Institute of Transportation Systems > Aerospace technology for road and railway
Mensch-Computer Interaktion Sommersemester 2012 Dr. Martin Baumann
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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
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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
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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
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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
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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
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Virtu
al
V
irtua
l/Rea
l
R
eal
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
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Forschungsinfrastruktur
Laserscanner
Radar Spurerkennung
Blickrichtungserkennung Kamerasystem – Umwelt D-GPS
ViewCar
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Forschungsinfrastruktur
VR Labor SMPLab
HMI Labor dynamischer Fahrsimulator
VR Labor / SMPLab / HMI Labor / dynamischer Fahrsimulator
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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
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EINFÜHRUNG IN DIE MENSCH-COMPUTER-INTERAKTION
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Mensch-Computer Interaktion – Beteiligte Wissenschaften
HCI
Allg. Psy-
chologie
Pädagogische Psych-ologie
Human Fators
Gra-fisches Design
Sozio-logie
Techno- ologie
Infor-matik
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Ziel: Verbesserung der Interaktion
! Interesse an HCI wächst zunehmend ! Ziel: Erleben der Interaktion mit Computer verbessern
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Ziel: Verbesserung der Interaktion
! Interesse an HCI wächst zunehmend ! Im Professionellen Bereich
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Ziel: Verbesserung der Interaktion
! Interesse an HCI wächst zunehmend ! Im privaten Bereich
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Ziel: Verbesserung der Interaktion
! Interesse an HCI wächst zunehmend ! Nutzung der Bildungsmöglichkeiten des WWW
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Zuwachs an mobilen Geräten
! Entwicklung geht weg von Desktop-basierten Anwendungen zu mobilen Geräten ! Bereichern private Beziehungen
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Zuwachs an mobilen Geräten
! Entwicklung geht weg von Desktop-basierten Anwendungen zu mobilen Geräten ! Ermöglichen zeitnahe medizinische Unterstützung
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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
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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
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Visionen
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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
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Visionen
! Multi-modale Interfaces ! Gestensteuerung ! Schnittstellen, die auf den emotionalen Zustand des Nutzers reagieren
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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
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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
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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
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Bereiche der HCI-Gestaltung Lebenskritische Systeme
! Z.B. Flugüberwachung, Atomkraftwerke, medizinische Instrumente ! Hohe Effektivität und hohe Reliabilität wird erwartet
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Bereiche der HCI-Gestaltung Lebenskritische Systeme
Lernzeit
Geschwindigkeit
Fehlerrate Retention
Zufriedenheit
Lebenskritische Systeme
Lebenskritische Systeme
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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
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Bereiche der HCI-Gestaltung Kommerzielle Systeme
Lernzeit
Geschwindigkeit
Fehlerrate Retention
Zufriedenheit
Industrielle und kommerzielle Systeme
Industrielle und kommerzielle Systeme
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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
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Bereiche der HCI-Gestaltung Home- und Unterhaltungssysteme
Lernzeit
Geschwindigkeit
Fehlerrate Retention
Zufriedenheit
Heim- und Unterhaltungs- Anwendungen
Heim- und Unterhaltungs- Anwendungen
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Universelle Usability
! Hohe Diversität zwischen Nutzern von Systemen ! und zwischen Designer und Nutzern
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Universelle Usability
! Hohe Diversität zwischen Nutzern von Systemen ! und zwischen Designer und Nutzern
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Universelle Usability
! 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
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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
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Universelle Usability Physische Fertigkeiten und Arbeitsplätze
! 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
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Universelle Usability Physische Fertigkeiten und Arbeitsplätze
! 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 ! …
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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)
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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, …
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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
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THEMEN DES SEMINARS
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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
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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?
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Thema: Der Design-Prozess
! Die vier Säulen des Designs ! Unternehmensorganisation und Usability ! Entwicklungsmethoden ! Beobachtung ! Partizipatives Design ! Szenario-Entwicklung
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Thema: Bewertung der Schnittstellengestaltung
! Experten-Reviews ! Usability-Testing ! Fragebogen-Instrumente ! Akzeptanz-Tests ! Beobachtung während der Nutzung ! Experimente
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Thema: Direkt-Manipulation und virtuelle Umgebungen
! Direkt-Manipulation ! Beispiele und Merkmale ! Vorteile und Probleme
! 3D-Interfaces ! Teleoperation ! Virtual und Augmented Reality
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Thema: Menü-basierte Interaktion
! Organisation von Menüs ! aufgabenorientiert ! inhaltsorientiert
! Arten von Menüs ! Dateneingabe mit Menüs ! Menüs für kleine Displays
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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
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Thema: Interaktionsgeräte
! Tastaturen ! Zeigegeräte ! Sprach- und Auditive Schnittstellen ! Displays
! Größe ! Head-Up ! Mobilgeräte
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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 ! …
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“Prüfungsleistung”
! Referat ! weiteres ist noch festzulegen
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Termine
! geplant: ! freitags, alle 2 Wochen ! 9:15 – 10:45
! Ausnahme: ! 25.5.2012 ! Hier muss Ersatztermin gefunden werden.
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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 ()
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Kontakt / Interaktion
! email: [email protected] ! 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)