Human Factors Grundlagen
Prüfungsvorbereitung
Prüfungsvorbereitung
Nenne ein Beispiel für einen analogen, nicht steuerbaren Touchpoint.
Weiterempfehlung durch Freunde oder Bekannte
Wie funktioniert die Methode des „Lauten Denkens“ während einer Evaluation?
Probanden berichten während der Aufgabenbearbeitung spontan ihre Gedanken, Erwartungen und Eindrücke, um Usability-Probleme und deren Ursachen direkt sichtbar zu machen.
Nenne konkrete Maße für die Effektivität (Genauigkeit/Vollständigkeit).
Aufgabenerfüllung (binär), Fehlerrate, räumliche Genauigkeit, Erinnerungsleistung, Verständnis.
Wann und wie oft sollte laut Vorlesung evaluiert werden?
So früh wie möglich und so häufig wie möglich
Was versteht man unter „Automation“?
Die Erbringung von Leistungen durch Maschinen bei Aktivitäten, die zuvor von Menschen ausgeführt wurden.
Nenne die vier Stufen der Informationsverarbeitung, an denen sich Automationsmodelle orientieren.
1. Informationsaufnahme/-filter, 2. I.-Manipulation/Integration, 3. Entscheidungs-/Handlungsauswahl, 4. Handlungsausführung.
Was beschreibt die „Fitts-Liste“ (1951)?
Eine Gegenüberstellung von Aufgaben, in denen Menschen besser sind (Men-Are-Better-At), und Aufgaben, in denen Maschinen überlegen sind (Machines-Are-Better-At).
n wie viele Ebenen unterteilen Sheridan & Verplank (1978) die Automation (von „keine Hilfe“ bis „Computer entscheidet alles“)?
In 10 Ebenen
Was ist der Unterschied zwischen Overtrust und Undertrust?
Overtrust (Complacency) führt zu übermäßigem Vertrauen und Fehlern beim Monitoring; Undertrust (Mistrust) führt zur Nichtnutzung (Disuse) des Systems.
Wie äußert sich Overtrust im Verhalten?
Reliance (Vertrauen, dass das System sich bei Problemen meldet) und Compliance (sofortige Reaktion auf einen Alarm ohne Prüfung).
Was ist laut Bainbridge (1987) die zentrale „Ironie“ für den Menschen in automatisierten Systemen?
Der Mensch wird als Fehlerquelle betrachtet und soll „entfernt“ werden, bekommt dann aber die schwierigsten Aufgaben (Monitoring, Ausnahmebehandlung), die nicht automatisierbar waren.
Nenne die drei Arten der flexiblen Automation.
Scheduled (zeitgesteuert), Adaptable (Nutzer entscheidet) und Adaptive Automation (System entscheidet).
Was sind die langfristigen Folgen von Overtrust im Flugverkehr?
Verlust manueller Fähigkeiten (Deskilling) und das „Out-of-the-loop“-Phänomen (OOTLUF), also ein mangelndes Verständnis für den aktuellen Systemzustand.
Welchen Vorteil und welchen Nachteil hat Transparenz (z. B. durch grafische Erklärungen) in automatisierten Systemen?
Vorteil: Besseres Verständnis und kalibriertes Vertrauen; Nachteil: Möglicher Anstieg des Mental Workload oder Ablenkung.
Was ist das Ziel von „Etikette“-Regeln in der HAI?
Die Unterstützung effizienter Interaktionen durch formale Umgangsregeln, wie z. B. präzise Kommunikation oder das Warten auf Nutzerreaktionen.
Welche vier Elemente benötigt ein System für Adaptive Automation?
1. Task Manager, 2. Automatisierbare Aufgaben, 3. Eindeutige Kommunikation, 4. Erfassung von Leistung und Workload.
Zu welcher der 4 Stufen der Automation gehört die Vorhersage eines zukünftigen Zustands (z. B. Wartungsbedarf)?
Stufe 2: Informationsmanipulation und -integration
Ab welchem Level (SAE bzw. GoA) übernimmt das System im Straßen- und Schienenverkehr die vollständige Kontrolle ohne ständige Überwachung?
Ab SAE Level 3 (Bedingte Automation) bzw. GoA 3 (Fahren ohne Triebfahrzeugführer).
Wie verändert sich das Vertrauen (Situational Trust) im Verlauf einer Nutzung?
Es wird am Erlebten kalibriert: Positive Erfahrungen steigern das Vertrauen, während Fehler es (oft massiv) senken.
Wie sieht das Informationsverarbeitungsmodell aus?
Die 3 Hauptziele (Nennen) Was sind die drei zentralen Ziele bei der Gestaltung von Mensch-System-Interaktionen?
Leistung, Sicherheit und Nutzendenzufriedenheit
Informationsverarbeitung (Modell) Nenne die drei Blöcke, die im Modell zwischen der „Sensorischen Verarbeitung“ und der „Ausführung“ liegen.
Wahrnehmung (Perception), 2. Arbeitsgedächtnis/Kognition, 3. Handlungsauswahl (Response Selection).
Effektivität vs. Effizienz (Zuordnung) Ordne zu: Welches Maß gehört zu welcher Kategorie? A) Zeit Time B) Fehleranzahl
A = Effizienz (Aufwand/Zeit), B = Effektivität (Genauigkeit/Vollständigkeit)
Bedürfnisse nach Jordan (Reihenfolge) Bringe die Ebenen von unten (Basis) nach oben (Ziel) in die richtige Reihenfolge: Usability, Functionality, Values, Pleasure.
1. Functionality, 2. Usability, 3. Pleasure, 4. Values.
Wie nennt man eine Variable, deren Einfluss man bei der Datenauswertung aktiv berücksichtigt?
Kontrollvariable.
Realismus & Probanden (Denkaufgabe) Was benötigen Versuchspersonen (Vp) im Vergleich zum Labor eher, wenn eine Studie im realen Feld stattfindet?
Mehr Expertise oder Training.
Statistik-Kritik (Nennen) Was ist das Hauptproblem bei der strikten Interpretation des p-Wertes (z. B. 0.04 vs. 0.06)?
Die „Alles-oder-Nichts“-Interpretation (p-Wert ist eigentlich kontinuierlich)
Human-Centered Design (Prozess) Nenne die 4 iterativen Schritte des HCD-Zyklus.
1. Nutzungskontext, 2. Anforderungen, 3. Entwurf (Gestaltungslösung), 4. Evaluation.
Nenne die vier Felder der SDT-Matrix, die das Ergebnis einer Entscheidung beschreiben.
Treffer (Hit), Verpasser (Miss), Falscher Alarm (FA) und Korrekte Zurückweisung (CR).
Welches Maß beschreibt die sensorische Fähigkeit zur Reizunterscheidung und welches das gewählte Antwortverhalten?
d‘ steht für die Sensitivität (Abstand der Verteilungen), β (oder Xc) für das Antwortkriterium.
ROC-Kurve (Modell) Was bedeutet es, wenn zwei Punkte auf derselben ROC-Kurve liegen?
Die Person hat die gleiche Sensitivität (d‘), nutzt aber unterschiedliche Antwortkriterien (β).
as liberale Kriterium (Logik) Was ist die Folge eines sehr liberalen Kriteriums (β < 1)?
Man sagt häufiger „Ja“: Die Trefferrate steigt, aber die Anzahl der Falschen Alarme nimmt ebenfalls zu.
Payoffs & Beta (Denkaufgabe) Ein Verpasser (Miss) hat katastrophale Folgen (z. B. Bombe im Koffer). Wie sollte der Designer den Schwellenwert Xc für ein Alarmsystem einstellen?
Sehr niedrig / liberal, um Verpasser fast unmöglich zu machen (Kompensation durch hohe Kosten)
„Sluggish Beta“ (Definition) Warum verhalten sich Menschen in der Realität oft „träge“ (sluggish) gegenüber optimalen Werten?
Weil sie geringe Wahrscheinlichkeiten überschätzen oder nicht zu oft hintereinander dieselbe Antwort geben wollen.
Vigilanz-Verlauf (Modell) Wie entwickelt sich die Daueraufmerksamkeit (Vigilanz) typischerweise bei einer Überwachungsaufgabe?
Sie fällt nach Beginn der Aufgabe sehr stark ab und pendelt sich dann auf niedrigem Niveau ein.
Absoluturteile (Definition) Was ist das Kernproblem bei Absoluturteilen auf einer einzelnen Reizdimension (z. B. 10 verschiedene Tonhöhen)?
Informationsverlust (Hloss), da die menschliche Kapazität zur feinen Unterscheidung begrenzt ist.
orrelierte Dimensionen (Nutzen) Welchen Vorteil hat die „redundante Kodierung“ (z. B. Ampel: Rot ist immer oben UND farbig)?
Sie verhindert Informationsverlust und stärkt die Sicherheit der Übertragung.
Der „Cry Wolf Effect“ (Anwendung) Was passiert, wenn ein technisches Alarmsystem eine zu niedrige Schwelle hat?
Es entstehen zu viele Falsche Alarme, was dazu führt, dass Menschen dem Alarm nicht mehr vertrauen / ihn ignorieren.
Das SEEV-Modell (Nennen) Nenne die vier Faktoren, die laut Modell die Wahrscheinlichkeit bestimmen, mit der eine Information (AoI) fixiert wird.
Salience (Salienz), Effort (Aufwand), Expectancy (Erwartung), Value (Wert)
Bottom-up vs. Top-down (Zuordnung) Welche SEEV-Faktoren wirken reizgesteuert (Bottom-up) und welche basieren auf dem mentalen Modell (Top-down)?
Bottom-up = Salienz & Aufwand. Top-down = Erwartung & Wert
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Lernkarten
System-Verstärkung (Gain) Welcher „Gain“ (Verstärkungsfaktor) ist für die meisten Systeme der beste Kompromiss aus Bedienaufwand und Genauigkeit?
Ein mittlerer Wert (middle-gain systems)
Welches Problem tritt bei egozentrischen 3D-Ansichten (Immersed View) oft auf?
Der Keyhole View – man sieht fast nur, was vorne ist; Seiten und Rückraum werden ausgeblendet, was zu Tunneling führen kann.
Wie nennt man das prozedurale Wissen, das beschreibt, wie man von einem Ort zum anderen gelangt (z. B. „An der Kirche rechts“)?
Route knowledge
Systemwertigkeit (Tracking) Welche Art der Systemsteuerung (System Order) verursacht laut Vorlesung den höchsten mentalen Workload?
Systeme höherer Ordnung, die auf Beschleunigung basieren oder komplexere Reaktionen zeigen.
YAH-Maps (Anwendung) Was ist das entscheidende Merkmal einer guten „You-Are-Here“-Karte im öffentlichen Raum?
Sie muss so ausgerichtet sein, dass sie mit der Blickrichtung des Betrachters übereinstimmt, um Mentale Rotation zu vermeiden.
Welche Methoden gibt es, um personengebundene und situationsgebundene Störvariablen zu kontrollieren?
Personen: Randomisieren, Parallelisieren.
Situation: Konstant halten, Eliminieren, Randomisieren, Balancieren
Geschichte der Human Factors (Meilensteine) Welche zwei historischen Phasen waren die größten Wendepunkte für die Entwicklung von HF?
1. Weltkriege (Bedarf an Personalzuordnung & Aviation-Technik).
2. Technisierung/Digitalisierung (ab 60er/70er: HCI & Straßensicherheit).
Nenne die 7 spezifischen Maße für die Effektivität (Genauigkeit/Vollständigkeit) einer Interaktion.
1. Aufgabenerfüllung (binär), 2. Fehlerrate, 3. Räumliche Genauigkeit, 4. Präzision, 5. Erinnerungsleistung, 6. Vollständigkeit, 7. Qualität des Ergebnisses (Verständnis).
Welche vier Ansätze werden in der Vorlesung genannt, um die statistische Analyse über den reinen p-Wert hinaus zu verbessern?
1. Power erhöhen, 2. Framing (einseitiges Testen/Vergleiche), 3. Effektgrößen/Konfidenzintervalle statt NHST, 4. Bayes-Statistik.
Welche zwei Arten der Modellierung menschlicher Prozesse werden unterschieden?
- Analytische Formeln (einfach, z. B. Fitts’ Law).
- Diskrete Event Simulation (DES) (simuliert Abläufe, z. B. SEEV).
Die Evidenzvariable X (Modell) Was beschreibt die Evidenzvariable X im Detektionsprozess und wie entsteht sie?
Sie beschreibt die neuronale Aktivität. Diese ist durch Spontanaktivität (Rauschen) immer vorhanden und steigt an, wenn ein Signal dazukommt.
Determinanten von Beta (Logik) Von welchen zwei Hauptfaktoren hängt die Berechnung des optimalen Antwortkriteriums (βopt) ab?
1. Den Wahrscheinlichkeiten für Signal und Rauschen, 2. Dem Verhältnis von Nutzen und Kosten (Payoffs) der Konsequenzen.
Welche zwei psychologischen Gründe führen dazu, dass Menschen sich oft weniger extrem (konservativer/liberaler) verhalten, als sie sollten?
1. Wunsch nach Abwechslung (nicht zu oft JA/NEIN hintereinander), 2. Fehleinschätzung (Überschätzung) sehr geringer Wahrscheinlichkeiten.
Wie wird der Informationsverlust (Hloss) bei Absoluturteilen definiert?
Hloss=Hs (Information im Stimulus) minus Ht (tatsächlich übertragene Information).
Nenne die drei Arten, wie Reizdimensionen bei Absoluturteilen kombiniert sein können.
Orthogonal (unkorreliert, z. B. Haarfarbe & Größe).
Korreliert (redundant, z. B. Farbe & Position bei Ampel).
Konfiguriert (bilden neue Gestalt, z. B. Höhe & Breite bilden Fläche).
Welche zwei Arten der Aufmerksamkeit werden unterschieden und wie ist ihre Verarbeitungsweise?
- Selektive Aufmerksamkeit: seriell (Herausfiltern von Informationen).
- Geteilte Aufmerksamkeit: parallel oder schnelles Switching (Multitasking).
Nenne die vier Faktoren, von denen die Größe des „Useful Field of View“ (UFOV) abhängt.
1. Informationsdichte, 2. Unterscheidbarkeit (Signal/Rauschen), 3. Lebensalter, 4. Übung/Training.
Nenne alle vier Arten von Clutter, die die visuelle Suche behindern können.
1. Numerosity (Anzahl), 2. Proximity/Readout (räumliche Nähe), 3. Disorganizational (Unstrukturierung), 4. Heterogeneous (Hintergrund-Vielfalt).
Von welchen drei Bedingungen hängt es ab, wie wahrscheinlich eine Person den „Gorilla“ (unerwartetes Ereignis) sieht?
1. Aufgabenschwierigkeit/Expertise, 2. Arbeitsgedächtniskapazität, 3. Visuelle Ähnlichkeit zwischen Signal und Gorilla.
Welche zwei fundamentalen Theorienarten dominieren die Forschung zur visuellen Aufmerksamkeit?
- Räumliche Theorien (A. ist an einen Ort gebunden, „Spotlight“).
- Objektbasierte Theorien (A. ist an Merkmale gebunden, die zu einem Objekt gehören).
Welche drei Ebenen des menschlichen Verhaltens unterscheidet das Rasmussen-Modell?
Fähigkeitsbasiert (Skill-based), Regelbasiert (Rule-based) und Wissensbasiert (Knowledge-based)
Sortiere die sensorischen Modalitäten nach ihrer typischen Verarbeitungsgeschwindigkeit (Rt) von schnell nach langsam.
1. Taktil (~90ms), 2. Auditiv (100-120ms), 3. Visuell (130-170ms)
Das Hick-Hyman-Gesetz (Logik) Was passiert laut diesem Gesetz mit der Wahlreaktionszeit (CRT), wenn die Anzahl der Wahlmöglichkeiten steigt?
Die CRT steigt mit zunehmender Entscheidungskomplexität (Informationsgehalt) an
Speed-Accuracy Trade-off (Definition) Was beschreibt die SAOC-Kurve im Kontext der Handlungsauswahl?
Den funktionalen Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit (schnelleres Handeln führt meist zu mehr Fehlern).
Was ist der Unterschied zwischen statischer und dynamischer Stimulus-Response (S-R) Kompatibilität?
Statisch bezieht sich auf die feste Anordnung von Kontrollen (Ort), dynamisch auf die Übereinstimmung der Bewegungsrichtungen.
Unterscheide einen „Mistake“ von einem „Slip“
Mistake = Denk-/Planungsfehler (falsche Absicht); Slip = Ausführungsfehler (richtige Absicht, aber falsche Handlung)
Was ist ein „Mode Error“?
Eine Handlung, die in der Annahme eines falschen Systemzustands ausgeführt wird (z. B. Beschleunigen im falschen Gang)
Was versteht man unter einer „Affordanz“ (Aufforderungscharakter)?
Eigenschaften eines Objekts, die direkt verdeutlichen, wie es zu bedienen ist (z. B. ein Knopf zum Drücken)
Nenne zwei HF-Maßnahmen, um die negativen Effekte menschlicher Fehler einzugrenzen.
Sichtbarkeit von Feedback und die Reversibilität von Handlungen (z. B. Undo-Button oder Papierkorb).
Warum ist „Knowledge in the World“ für das Design oft besser als „Knowledge in the head“?
Weil Informationen direkt in der Umwelt verfügbar sind und das Gedächtnis entlasten (z. B. Beschriftungen statt Auswendiglernen)
Wie verändert sich die einfache Reaktionszeit (SRT) bei steigender Stimulusintensität?
Die SRT wird kleiner (die Reaktion erfolgt schneller)
as unterscheidet einen „Error of Commission“ von einem „Error of Omission“?
Commission = Falsche Handlung ausgeführt; Omission = Notwendige Handlung wurde vergessen/ausgelassen.
Warrick Principle (Modell-Inhalt) Welche Regel gilt laut diesem Prinzip für die Gestaltung von Displays und Kontrollen?
Ein Kontrollelement sollte sich in die gleiche Richtung bewegen wie das ihm am nächsten liegende Element im Display.
Welche Art der Warnung wurde in Studien zur Fahrzeugautomatisierung gegenüber reinen Tönen bevorzugt?
Eine sprachbasierte (verbale) Warnung wurde gegenüber abstrakten Tönen bevorzugt.
Nenne drei Faktoren des Menschen (Operateurs), die die Reaktionszeit verlängern können.
Steigendes Alter, Müdigkeit und Alkohol.
Wie wird eine Entscheidung aus der Perspektive der Informationsverarbeitung definiert?
Als ein Mapping von vielen Informationen zu einer einzelnen Antwort
Welche drei grundlegenden Eigenschaften kennzeichnen eine Entscheidungssituation?
1. Grad der Ungewissheit (Risiko), 2. Zeit (Druck/Dauer), 3. Expertise des Entscheiders.
Situationsbewusstsein (Modell) Nenne die drei Ebenen des Situationsbewusstseins nach Endsley (1995), die das „Front-End“ der Entscheidung bilden.
1. Wahrnehmung (Perception), 2. Verstehen (Comprehension), 3. Vorhersage (Projection).
MAUT vs. SEU (Zuordnung) Welches normative Modell nutzt man für Entscheidungen unter Sicherheit und welches für Entscheidungen unter Unsicherheit?
Sicherheit = MAUT (Multi Attribute Utility Theory); Unsicherheit = SEU (Subjective Expected Utility).
Heuristiken im Alltag (Definition) Unterscheide kurz die „Satisficing-Regel“ von „Elimination-by-Aspects“ (EbA).
Satisficing = Wahl der ersten Option, die „gut genug“ ist; EbA = Ausschluss von Optionen anhand des wichtigsten Attributs, bis nur eine übrig bleibt
