Mensch-Computer Interaktion Sommersemester 2012 Dr. Martin …€¦ · Soziale Netzwerke, virtuelle...

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Institute of Transportation Systems > Aerospace technology for road and railway

Mensch-Computer Interaktion Sommersemester 2012 Dr. Martin Baumann

Institute of Transportation Systems > Aerospace technology for road and railway Title > Mai 2, 2012 > 2

Agenda für heute

! Wer ich bin! ! Kurze Vorstellungsrunde der Teilnehmer ! Einführung in Human-Computer Interaction ! Vorstellung der geplanten Themen !  “Prüfungsleistung” ! Verteilung der Themen ! Planung der nächsten Sitzungen

! Termine ! Kontakt / Interaktion

Institute of Transportation Systems > Aerospace technology for road and railway Title > Mai 2, 2012 > 4 Abteilung Automotive > Mai 2, 2012 > Folie 4

Institut für Verkehrssystemtechnik Abteilung Automotive – Einbettung / Methodik & Instrumente / Aktivitäten PD Dr. Frank Köster

Human Factors ▪ Konzepte und Technologien ▪ Simulatoren und Fahrzeuge

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft

Forschungsbereiche !  Luftfahrt !  Raumfahrt !  Energie !  Verkehr !  Sicherheit

Gesamtbudget !  2007: 1.303 Mio. Euro !  2008: 1.361 Mio. Euro

n Lampoldshausen

n Bonn

Trauen n

n Hamburg

Weilheim n

Bremen- n

Berlin n

n Neustrelitz

Braunschweig n

n Göttingen

n Köln

n Stuttgart

n Oberpfaffenhofen

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft

!  Forschungseinrichtung !  Raumfahrt-Agentur !  Projektträger

!  6.500 Mitarbeiterinnen/Mitarbeiter arbeiten in 29 Forschungsinstituten und Einrichtungen an 13 Standorten (n/n) (n Verkehrsthemen)

!  Büros in Brüssel, Paris und Washington

Automotive

Bahnsysteme

Verkehrsmanagement

Automotive Human Factors §  Unfallanalysen / NDS §  Schlüsselfaktoren

insb. Fahrerverhalten §  Mess-/Analyse-

methoden §  Fahrermodelle Konzepte/Technologien §  Basistechnologien für

Assistenz/Automation §  Ergonomie / Design §  Designprozesse Simulatoren/Fahrzeuge §  Simulatoren §  Fahrzeuge

Bahnsysteme

Human Factors Betriebsführung §  Betriebswissen-

schaften §  Life Cycle Management §  Migration §  Sicherheit Bahntechnik §  Zugbeeinflussung §  ETCS §  Stellwerke §  Bahnübergänge Testen §  RailSiTe / RailDrive

Verkehrsmanagement Verkehrserfassung §  infrastrukturseitige

Messtechnik §  Floating Car Data §  Signal- und Bildver-

arbeitung §  Daten- und

Informationsfusion Testfelder Verkehrsbeeinflussung §  Katastrophen §  Großereignisse

Simulation

Forschung im Institut für Verkehrssystemtechnik

Human Factors Unfallanalysen / NDS

Schlüsselfaktoren §  Situation / Fahrzeug §  Fahrerverhalten

Mess- / Analysemeth. §  Ego und gesamt Sys.

Fahrermodelle §  stoch. bis kognitiv

Konzepte und Technologien Basistechnologien für Assistenz / Automation §  Architekturen §  Fahrzeugsteuerung §  Ortung / Navigation

Ergonomie / Design §  Hochautomation / HMI

Designprozesse §  Modelle/Formalisierung

Werkzeuge und Methoden

Simulatoren §  fest / bewegt

Fahrzeuge §  passiv / aktiv §  (Hoch-) Automation

Human Factors

Konzepte und Technologien

Simulatoren und Fahrzeuge

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Abteilung Automotive PD Dr. Frank Köster

Gruppe Methoden und Bewertung

Gruppe Fahrerkognition und Modellierung

Gruppe Systemergonomie und Design

Gruppe Technologien für Assistenz und Automation

Gruppe Simulatoren

Gruppe Fahrzeuge

Forschung in der Abteilung Automotive

Accident Analysis Assessment and Evaluation

Prototyping & evaluation of driver assistance and automation in different simulations

SMPLab VRLab HMILab Dyn. Driving Sim Co-Simulation

Analysis of drivers‘ behavior in real traffic + simulation

ViewCar VRLab Testbed / AIM Models

Validation of driver assistance and automation in real traffic

FASCar (I+II) Testbed / AIM

Forschungsinstrumente und Zusammenspiel

Forschungsinfrastruktur

Laserscanner

Radar Spurerkennung

Blickrichtungserkennung Kamerasystem – Umwelt D-GPS

ViewCar

Forschungsinfrastruktur

VR Labor SMPLab

HMI Labor dynamischer Fahrsimulator

VR Labor / SMPLab / HMI Labor / dynamischer Fahrsimulator

Forschungsinfrastruktur FASCar I / FASCar II

Steer-by-Wire-Fahrzeug !  Lenksäule komplett ersetzt durch Simulationslenkrad – keine

mechanische Kopplung zwischen Lenkrad und Rädern (beliebige Freiheitsgrade)

!  Einsatz insbesondere im EU-Projekt HAVEit

Etabliertes FASCar !  Basisfahrzeug für Steer-by-Wire Entwicklungen / aktive Sicherheit !  Entwicklung prototypischer Assistenz / Technologieträger !  EU Projekte, Niedersachsen III und GF-Projekte

EINFÜHRUNG IN DIE MENSCH-COMPUTER-INTERAKTION

Mensch-Computer Interaktion – Beteiligte Wissenschaften

Allg. Psy-

chologie

Pädagogische Psych-ologie

Human Fators

Gra-fisches Design

Sozio-logie

Techno- ologie

Infor-matik

Ziel: Verbesserung der Interaktion

! Interesse an HCI wächst zunehmend ! Ziel: Erleben der Interaktion mit Computer verbessern

! Interesse an HCI wächst zunehmend ! Im Professionellen Bereich

! Interesse an HCI wächst zunehmend ! Im privaten Bereich

! Interesse an HCI wächst zunehmend ! Nutzung der Bildungsmöglichkeiten des WWW

Zuwachs an mobilen Geräten

! Entwicklung geht weg von Desktop-basierten Anwendungen zu mobilen Geräten ! Bereichern private Beziehungen

Zuwachs an mobilen Geräten

! Entwicklung geht weg von Desktop-basierten Anwendungen zu mobilen Geräten ! Ermöglichen zeitnahe medizinische Unterstützung

Zuwachs an sozialen Netzwerken

! Während klassische Medien (Zeitungen, Fernsehen) Publikum verlieren wächst Anzahl der Nutzer sozialer Netzwerke ! Gute HCI ermöglicht einfaches Bereitstellen von multi-medialen

Inhalten auf mobilen Geräten

Herausforderungen

!  Designer/ Entwickler müssen Anwendungen auf verschiedensten Plattformen/ Displays anbieten können ! kleine Displays mobiler Geräter bis hin zu großen Plasma-Panels

! Plastizität der Designs muss ! einen ungestörten Übergang zwischen unterschiedlichen Display-

Größen, !  und zwischen der Darbietung durch Desktop-Webrowser oder

taschengroße Handys erlauben !  die Übersetzung in verschiedene Sprachen ermöglichen, !  die Kompatibilität mit Bedienhilfen für spezielle Nutzergruppen (z.B.

Sehbehinderte) sicherstellen

Visionen

!  Desktop Computer und klassische Schnittstellen verschwinden ! Neue Schnittstellen werden allgegenwärtig, unsichtbar, eingebettet in die

Umgebung ! Neue Geräte sind kontext-sensitiv und nehmen Umwelt wahr

! Erkennen Bedürfnisse der Nutzer und kommunizieren auf vielfältige Art

! Integriert in Kleidung, implantiert in die Haut

Visionen

!  Multi-modale Interfaces ! Gestensteuerung ! Schnittstellen, die auf den emotionalen Zustand des Nutzers reagieren

Usability-Ziele

! Allgemeine Qualitätsmerkmale guten Designs !  Usability/ Benutzerfreundlichkeit ! Universalität ! Nützlichkeit

! Grundlegende Voraussetzungen ! Bewusstsein im Management (erfahrenes Personal, realistische

Zeitpläne) ! Designprozess beinhaltet

! Identifikation der Bedürfnisse der Nutzer ! Generierung von Design-Alternativen ! Durchführung von tiefgehenden Tests

!  Tools zur schnellen Umsetzung in Software-Prototypen für weiteres Testen

Usability-Ziele

! Gutes Design zeichnet sich dadurch aus, dass ! Nutzer Erfolg, Kompetenz und Beherrschung des Systems erlebt ! Nutzer klares mentales Modell des Systems besitzen ! Schnittstelle “verschwindet” und Nutzer können sich Ihrer Aufgabe

widmen ! Nutzer Gefühl des “in the flow” erlebt

Usability-Ziele

!  Für den Evaluationsprozess von Design messbare Kriterien wichtig !  Zeit für das Erlernen des Systems !  Geschwindigkeit der Aufgabenbearbeitung !  Häufigkeit von Fehlern des Nutzers !  Retentionszeit !  Subjektive Zufriedenheit

Bereiche der HCI-Gestaltung Lebenskritische Systeme

!  Z.B. Flugüberwachung, Atomkraftwerke, medizinische Instrumente ! Hohe Effektivität und hohe Reliabilität wird erwartet

Bereiche der HCI-Gestaltung Lebenskritische Systeme

Lernzeit

Geschwindigkeit

Fehlerrate Retention

Zufriedenheit

Lebenskritische Systeme

Bereiche der HCI-Gestaltung Kommerzielle Systeme

!  Z.B., Schnittstellen für Banksysteme, Versicherungssoftware, Hotelreservierungsysteme, …

! Kosten wichtig! ! Bei internationalen Konzernen Übersetzung in andere Sprachen und

Anpassung an lokale Kulturen notwendig

Bereiche der HCI-Gestaltung Kommerzielle Systeme

Lernzeit

Geschwindigkeit

Zufriedenheit

Industrielle und kommerzielle Systeme

Bereiche der HCI-Gestaltung Home- und Unterhaltungssysteme

!  Home-PC-Anwendungen, z.B., email-clients, Suchmaschinen; Handys, Digitalkameras, …

! Computerspiele ! Soziale Netzwerke, virtuelle Umgebungen (z.B., Second Life) ! Anpassung an unterschiedliche Expertise notwendig (Anfänger vs.

Experte) ! Ebenen der Bedienung (z.B., Suchmaschinen) BILD

Bereiche der HCI-Gestaltung Home- und Unterhaltungssysteme

Lernzeit

Geschwindigkeit

Zufriedenheit

Heim- und Unterhaltungs- Anwendungen

Universelle Usability

! Hohe Diversität zwischen Nutzern von Systemen !  und zwischen Designer und Nutzern

! Verstehen der physischen, intellektuellen und Persönlichkeitsunterschiede zwischen Nutzern essentiell für Erfolg !  “That’s the ultimate goal: addressing the needs of all

users” (Shneiderman, 2010, p. 41)

! Betrachten verschiedener Nutzungssituationen und Nutzergruppen für ein Design führt in der Regel zu Verbesserung ! Beispiel: abgeschrägte Bordsteinkanten für Rollstuhlfahrer

! Vorteile für weitere Nutzergruppen

Universelle Usability Physische Fertigkeiten und Arbeitsplätze

! Anthropometrie := Wissenschaft über die Ermittlung der Maße von Menschen, deren systematischer und statistischer Aufbereitung für die angemessene Gestaltung von Arbeitsplätzen und Produkten

! Gestaltung für 5- bis 95-Perzentil-Bereich

! Beispiel Handy-Tastatur-Design ! Abstand zwischen Tasten ! Größe der Tasten ! Notwendiger Druck ! Passend für große Mehrheit der Nutzer

! Andererseits: Display-Helligkeit

! Kann von Nutzern eingestellt werden

! Wenn ein einzelnes Design nicht für große Nutzerpopulation möglich ! Einstellungsmöglichkeiten hilfreich

! Gesamtes Arbeitsplatzdesign wichtig für Wirkung von HCI !  Human Factors Engineering of Computer Workstations (HFES,

2007) ! Arbeitsfläche ! Beinfreiheit unter Arbeitsfläche ! Tiefe und Breite der Arbeitsfläche ! Einstellbarkeit von Stuhl- und Arbeitsflächenhöhe und –winkel !  …

Universelle Usability Perzeptuelle und kognitive Fähigkeiten

! Entscheidende Grundlage für die Gestaltung interaktiver Systeme: Wissen über die perzeptuellen und kognitiven Fertigkeiten der Nutzer und deren Unterschiede

(Card, Moran, Newell, 1983)

