53 Works

Zwischen Rational und Emotional – Ein Überblick über Entscheidungen und deren Einflussgrößen in kooperierenden Teams

Maria Freese & Meike Jipp
Der zunehmende technische Fortschritt ermöglicht die Entwicklung von Assistenzfunktionen und die Automatisierung komplexer Prozesse. Hiermit können menschliche Operateure bei der Durchführung komplexer Prozesse signifikant unterstützt werden. Die Mensch-Technik-Interaktion wird sich dadurch zu einer intensiven Mensch-Technik-Kooperation entwickeln. Das kognitive System des Menschen wird mit dem kognitiven System der Technik interagieren. Auch im Kontext des Flugverkehrsmanagements ist eine zunehmende Automatisierung von Prozessen und damit einhergehende veränderte Anforderungen an Operateure zu erwarten. So müssen Flughäfen aufgrund des Single...

Regel-basierte Kategorisierung mit dem Hierarchischen Dirichlet Prozess

Thomas Glassen & Verena Nitsch
Der Hierarchische Dirichlet Prozess (HDP), ein rationales Kategorisierungsverfahren, welches auch als Klassifikator für autonome Roboter vorgeschlagen wurde (Nakamura, Nagai & Iwahashi, 2011; Nakamura, Yoshiki, Takayuki & Masahide, 2015), wird anhand eines klassischen Phänomens der menschlichen Kategorisierungsleistung evaluiert und mit alternativen Modellen aus der psychologischen Forschung verglichen. Ziel des Vorhabens ist es sowohl zu einer Reduzierung des Evaluationsdefizits prominenter Kategorisierungsmodelle beizutragen, zu welchen der HDP gerechnet werden kann, als auch Verbesserungspotential des Modells zu ermitteln (Pothos...

Zur Entscheidungskonvergenz in kognitiven Systemen

Johann Kelsch
Das Ziel dieses Beitrags ist, eine Methode für die Analyse der Entscheidungsvorgänge innerhalb kognitiver Systeme vorzustellen. Diese Methode ist ein Teil eines Frameworks für die ganzheitliche Gestaltung dynamischer kognitiver Systeme aus dem Bereich hochautomatisierter Fahrzeugführung. Sie basiert auf der Hypothese, dass Entscheidungen in einem kognitiven System kein Ergebnis einer expliziten Berechnung in einem speziell dafür ausgewiesenen Modul sind, sondern in einem Prozess der Selbstorganisation der Systemelemente generiert werden können. Zur Unterstützung dieser Hypothese ist in...

Ist eine technische Realisierung des Situationsbewusstseins möglich?

Olga Muthig & Dirk Söffker
Der Begriff Situationsbewusstsein hat aktuell in vielen Forschungsbereichen stark an Bedeutung gewonnen. Die Interaktion des Menschen mit der Umwelt in komplexen dynamischen Situationen und besonders in Hochrisikobereichen erfordert das Vorhandensein eines optimalen und fehlerfreien Situationsbewusstseins. Eine fehlerhafte Entscheidung und daraus resultierende Konsequenzen können zu hohen Kosten oder erheblichem Schaden führen; in gravierenden Fällen Menschenleben gef¨ahrden. Eine verlässliche Verhaltensweise/Interaktion in kognitiven Systemen mit damit verbundener Handlungsautonomie erfordert Fähigkeiten wie Planen, Vorhersehen, Handeln und somit das Vorhandensein...

Die Messung von Mental Workload und Situation Awareness während des Erlernens einer komplexen Prozesskontrolltätigkeit im Rahmen einer Eyetracker-Untersuchung

Joseph Greve & Annette Kluge
Das Erlernen und Ausführen einer Prozesskontrolltätigkeit stellt hohe mentale Anforderungen an Operateure/innen. Diese kognitive Belastung, der sog. Mental Workload (MWL), reduziert sich mit fortschreitender Übung, indem neue Schemata sowie kognitive Skripte erworben, prozeduralisiert und automatisiert werden. Primäres Ziel der vorliegenden Studie war die Erfassung des MWL auf Basis des Pupillendurchmessers (Pupillometrie) mit Hilfe eines Eyetrackers in einem komplexen und dynamischen Arbeitskontext. Darüber hinaus sollte das Situationsbewusstsein (SA) unter Verwendung der Fixationshäufigkeit auf eine Informationsanzeige operationalisiert...

Subjektives Erleben einer affektorientierten Intervention in kritischen Dialogsituationen der HCI

Mathias Wahl, Julia Lange, Dietmar Rösner & Jörg Frommer
Die in der Mensch-Computer-Interaktion (HCI) entstehenden Nutzeremotionen erfahren im Zuge der Entwicklung individuell angepasster technischer Systeme eine immer größer werdende Berücksichtigung. Um auf gerade in kritischen Dialogsituationen häufig präsente negative Emotionen einzuwirken, können systemseitig affektorientierte Interventionen eingesetzt werden. Dieser Ansatz wurde schon mehrfach als effektiv nachgewiesen und bildet die Grundlage dieser Studie, in der Probanden eine alltägliche Planungsaufgabe in Zusammenarbeit mit einem simulierten Companion-System bewältigten. In Wizardof- Oz-Experimenten wurde den Probanden in einer kritischen Dialogsituation...

Die Bedeutung der sozialen Identität für transaktive Gedächtnissysteme: Entwicklung eines integrativen Modells

Tamara Kuhn
Das transaktive Wissen einer Gruppe wird dadurch charakterisiert, dass Gruppenmitglieder neben Ihrem eigenen Wissen auch Meta-Wissen über das Wissen und die Expertisen von anderen Teammitgliedern besitzen. Viele Forschungen konnten bisher zeigen, dass sich durch ein gut entwickeltes transaktives Gedächtnissystem vielfältige Vorteile für Arbeitsteams ergeben. Dennoch ist bisher wenig Forschung betrieben worden, um zu klären, welche Faktoren dazu führen, dass ein Team motiviert ist ein transaktives Gedächtnissystem aufzubauen. Aus diesem Grund sollen hier die Zusammenhänge und...

Analyse vorausgehender Bedingungen für die Unterstützung makrokognitiver Prozesse in Teams in der industriellen Instandhaltung

Britta M. Grauel, Annette Kluge & Lars Adolph
Instandhaltungstätigkeiten umfassen Arbeiten bei laufenden Prozessen und mit engem Maschinenkontakt. Zur Instandhaltung gehören häufig ungewohnte Arbeiten und Nicht-Routineaufgaben, welche zudem unter außergewöhnlichen Bedingungen ausgeführt werden. Charakteristisch ist der Wechsel von Aufgaben und Arbeitsumfeld sowie Zeitdruck. Insbesondere die Diagnose und Behebung von Störungen ist eine schwierige und langwierige Aufgabe. Derartig komplexe und schwierige Aufgaben werden häufig von Teams ausgeführt. Obwohl Teamarbeit viele Vorteile bietet, ergeben sich aus der Interaktion von komplexen Systemen, Teamcharakteristiken (z. B. räumlich...

Überzeugungen zum Technologieeinsatz im Mathematikunterricht: Entwicklung eines Messinstruments für Lehramtsstudierende und Lehrkräfte

Daniel Thurm, Marcel Klinger, Bärbel Barzel & Paul Rögler
Überzeugungen zum Technologieeinsatz beim Lehren und Lernen von Mathematik spielen eine entscheidende Rolle bei der Integration von Technologie in den Mathematikunterricht. Messinstrumente zur detaillierten quantitativen Erfassung dieser Überzeugungen sind jedoch nicht verfügbar. In diesem Beitrag wird ein umfassendes Inventar zur Erfassung technologiebezogener Überzeugungen bei Lehrkräften und Lehramtsstudierenden vorgestellt. Der Fragebogen wird an einer Stichprobe von 246 Studierenden sowie 199 Lehrkräften quantitativ überprüft und mit Hilfe einer konfirmatorischen Faktorenanalyse ausgewertet. Es zeigt sich, dass Überzeugungen von...

The Acquisition of Mental Representations under Uncertainty

Johanna Renker & Gerhard Rinkenauer

Über die Entwicklung eines prozedural-interaktiven Assistenzsystems für leistungsgeminderte und -gewandelte Mitarbeiter in der manuellen Montage

Liane Bächler, Andreas Bächler, Manuel Kölz, Thomas Hörz & Thomas Heidenreich
Durch die Globalisierung und den fortschreitenden demografischen Wandel kommt es zu erheblichen Veränderungen in der heutigen industriellen Produktion, innerhalb der Bundesrepublik Deutschland. Als Folge der zu beobachtenden Entwicklung steigt, durch die stärkere Produktindividualisierung, der Anteil kleiner Losgrößen stark an. Eine automatisierte Montage ist aufgrund der hohen Flexibilitätsanforderungen oftmals wirtschaftlich nicht mehr rentabel, wodurch die manuelle Montage wieder mehr an Bedeutung gewinnt. Im Folgenden geht es um die Entwicklung und den Einsatz eines geeigneten Montage- und...

Integration of Prediction Uncertainty into a Human Operator Planning Model Realized with Coloured Petri Nets

Andreas Hasselberg & Dirk Söffker
A method to integrate uncertainty in human performance models based on Coloured Petri Nets is proposed in this contribution. The method allows to predict human performance more realistically. As decisions often have to be made under uncertainty and existing models of human cognitive performance use if-then rules, the arising questions are about the combination of uncertainty with these rules. Uncertainty is present, if the environment is not exactly known or cannot be predicted precisely. As...

Kognitives und kooperatives Assistenzsystem (COGAS) zur Luftzielidentifizierung an Bord von Marineschiffen

Emre Özyurt, Bernhard Döring & Frank Flemisch
Kurzfassung: Die steigende Komplexität von Mensch-Maschine-Systemen führt häufig zur Überforderung der Menschen bei ihrer Aufgabendurchführung in den Systemen. Diese nachteilige Entwicklung erfordert zunehmend die Unterstützung und teilweise Übernahme von kognitiver Arbeit durch die Maschinen. Die erhöhte Komplexität der Automation, die dabei zur efolgreichen Bewältigung von Aufgaben eingesetzt wird, wie z.B. zur Führung und Kontrolle eines Mensch-Maschine-Systems, beansprucht ihrerseits in der Regel den Menschen zusätzlich und beeinträchtigt somit seine Arbeitseffizienz. In Operationszentralen (OPZ) auf Marineschiffen werden...

Benutzerzustandserfassung zur Regelung Kognitiver Assistenz an Bord von Marineschiffen

Jessica Schwarz
Der Beitrag beschreibt die Identifizierung einer Methodik zur Erfassung des mentalen Zustands von Operateuren an Bord von Marineschiffen auf Basis einer Literaturanalyse und die Validierung der identifizierten Methodik in einem anwendungsnahen experimentellen Setting. Die Untersuchung wurde mit dem Ziel durchgeführt, ein System zu entwickeln, das den mentalen Zustand von Operateuren kontinuierlich und in Echtzeit überwacht und kritische Zustände z.B. Über- und Unterforderung oder Übermüdung anzeigt. Im Weiteren soll dieses System als Grundlage zur Regelung eines...

Theory of Mind in Human-Robot-Communication: Appreciated or not?

Brenda Benninghoff, Philipp Kulms, Laura Hoffmann & Nicole Krämer
Social robots play a more and more important role in our society. For better acceptance and more fluent interactions between humans and robots it is generally assumed that implementing human-like cognitive functions within robots is helpful. A between-subjects experiment (N = 40) was conducted to in-vestigate whether implementing a theory of mind within a humanoid robot will lead to higher acceptance of the robot. Theory of mind is considered one of the most essential prerequisites...

Kognitive und kooperative Systeme in der Fahrzeugführung: Selektiver Rückblick über die letzten Dekaden und Spekulation über die Zukunft

Frank Flemisch, Sonja Meier, Jan Neuhöfer, Marcel Baltzer, Eugen Altendorf & Emre Özyurt
In the last decades science in a variety of domains did an impressive amount of research in the field of cooperative and cognitive technical systems. This paper focuses on the domain of (air and ground) vehicle guidance and control and presents selected milestones in this field: Beginning with autonomous vehicles and cognitive pilot support systems, sketching the H-Metaphor and the H-Mode and synthesising it to a cooperative guidance and control of cognitive systems, technically realised...

Bewertung von Bedienentscheidungen mit Hilfe von Zustandsraummethoden

Andreas Hasselberg & Dirk Söffker
Neu entwickelte oder geanderte Mensch-Maschine-Systeme werden besonders beim Einsatz in sicherheitskritischen Bereichen vorab in Simulationen getestet. In diesen Simulationen sollen mogliche Ursachen fur fehlerhafte bzw. nichtoptimale Verhaltensweisen aufgedeckt werden, um diese aufbauend auf der analytischen Bewertung zu verbessern. Hierzu ist auch das Verhalten von Bedienerinnen und Bedienern zu bewerten. Die Bewertung einer Bedienhandlung setzt in der Regel aber die Kenntnis von real existierenden Alternativen bzw. der optimalen oder besten Verhaltensweise voraus. In vorangegangenen Arbeiten konnte...

Personalassistenz im Krankenhaus durch intelligente und ambiente Pflegedokumentation

Daniel Pinske, Benjamin Weyers, Wolfram Luther & Torsten Stevens
Die zunehmende Arbeitsbelastung des Pflegepersonals im Krankenhaus verhindert eine Konzentration auf deren Kerntätigkeiten. Das tägliche Ausfüllen der Pflegedokumentation nimmt dabei Zeit in Anspruch, die mit der eigentlichen Pflege sinnvoller genutzt werden kann. Das hier vorgestellte System assistiert den Pflegekräften beim Dokumentationsvorgang, indem es die geleisteten Pflegemaßnahmen durch Nutzung von ambienten Sensoren und einer Wissensbasis intelligent wahrnimmt und automatisch dokumentiert. Die unaufdringliche Integration in den Pflegeprozess ist dabei ein wichtiges Anliegen, um die Akzeptanz des Systems...

Konzept zur Überwachung und Assistenz von Mensch-Maschine Systemen am Beispiel der kooperativen Durchführung eines Praktikumsversuches zur Regelung eines Drei-Tank-Systems

Eike Dylla, Tobias Rehder, Stefan Helker, Xingguang Fu & Dirk Söffker
Zur Kooperation von an verschiedenen Orten verteilten, gemeinsam arbeitenden, Nutzerinnen und Nutzern von Mensch-Maschine Systemen, sind geeignete technischinformatorische Module zu entwickeln. Die kooperative, online- und echtzeitfahige Regelung eines Drei-Tank-Systems, welche als Praktikumsversuch fur Studierende zum Einsatz kommt, soll minimalprototypisch die Gesamtfunktionalitat abbilden. Die Versuchsstandsdaten sollen an die bedienenden Personen in Echtzeit ubermittelt werden und so die Kommunikation mit den durchfuhrenden Studierenden ermoglichen. Hierzu mussen geeignete Werkzeuge entwickelt werden. Das Konzept sieht vor, das Drei-Tank System...

Simulation der duktilen Schädigung mittels des mikromechanischen Modells nach Ponte Castaneda

Janarthanam Hemanth
Die Schädigung in den meisten metallischen Legierungen für strukturmechanische Anwendungen zeichnet sich durch das duktile Risswachstum mit zunehmender akkumulierter plastischer Dehnung aus. Auf mikroskopischer Ebene erfolgt duktile Schädigung durch Nukleation, Wachstum und Koaleszenz von Poren. Dieser Mechanismus der duktilen Schädigung ist maßgeblich für die Umformbarkeit des Materials. In der vorliegenden Arbeit wurde das mikromechanisch motivierte konstitutive Modell nach Ponte Castaneda für elasto-plastische, poröse Materialien zur Simulation der Schädigung in Massivumformprozessen und Laborversuchen (diverse Stauchversuche und...

Gesture-based Virtual Reality Interaction Design

Stefan Liszio & Maic Masuch
Virtual Reality ermöglicht dem Anwender eine natürliche Interaktion mit den dargestellten, virtuellen Welten als wären diese real. Um eine solche naturgetreue Interaktion zu realisieren, wurde im Rahmen des Forschungsprojekts "Gesture-based Virtual Reality Interaction Design" das Potenzial von Technologien zur Steuerung von Software durch Handgesten in Verbindung mit VR-Systemen untersucht. Dazu wurde eine Oculus Rift VR-Brille mit dem Handgestensensor Leap Motion ausgestattet. Auf diese Weise ist es möglich, die Hände des Benutzers in der virtuellen Welt...

Adaptive Assistenz für Militärische Manned-Unmanned Teaming Hubschraubermissionen

Yannick Brand & Axel Schulte

Spare parts dispatch fraud detection analysis

Shivangi Verma
Along with warranty service abuse, dispatch frauds are a huge concern area for major IT companies. A spare part dispatch by a service provider to the customer is ideally complimented by a faulty part being returned back by the customer. Hence, every part that the service provider sends to a customer is followed by the customer replacing the non-functional part and sending it back. Unfortunately, the service providers lose over millions of dollars globally to...

Pilotenzustandserfassung zur Unterstützung des Ausbildungsbetriebes am Anwendungsbeispiel ziviler Hubschrauberrettungsmissionen

Felix Maiwald & Axel Schulte
Der vorliegende Artikel befasst sich mit der Entwicklung und Untersuchung von Werkzeugen zur Weiterentwicklung des Ausbildungsbetriebes von Hubschrauberrettungspiloten. Ziel ist es, das Ausbildungspersonal bei der objektiven und vergleichbaren Beurteilung des mentalen Zustandes (Beanspruchung) von Flugschülern technisch zu unterstützen. Der Artikel stellt eine Methode zur Abschätzung der mentalen Beanspruchung von Piloten sowie der freien/benötigen kognitiven und sensomotorischen Ressourcen vor. Hierzu werden der verwendete methodische Ansatz sowie Einzelheiten des prototypisch realisierten Ausbildungsarbeitsplatzes in unserem Forschungssimulator präsentiert. In...

Interaction in reinforcement learning reduces the need for finely tuned hyperparameters in complex tasks

Chris Stahlhut, Nicolás Navarro-Guerrero, Cornelius Weber & Stefan Wermter
Giving interactive feedback, other than well done / badly done alone, can speed up reinforcement learning. However, the amount of feedback needed to improve the learning speed and performance has not been thoroughly investigated. To narrow this gap, we study the effects of one type of interaction: we allow the learner to ask a teacher whether the last performed action was good or not and if not, the learner can undo that action and choose...

Registration Year

  • 2016
    53

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