. As a criterion to evaluate the later development results the usability and manageability was chosen, because it is best representing the aim of the new concept which is strictly pointed to the later users of products developed. Step-by-step is shown the conceptual design and the test and evaluation of operational capability of this new concept relating to the aims and requirements from the beginning (usefulness for development of assistance systems and user interfaces). This is documented by examples from research projects. These results and also evaluations with potential users show that it is possible to find sustainable solutions in projects to develop assistance systems and their user interfaces by the use of new concept NuGASt. And they also promise, that these solutions will be accepted by the later users.In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die Entwicklung von Assistenzsystemen und ihren Schnittstellen bei Nutzung eines neuen Konzeptes (nutzerbezogene Gestaltung von Assistenzsystemen und deren Nutzerschnittstellen NuGASt), erfolgreich durchgeführt werden kann. Die Motivation zur Entwicklung des neuen Konzepts ergab sich aus der Identifikation von Problemen bei der Untersuchung und Beurteilung vorhandener Gestaltungslösungen für eine Nutzerschnittstelle (Fernbedienungen). Um eine Einordnung des Untersuchungsgegenstands „Assistenzsystem“ machen zu können, werden einleitend verschiedene notwendige Begriffsbestimmungen und Definitionen vorgenommen sowie eine für diese Arbeit nutzbare Definition von Assistenzsystemen vorgeschlagen. Es wird beschrieben, wie dieses Konzept aus der Analyse vorhandener Entwicklungsmodelle verschiedener Bereiche wie Softwareentwicklung und Usability Engineering abgeleitet und mittels des bekannten Problemlösungsansatzes (s. VDI 2221) entworfen wurde. Im Unterschied zu den untersuchten anderen Konzepten und Modellen ist das Kennzeichen von NuGASt eine frühzeitige Nutzereinbindung bereits vom Start einer Entwicklung an. Außerdem basieren alle Entwicklungsschritte auf Kenntnissen über die späteren Nutzer, ihren Eigenschaften und Befähigungen hinsichtlich der Nutzung des zu entwickelnden Systems. Das Konzept ist strukturell ebenfalls an den Problemlösungsansatz angelehnt, verbindet diesen aber mit Elementen anderer Entwicklungsmodelle und wird ergänzt durch flexibel einsetzbare Rückkopplungen und Nutzerbeteiligungen. Als Kriterium zur Bewertung des späteren Entwicklungsergebnisses wurde die Gebrauchstauglichkeit gewählt (s. DIN ISO EN 9241:11), da sie die mit dem Konzept gewünschte Ausrichtung auf den späteren Nutzer eines Produkts repräsentiert. Es wird die schrittweise Herleitung des Konzepts beschrieben sowie die Überprüfung der Funktions- und Passfähigkeit des Konzepts auf die zu Beginn gestellten Ziele (Entwicklung von Assistenzsystemen und Schnittstellen), was an ausgewählten Beispielen aus Forschungsprojekten belegt wird. Die Ergebnisse der gezeigten Projekte und Evaluationen mit potentiellen Nutzern zeigen, dass durch den Einsatz von NuGASt in Projekten zur Entwicklung von Assistenzsystemen tragfähige Lösungen gefunden werden können, die auch durch die späteren Nutzer akzeptiert werden

Concept for the measurement of vital parameters during the use of an infrared cabin to investigate physiological effects and to individualize the sauna session

Infrared sauna bathing has positive effects on body and mind. Quantifying these effects helps to make sauna use more efficient and safer and to increase the user-observed wellness effects. Currently, there are no practical solutions for a comprehensive and user-friendly monitoring of the physical impact of sauna bathing. This paper focuses on the concept development to investigate which measurement setups are suitable to record and evaluate changes in vital parameters. Based on prioritized vital parameters and requirements a pre-selection of devices in form of wearables is made, which is going to be examined in detail for their suitability. An investigation with ten test persons is planned, in which the wearables’ measurement accuracy and the user acceptance outside and inside the infrared cabin are quantified. The result is a concept for the test procedure and the evaluation of the wearables in order to integrate a suitable device into the overall system

Ergonomic design of user guides in multimedia environments with remote controls and onscreen displays

During a project period of three years a new type of remote control and onscreen display was developed after a process of compares and analysis of present remote controls and multimedia devices. This project was initiated by a German producer of consumer electronics. The usability and user acceptance was tested and added by questionnaires. The characteristic of this system is a remote control with only one control element and an according concertedly developed onscreen display. This new onscreen display is marked that the motion of the thumb on the surface of the sensor pad produces a conformable motion inside the display. All operational functions are integrated in 4 menus at both sides, top and bottom of the screen. The user testing had shown that haptic elements are well suitable to fulfil the requirements of supporting the user by imprinted user routines and avoidance of visual control of the usage

TAS - touristisches Assistenzsystem für Urlaub, Freizeit- und Bildungsaktivitäten - ein InnoRegio-Projekt der TU Ilmenau

Um den gesellschaftlichen Anspruch der gleichberechtigten Teilhabe behinderter Menschen auch im touristischen Umfeld zu gewährleisten, wurde im Rahmen eines BMBF-geförderten Verbundprojektes ein Touristisches Assistenzsystem entwickelt. Die Basis dieses Systems sind individuell anpassbare moderne IT-Komponenten, die über verschiedene Kommunikationskanäle in permanenter Verbindung zu einer Datenbasis auf einem Serversystem stehen. Darauf sind notwendige Informationen über den Nutzer und die Region einschließlich vorhandener Bewegungshindernisse abgelegt. Für jeden Systemnutzer werden anhand seiner Anforderungen individuelle schaffbare Routen geplant und bei Veränderung der Situation auch aktualisiert und umgeplant. Das Serversystem ist als Leitstelle auch mit Leistungsanbietern verbunden, die eine schnelle und effektive Hilfe für die Betroffenen bei Notwendigkeit leisten können

Ein Ansatz für digitales, kompetenzorientiertes Prüfen in den Ingenieurwissenschaften

In dem Artikel wird ein Ansatz zur Verbesserung und Implementierung digitaler, kompetenzorientierter Prüfungsformate in ingenieurswissenschaftlichen Bachelorstudiengängen vorgestellt. Dazu wird das mit diesem Ziel geförderte Projekt examING des Zentralinstituts für Bildung der TU Ilmenau vorgestellt und die drei Säulen des Projekts erläutert. Zur Erarbeitung und Überprüfung von Lösungsansätzen wurden in allen Fakultäten der Universität insgesamt neun Teilprojekte initiiert, von denen eines (im FG Biomechatronik) zur Ausbildung der Bachelor in der Mechatronik und Biomedizinischen Technik näher vorgestellt wird

Specific I/O-devices for several handicapped and elderly

To fulfil the requirements of several user groups with the need of assistance in tourist activities and regions an assistance system was developed. The user frontend is realised by a handheld device combined with additional features matched to the user specifics. The system assures a optimal presentation of the needed information by a easy to learn and easy to use new gesture-based GUI. This and the additional specific I/O-devices and components provide the IT-Biocompatibility. These add-ons are adaptors for wireless transfer to hearing aids, vibro-tactile belts or accumulators and sensors for measuring of vital parameters

Development of assistance systems for user groups with specific handicaps – a challenge for the ergonomic design process

The goal to develop an assistance system for handicapped users with several impairments was successfully achieved. The design process as a whole lifecycle with iterative processes was shortened by several reasons. But this newly applied design process with underlying design rules given from mechatronic and biomedical products results into a usable system for the targeted groups as well as for other potential users. The main components of the design process were an intensive task analysis and determining of user profiles and user requirements