Human Centred Design FS17

• Bedienbarkeit
• Bewegungskonformität / Bewegungskompatibilität
• Kodierung
• Positionierung und Gruppierung
• Sicherung gegen unbeabsichtigte Betätigung und gegen Operateursausfall. 

Die Bewegungsrichtung des Bedienelementes muss mit der beabsichtigten Bewegungsrichtung des Systems oder der Anzeige konform oder zumindest kompatibel sein. 

Merke:

Besonders beachtet werden müssen: Bewegungs-Effekt-Stereotypen und fertigkeitsbasierte Reaktionen auf plötzliche Ereignisse in der jeweiligen Nutzerpopulation. 

Der Begriff Stereotyp bezeichnet in der Ergonomie ein in einer Nutzerpopulation oder Bevölkerungsgruppe gleichbleibendes oder häufig vorkommendes Verhaltensmuster. 

• Grössenkodierung
• Formkodierung
• Farbkodierung
• Lage- und Positionskodierung
• Kodierung durch Beschriftung

HOTAS ist die Bezeichnung für ein Bedienkonzept, das in allen modernen westlichen, sowie den meisten modernen russischen Kampfflugzeugen zum Einsatz kommt. Die Bezeichnung ist ein Akronym für den englischen Ausdruck Hands On Throttle And Stick, was auf deutsch etwa die „Hände an Schubregler und Steuerknüppel“ bedeutet.
Durch die Anordnung der wesentlichen zur Flugdurchführung erforderlichen Bedienelemente auf dem Steuerknüppel und dem Schubregler wird es dem Piloten ermöglicht, während des Fluges die Hände an Schubregler und Steuerknüppel zu belassen. Dadurch verkürzt sich die Bedienzeit, der Pilot kann schneller reagieren. HOTAS ist vor allem bei Manövern im hohen g-Bereich ein unerlässlicher Vorteil, wenn nämlich weitgreifende Handbewegungen sowie die Koordination von Auge und Hand grundsätzlich erschwert sind. 

Der Automat ist ein selbsttätig arbeitendes künstliches System, dessen Verhalten entweder schrittweise durch vorgegebene Entscheidungsregeln oder zeitkontinuierlich durch festgelegte Beziehungen bestimmt wird und dessen Ausgangsgrößen aus seinen Eingangs- und Zustandsgrößen gebildet werden.

Die Automatik ist eine Vorrichtung, die einen eingeleiteten technischen Vorgang ohne weiteres menschliches Zutun steuert und regelt.

Maschinelles Lernen (machine learning) soll Maschinen zukünftig in die Lage versetzen, selbständig zu lernen, ähnlich wie der Mensch. Das Ergebnis wäre eine Künstliche Intelligenz (KI, artificial intelligence, AI), die der Intelligenz des Menschen ähnelt oder diese vielleicht sogar eines Tages übertrifft. 

– Sensorische Funktionen
– Wahrnehmungsfähigkeiten
– Stimulus Generalisierung
– Abstrakte Konzepte
– Flexibilität
– Improvisationsfähigkeit
– Beurteilung
– Selektiver Erinnerungsabruf – Induktives Denken 

– Wachsamkeit
– Geschwindigkeit und Kraft
– Sensoren ausserhalb des menschlichen Spektrums
– Routinearbeit
– Berechnungen
– Kurzzeitgedächtnisspeicherung
– Simultane Handlungen 

F_gesamt Menge aller Funktionen

F_auto.permanent: permanente Automatiken (z.B. Stabilisatoren im Flugzeug)

F_auto.optional optional zuschaltbare Automatiken (z.B. Autopilot)

F_manuell._permanent permanente manuelle Aufgaben (z.B. Lenkung eines Fahrzeugs)

F_{manuell.optional} optionale manuelle Aufgaben (z.B. Handsteuerung eines Flugzeugs)

Der Automatisierungsgrad AG eines Mensch-Maschine-Systems ist definiert als:

\(AG = {Fauto.permanent +Fauto.optional \over Fgesamt}\)

Der maximale Automatisierungsgrad AGmax ist erreicht, wenn nur die nicht an die Maschine delegierbaren Funktionen Fmanuell.permanent von Hand erledigt werden: 

\(AGmax = {Fgesamt - Fmanuell.permanent \over Fgesamt}\)

Entsprechend ergibt sich der minimale Automatisierungsgrad AGmin, wenn sich die Automatisierung auf die Funktionen beschränkt, die nur von der Maschine ausgeführt werden können:

\(AGmin = {Fauto.permanent \over Fgesamt}\)

Kriterien für die Wahl des optimalen Automatisierungsgrades:

• Vermeidung von Über- und Unterforderung des Menschen (Belastungs- Beanspruchungs-Konzept)

• Sicherstellung kohärenter Arbeitsstrukturen 

• Informierende Assistenten

• Beratende Assistenten

• Kommandierende Assistenten

• Intervenierende Assistenten 

Wird eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) neu entworfen, geändert oder erweitert, dann muss die Ausbildung der Benutzer entsprechend angepasst werden. Meist sind auch Modifikationen am Trainingsgerät erforderlich.