Universelle Usability Kulturelle und internationale Unterschiede

! Berücksichtigung kultureller Unterschiede in HCI-Gestaltung notwendig ! Unterschiedliches Blickverhalten auf Webseiten in Abhängigkeit von

gelernter Sprache ! Chinesisch, Deutsch, Arabisch

! Betonung unterschiedlicher Inhalte ! Weltweiter Computer- und Software-Markt macht Anpassungen an

nationale Unterschiede notwendig ! Leserichtung ! Datumsformat ! Zahlenformate, …

Universelle Usability Nutzer mit Behinderungen

! Barrierefreiheit als Gestaltungsziel der HCI ! Barrierefreie Informationstechnik Verordnung ! http://www.w3.org/TR/WCAG20/ !  Z.B., Text-to-Speech, Bildschirmvergrößerung

THEMEN DES SEMINARS

Themen des Seminars

!  Basis-Literatur: ! Shneiderman (& Plaisant). Designing the User Interface

! weiterführende, vertiefende Literatur ! Literaturliste des jeweiligen Kapitels von Shneiderman

! weiterführende Literatur ! Helander. Handbook of Human-Computer-Interaction ! Herczeg. Software-Ergonomie ! Satinder. Cognition, Communication, Interaction

Thema: Guidelines, Prinzipien, Theorien

!  Hintergrund für die folgenden Themen !  Definition !  Ziel, Bereich, Inhalt von Guidelines !  Prinzipien im Unterschied zu Guidelines

!  “Die acht goldenen Regeln des Interface Designs” !  Welche Theorien sind relevant?

Thema: Der Design-Prozess

!  Die vier Säulen des Designs !  Unternehmensorganisation und Usability !  Entwicklungsmethoden !  Beobachtung !  Partizipatives Design !  Szenario-Entwicklung

Thema: Bewertung der Schnittstellengestaltung

!  Experten-Reviews !  Usability-Testing !  Fragebogen-Instrumente !  Akzeptanz-Tests !  Beobachtung während der Nutzung !  Experimente

Thema: Direkt-Manipulation und virtuelle Umgebungen

!  Direkt-Manipulation !  Beispiele und Merkmale !  Vorteile und Probleme

!  3D-Interfaces !  Teleoperation !  Virtual und Augmented Reality

Thema: Menü-basierte Interaktion

!  Organisation von Menüs !  aufgabenorientiert !  inhaltsorientiert

!  Arten von Menüs !  Dateneingabe mit Menüs !  Menüs für kleine Displays

Thema: Kommando- und natürliche Sprachen

!  Beispiele: !  http://www.tu-chemnitz.de !  cp a.txt b.txt !  …

!  Organisation von Kommandosprachen !  Benennungen und Abkürzungen !  Natürlich-sprachliche Interaktion

Thema: Interaktionsgeräte

!  Tastaturen !  Zeigegeräte !  Sprach- und Auditive Schnittstellen !  Displays

!  Größe !  Head-Up !  Mobilgeräte

Thema: Kollaborative Interfaces

!  Beispiele: !  Zusammenarbeit von Personen !  Soziale Netzwerke

!  Ziele von Zusammenarbeit und Partizipation !  Asynchrone, verteilte Interfaces

!  z.B. email !  Synchrone verteilte Interfaces

!  z.B. chat !  Face-to-face interfaces

!  Zusammenarbeit zur gleichen Zeit im gleichen Raum !  Pilot-Kopilot !  Design-Teams !  …

“Prüfungsleistung”

!  Referat !  weiteres ist noch festzulegen

Termine

! geplant: ! freitags, alle 2 Wochen !  9:15 – 10:45

! Ausnahme: !  25.5.2012 ! Hier muss Ersatztermin gefunden werden.

Verteilung der Themen

!  27.04.: Guidelines () !  11.05.: Designprozess () !  01.06.: Bewertung () !  15.06.: Direktmanipulation () !   menü-basierte Interaktion () !   Kommandosprachen () !  22.06.: Interaktionsgeräte () !  06.07.: Kollaborative Interfaces ()

Kontakt / Interaktion

!  email: martin.baumann@dlr.de ! Betreff [HCI-Seminar]

! Verteiler mit Ihren Adressen ! bitte einfach eine email an mich

!  Video-Konferenzen, wenn möglich !  Adobe Connect

! Telefon ! nach Vereinbarung

! Treffen an der TU ! nach Vereinbarung (möglich, freitags, nicht regelmäßig)

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