SATOP- Situationsbewusstsein in der Teleoperation

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Verena Nitsch
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme
• Förderung: Förderung seit 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 272130626

Teleoperation, d.h. die Steuerung technischer Systeme aus der Ferne durch den Menschen, ist insbesondere für nicht-standardisierte Aufgaben von großer Bedeutung. Telenavigation (TN) und Telemanipulation (TM) gelten als die zwei größten Anwendungsgebiete der Teleoperation. In den ersten beiden Projektphasen wurde die Rolle von Situationsbewusstsein (SB) und multimodalen Richtungshinweisreizen in der erfolgreichen TN eines Rovers in simulierten Umgebungen untersucht. In der dritten Projektphase soll aufbauend auf dieser Forschung die Rolle von SB während TM-Aufgaben untersucht werden, um daraus Erkenntnisse für die Gestaltung von TM-Systemen abzuleiten. Während die Flexibilität von TM-Systemen einerseits für die Bearbeitung nicht-standardisierter Aufgaben unerlässlich ist, erhöht sie andererseits die Aufgabenkomplexität in einer Weise, die es dem Menschen erschwert, durchgehend ein adäquates SB aufrechtzuerhalten („Complexity Creep“). Hier besteht die Möglichkeit, verschiedene Hinweisreize zu verwenden, um den Nutzer beim Erwerb und der Aufrechterhaltung von SA zu unterstützen. Im Rahmen der dritten Projektphase soll daher untersucht werden, ob Greif-Hinweisreize sowie Gestensteuerung die TM-Aufgaben unterstützen können, indem sie konzeptionelles Wissen über die Interaktion mit dem entsprechenden Objekt aktivieren. Um Gestaltungsrichtlinien für Benutzungsschnittstellenlösungen zur Förderung der Entstehung und Aufrechterhaltung adäquaten SBs abzuleiten, werden in der dritten Projektphase die folgenden drei übergreifenden Ziele verfolgt: (1) das Verstehen der Rolle von SB für erfolgreiche Objekt-TM, (2) die Implementierung und Validierung eines objektiven impliziten Maßes von SB, und (3) die Untersuchung der Effekte von Greif-Hinweisreizen sowie Greif-Gestensteuerung auf SB und Aufgabenperformanz. Zu diesem Zweck sind vier Experimente geplant, in denen ein zweiarmiger Teleroboter und ein einarmiger Teleroboter mit austauschbaren Endeffektoren in zwei Szenarien untersucht werden. Das erste Szenario, ein allgemeines Objekt-TM-Szenario, besteht aus dem Greifen mehrerer Objekte mit dem robotischen System und wird in den ersten beiden Experimenten untersucht. Das zweite, teleoperierte Wartungsszenario, besteht aus dem Ersetzen einer kaputten Glühbirne und bildet die Grundlage für das dritte und vierte Experiment. Explizite und implizite Messungen von SB werden zusammen mit Messungen der TM-Leistung der Teilnehmenden erhoben. In den vier Experimenten werden die Auswirkungen von Greif-Hinweisreizen, die dem Objekt überlagert werden, und die Auswirkungen von Greif-Gestensteuerung untersucht. Die aus den Ergebnissen abgeleiteten Erkenntnisse werden im HMI-Design-Guide zusammengefasst und dokumentiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen