Kooperative Systeme und Automation

Ziel der Forschungsgruppe Kooperative Systeme und Automation

Fortschritte in Datenerfassungs- und Datenverarbeitungstechnologien ermöglichen die Entwicklung automatisierter und kooperierender Systeme. Kooperation und Automation können damit einerseits aus technischer Sicht bedingt als eine logische Weiterentwicklung einzelner Assistenzsysteme betrachtet werden und bedeuten andererseits mit Sicherheit einen Paradigmenwechsel der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion aus Sicht der Ergonomie. Diese Forschungsgruppe strebt eine ganzheitliche Betrachtung kooperativer und automatisierter Systeme an, deren Funktionalitäten nicht mehr als isolierte Assistenzfunktionen betrachtet werden. Solche Gesamtsysteme werden in Zukunft drastische Veränderungen hinsichtlich der Aufgaben des Bedieners, der Mensch-Maschine-Interaktion und der dazugehörigen Nutzerschnittstellen und Interaktionstechnologien hervorrufen.

Nicht nur die funktionelle Entwicklung und Untersuchung der Grenzen der Automation, sondern vor allem auch die Erforschung der Potentiale und Grenzen der menschlichen Leistungsfähigkeit in Zusammenarbeit mit der Automation sind wichtig, um Sicherheit, Komfort und Effizienz soziotechnischer Systeme zu erhöhen und einen Rahmen für gesellschaftliche und rechtliche Diskussionen zu schaffen.

Ein wichtiges Forschungsfeld ist die dynamische Aufgabenverteilung zwischen Mensch und Maschine mit einer geteilten Autorität. Wir etablieren und untersuchen die Kooperation zwischen menschlichen und maschinellen Agenten. Ein Beispiel dafür ist eine funktionsübergreifende Gestaltung der Interaktion und der Nutzerschnittstellen (Kerschbaum, Lorenz, & Bengler, 2014) für automatisierte und kooperative Systeme, insbesondere in Richtung Augmented Reality (Weißgerber, Damböck, Kienle & Bengler, 2012), sowie des haptischen Kanals (Petermeijer, de Winter, & Bengler, 2015) und Multimodalität. Die dafür erforderliche maschinelle Kognition muss den Zustand (z.B. Verfügbarkeit, visueller Workload), das Verhalten und die Intentionen des Nutzers (oder anderer Agenten) erkennen können. Ein Ziel dieser Forschungsgruppe ist es, dahingehende Methoden und Metriken zu entwickeln, um Nutzerzustand (Feldhütter, Gold, Schneider, & Bengler, in press), Qualität der Kooperation (Zimmermann, Bauer, Lütteken, Rothkirch & Bengler, 2014), Qualität der Übernahme (Gold, Damböck, Lorenz & Bengler, 2013), oder Interaktion und Kommunikation (Gontar, Hörmann, Deischl & Haslbeck, 2014) belastbar zu messen und zu bewerten. Da die Güte der Kooperation sich nicht länger nur an objektiven Einzelmaßen (wie z.B. Fahrsicherheit durch Mindestabstand) festhalten lässt, forscht diese Forschungsgruppe an neuen Metriken, die Qualität und Effizienz von Kooperation auf beliebige Zeit- und Gruppengrößen skaliert quantifizieren können.

Der Forschungsansatz ist domänenübergreifend und leistet unter dem Begriff Transportik den Transfer der Methoden und Metriken zwischen den Bereichen Transport (AutomobilLuftfahrt) und Robotik (Bengler, Zimmermann, Bortot, Kienle & Damböck, 2012). Vor allem dienen kooperative und automatisierte Systemen im Kraftfahrzeug als Ausgangspunkt der Betrachtung.

Unsere Forschung auf diesem Gebiet hat das Ziel, das Spektrum von manuellen bis hin zu automatisierten und kooperativen Systemen von Beginn an aus wissenschaftlicher Sicht zu untersuchen und zu gestalten. Dadurch sollen frühzeitig wichtige Grundlagen erarbeitet werden, um die Sicherheit, Akzeptanz und Koexistenz/Kooperation/Kollaboration dieser Systeme zu betrachten, und eine gezielte Ausrichtung auf den Nutzer zu ermöglichen (Schmidtler et al., 2015).

Die Forschungsgruppe teilt sich in folgende Untergruppen: