Mit der rasant fortschreitenden Weiterentwicklung technischer Möglichkeiten wächst gleichzeitig das Bestreben, diese Möglichkeiten auszuschöpfen und in neuen Systemen dem Menschen verfügbar zu machen. Lange Zeit wurden die Entwicklungsaktivitäten dabei auf die Erzeugung eines Mehrwertes von Produkten und Dienstleistungen durch eine Mehrung an Ausstattung und Funktionalitäten ausgerichtet. Es folgte in jüngster Vergangenheit eine Orientierung auf die Mehrung an Auswahl- und Individualisierungsmöglichkeiten, die sich außerdem in einer großen Vielfalt an Produkten ausdrückt.
Das Resultat sind technische Produkte, deren zahlreiche durchaus nützliche Funktionen den Benutzern teilweise nicht einmal mehr bekannt sind, geschweige denn, dass diese in der Lage wären, sie zufriedenstellend zu benutzen.
Diese Situation rifft beispielsweise für Infotainmentsysteme in Fahrzeugen zu. Erschwerend wirkt hier, dass sich Schwierigkeiten bei der Benutzung dieser Systeme durch Fahrer direkt auf die Sicherheit auswirken.
Ein möglicher Optimierungsansatz liegt in der Erhöhung der intuitiven Benutzbarkeit der jeweiligen Eingabe- und Ausgabeelemente sowie der Kommunikationsstrukturen. Weiterhin lässt sich die Intuitivität der Benutzungsschnittstellen insgesamt durch sinnvolle Kombination geeigneter Eingabe- und Ausgabeelemente und deren Zuordnung zu bestimmten Teilhandlungen der Bedienung beeinflussen.
Unabhängig von erhofften direkten positiven Effekten einer intuitiven Bedienung auf die Fahrzeug- und Verkehrssicherheit, darf jedoch nicht außer Acht gelassen werden, dass entsprechend gestaltete Systeme stets auch die Akzeptanz des Menschen als Käufer finden müssen. Die Aussicht, dass intuitive, wenig beanspruchende Schnittstellen positive Auswirkungen auf den Komfort- und den Qualitätseindruck potenzieller Kunden haben können, ist dabei gleichermaßen die Aussicht auf eine weite Verbreitung von Fahrzeugsystemen, die die Sicherheit fördern.
Während ein großer Umfang an Veröffentlichungen und Normen zur „Benutzbarkeit“ und „Gebrauchstauglichkeit“ technischer Systeme verfügbar ist, wird oftmals gar nicht oder nur sehr oberflächlich auf die explizite Bedeutung der Intuition des Benutzers sowie die Möglichkeiten der gezielten Unterstützung der Anwendung von Intuitionen durch die Art der Gestaltung von Mensch-Maschine-Schnittstellen eingegangen. Diese Arbeit ist ein Beitrag zur Aufklärung der Möglichkeiten bei der Entwicklung intuitiv benutzbarer Infotainmentsysteme für Fahrzeuge.
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung
2 Grundlagen der Mensch-Maschine-Systeme
2.1 Beschreibendes Modell für Mensch-Maschine-Systeme
2.1.1 Teilsystem Mensch
2.1.2 Teilsystem Maschine
2.1.3 Die Mensch-Maschine-Schnittstelle
2.2 Aufgaben und Beschäftigungen des Fahrers von Kraftfahrzeugen
2.3 Menschliche Informationsverarbeitung
2.3.1 Informationsaufnahme
2.3.2 Multimodalität in der Mensch-Maschine-Interaktion
2.3.3 Inhaltliche Informationsverarbeitung
2.3.4 Kognition und Komplexität
2.4 Benutzbarkeit
2.4.1 Intuitivität
2.4.2 Psychische Belastung und Beanspruchung
3 Aktuelle Schnittstellenkomponenten
3.1 Analoge und digitale Informationsübertragung
3.1.1 Analoge und digitale Ausgabe
3.1.2 Analoge und digitale Eingabe
3.2 Möglichkeiten der Informationsausgabe durch das System
3.2.1 Grafische Displays
3.2.2 Ton- und Sprachausgabe
3.2.3 Haptische Ausgabeelemente
3.3 Bewertung von Eingabeelementen
3.3.1 Kriterien der Intuitivität
3.3.2 Kriterien zu den sekundären Anwendungsbedingungen von Eingabeelementen
3.4 Eingabeelemente der Menünavigation
3.4.1 Computermouse und Trackball
3.4.2 Cursortastenfeld
3.4.3 Dreh-Drück-Steller
3.4.4 Handrad bzw. Tastenrad
3.4.5 Steuerknüppel bzw. Joystick
3.4.6 Bildschirmbezugtasten
3.4.7 Touchscreen
3.4.8 Sprachinterface
3.4.9 Gestikinterface
3.5 Eingabe von Text und Ziffern
4 Aktuelle Interaktionsstrukturen von Benutzerinterfaces
4.1 Übertragungsleistung und Erwartungskonformität von DDS
4.1.1 Rahmenbedingungen der Analyse
4.1.2 Menü- und Bewegungskonzepte der untersuchten Systeme
4.1.3 Übertragungsleistung vom DDS zur Cursorbewegung im Menü
4.2 Weitere typische Interaktionsmuster aktueller Systeme
4.2.1 Auswahl des Bedienelementes
4.2.2 Cursorsprung an Menuerändern
4.2.3 Eingabe von Text bzw. