Zentrale, objektorientierte Situationsrepräsentation angewandt auf die Handlungsziele eines Cockpitassistenzsystems

Das Situationsverständnis kognitiver Systeme zum Zwecke einer Verbesserung der Kooperationsfähigkeit zwischen dem Menschen und der Maschine weiter zu steigern, ist Ziel der Arbeit. Beschrieben ist ein neuartigen Systemansatz, der wesentlich dazu beiträgt, eine konsistente, zielorientierte Funktionsweise der kognitiven Teilfunktionen eines kognitiven Assistenzsystems sicherzustellen. Das Situationswissen des Assistenzsystems ist hierfür in symbolischer Form als dessen amp;quot;mentaler Zustandamp;quot; repräsentiert. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die Fähigkeit des Assistenzsystems, seine Handlungsziele für eine effektive Kooperation mit der Cockpitbesatzung und die daraus abgeleiteten Handlungen selbst zu erläutern, d.h. erklären zu können. Für den Aufbau der Arbeit wurde eine Struktur gewählt, die dem Entwurfsprozess objektorientierter Systeme entspricht. Die entwickelten Konzepte werden frühzeitig im Standard der Unified Modelling Language (UML) dargestellt. Es werden zunächst im Rahmen der Analyse der Anforderungen die Leistungsmerkmale an eine zentrale, objektorientierte Situationsrepräsentation definiert. Die Voraussetzung für die Umsetzung dieser Anforderungen, insbesondere für eine effektive Mensch-Maschine-Kooperation, ist die maschinelle Analyse der Situation. Im Rahmen der Systemanalyse wird die Funktionsweise der maschinellen Situationsanalyse aus den Erkenntnissen der menschlichen Informationsverarbeitung abgeleitet. Die Grundlagen der Kognition werden zur Analyse des Gesamtsystems erörtert. Auf Basis des gewonnenen Systemansatzes wird ein Entwurf erstellt, welcher den gestellten Anforderungen an eine zentrale, objektorientierte Situationsrepräsentation genügt. Die für die Modellbildung entscheidende Aufgabe der Wissenserhebung wird behandelt und es wird die Frage beantwortet, welche Repräsentationsform für das gewonnene Wissen herangezogen werden kann, die für Mensch wie Maschine verständlich ist. Die Umsetzung der zentralen, objektorientierten Situationsrepräsentation in eine geeignete Software-Architektur erfolgt mit Hilfe standardisierter Entwicklungsverfahren unter Berücksichtigung von etablierten Ansätzen, die dem Fachgebiet der künstlichen Intelligenz entnommen werden. Die Modellbildung zielt hier auf den Anwendungsfall eines militärischen Transportfluges. Basierend auf den erarbeiteten Methoden zu Wissensakquisition und Wissensrepräsentation erfolgt die Erstellung entsprechender expliziter amp;quot;mentaleramp;quot; Modelle. Die Erprobung der zentrale, objektorientierte Situationsrepräsentation erfolgt hinsichtlich des Modells der Handlungsziele unter Laborbedingungen anhand aufgezeichneter Daten, die während der Flugversuchserprobung eines kognitiven Cockpitassistenzsystems gewonnen wurden. Die Bewertung der Kompliziertheit der Situation und die auftretende Situationskomplexität sind Teil der quantitativen Untersuchungen. Ziel der qualitativen Untersuchung ist es, die in den Systementwurf eingeflossenen Anforderungen anhand möglichst realitätsnaher Belastungen zu bestätigen