Der damit verbundene Aufwand (Ausbildungszeit, Kosten, Zulassung) muss bereits bei der Gestaltung der MMS berücksichtigt werden.

Beispiel: Ersatz des konventionell Instrumentierten Cockpits durch ein Glasscockpit: 

Feldforschung studiert das Verhalten von Nutzern (Operateuren) in ihrer realen Arbeitsumgebung. Es gibt keine Versuchsaufgabe.
Beispiel: Begleitung von Piloten im normalen Flugbetrieb. 

Labor-Experimente studieren das Verhalten von Probanden (Operateuren) in einer künstlichen Laborumgebung. Die Versuchsaufgabe ist vorgegeben.
Beispiel: Experimente im Flugsimulator. 

Feld-Experimente studieren das Verhalten von Probanden (Operateuren) in einer realen Umgebung. Die Versuchsaufgabe ist vorgegeben.
Beispiel: Flugversuche 

Ein Experiment dient der Überprüfung von Kausalzusammenhängen. Das heisst der Einfluss von unabhängigen auf (zu messende) abhängige Variablen wird untersucht. 

Die Nullhypothese H0 beschreibt das erwartete Ergebnis.
Die Alternativ-hypothese H1 steht für eine Menge von alternativen Annahmen

bezüglich der Nullhypothese. Null- und Alternativhypothese dürfen sich nicht überschneiden.

Die Nullhypothese H0 beschreibt die Gleichheit von Sachverhalten, etwa:

• dass zwischen Gruppen kein Unterschied besteht,

• dass zwischen Merkmalen kein Zusammenhang besteht. 

Bei geschlossenen Antwortvorgaben werden Antwortalternativen vorgegeben:

• Ja/Nein-Vorgaben
• Antworten mit Abstufungen
• maximal 5 bis 7 Abstufungen verwenden
• Vorsicht bei mittlerer Antwortkategorie
• verbale Anker setzen
• bei Nummerierung: negative Zahlen werden weniger gewählt 

Vorteil der offenen Antwortvorgabe:

Die Antworten liefern eventuell wichtige Informationen, die bei der geschlossenen Antwortvorgabe nicht berücksichtigt wurden.

Nachteile der offenen Antwortvorgabe:

Hoher Aufwand bei der Auswertung.
Die statistischen Analysemöglichkeiten sind begrenzt. 

Stereoskopische Anzeigen machen sich den Effekt der binokularen Disparität zunutze. Fixiert der Betrachter die Bildebene, dann schneiden sich die optischen Achsen (Fixierlinien) des Augenpaares dort (siehe Abbildung). Die Vergenzstellung der Augen und ihr horizontaler Abstand bewirken jetzt, dass Objekte (A), die vor oder hinter der Bildebene liegen, im linken und rechten Auge auf disparaten, das heisst verschiedenen Netzhautstellen (A’ und A”) abgebildet werden. Bild in den Folie anschauen!

Die ergonomische Produktqualität werden durch das Qualitätskonzept der Gebrauchstauglichkeit (Usability) beschrieben: 

Die Gebrauchstauglichkeit bezeichnet das Ausmass, in dem ein Produkt durch bestimmte Benutzer in einem bestimmten Nutzungskontext effektiv, effizient und mit Zufriedenheit genutzt werden kann (DIN ISO 9241-11). 

1. Vorbereitung
2. Testablauf
3. Auswertung

Der t-Test vergleicht die Mittelwerte zweier normalverteilter Stichproben und prüft, ob festgestellte Unterschiede signifikant, d.h. statistisch überzufällig sind. Zunächst wird der auf empirisch erhobenen Daten basierende Testwert t berechnet: 

Zur Überprüfung von Hypothesen kommen Signifikanztests zum Einsatz. Dabei wird unter Verwendung der Mittelwerte und Standardabweichungen zweier (oder mehrerer) Stichproben untersucht, ob die Abweichung zwischen diesen Proben noch als zufällig zu betrachten oder als wesentlich (signifikant) einzustufen ist.