Human Factors

Die Entwicklung innovativer Telepräsenzsysteme sollte stets menschzentriert erfolgen und sich an den physischen, sensomotorischen sowie kognitiven Fähigkeiten bzw. Fertigkeiten des menschlichen Nutzers orientieren. Dies erfordert u.a. eine eng verzahnte interdisziplinäre Zusammenarbeit z.B. von Ingenieuren, Industriedesignern und Psychologen, um Systeme zu entwickeln, die sowohl ein Optimum an Bedienerfreundlichkeit und gleichermaßen optimale Performanz des Gesamtsystems gewährleisten. Im Folgenden werden einige Beispiele für ergonomische Fragestellungen am Institut für Robotik und Mechatronik skizziert:

Ausgewählte Beispiele

Identifikation von Nutzeranforderungen

In der ersten, analytischen Phase eines Projekts sollten die Anforderungen bzw. Bedürfnisse der späteren Nutzer (z.B. Chirurgen) frühzeitig analysiert werden, um die vorgeschlagenen Projektideen und Konzepte entsprechend anzupassen.
Eine Anforderungsanalyse kann z.B. Feldbeobachtungen und die präzise Beschreibung der momentanen Arbeitsweisen und -rollen (Aufgabenanalysen, Nutzergruppenanalysen, etc.) beinhalten. Zusätzlich ist es von besonderem Interesse, die späteren Nutzer frühzeitig z.B. in Form von Interviews, Workshops und qualitativen Vorstudien einzubinden, um die Anforderungen an die Systeme oder Konzepte weiter zu verfeinern.

Beispiel: Eine Nutzungskontextanalyse (Feldbeobachtungen, Interviews, etc.) wurde durchgeführt um Nutzeranforderungen von Chirurgen, Assitenzärzten und OP-Schwestern bei der roboterassistierten minimal invasiven Chirurgie zu ermitteln. Basierend auf diesen Anforderungen wurde der MIRO Chirurgieroboter des DLR evaluiert und weiterentwickelt. Darüber hinaus wurde eine quantitative Analyse der Kommunikation klinischer Teams bei Nutzung eines Chirurgieroboters durchgeführt (Weber et al. 2012), um ein Informationskonzept für die Telechirurgie zu erarbeiten.

Experimentelle Evaluation von technischen Systemen bzw. von Assistenzsystemen (Mikrowelt-Studien, Simulationen, etc.)

Während der Konzept- und Entwicklungsphase eines Projekts sollte das technische System bzw. prototypische Varianten oder Prozeduren in ersten Nutzerstudien getestet werden. Die Ergebnisse dieser Studien sollten dabei helfen, den weiteren Entwicklungsprozess voranzutreiben.
Sowohl qualitative (z.B. verbales Feedback) als auch quantitative Daten (Performanzmaße, Verhaltensweisen) können dabei gleichermaßen in den Bewertungsprozess einfließen.

Beispiel: Ein haptisches Eingabegerät (HUG) für VR- bzw. Telepräsenzanwendungen wurde in einer Nutzerstudie mit Novizen und Experten für virtuelle Einbaumontage evaluiert (Weber et al. 2013).

Psychophysikalische Studien

Bei der Gestaltung von Mensch-Maschine-Schnittstellen kann auch die menschliche Perzeption (z.B. subjektive Wahrnehmung von haptischemn Feedback) eine zentrale Rolle spielen. In Studien werden physikalische Stimuli systematisch variiert und die Probanden sollen die wahrgenommenen Reizeigenschaften bewerten.

Beispiel: Ein vibrotaktiles Armband (VibroTac) wurde optimiert, indem die vibrotaktilen Stimuli einzelner Vibrationssegmente so kalibriert wurden, dass die subjektive Intensität der Stimuli unabhängig vom jeweiligen Applikationsort am Unterarm als gleich stark empfunden wurde (Weber et al. 2011).

Statistische Analyse empirischer Daten

Quantitative Beobachtungs- oder Experimentaldaten werden mittels statistischer Methoden analysiert und interpretiert.

Examples of Human Factors Activities at the Institute of Robotics and Mechatronics

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Ausgewählte Veröffentlichungen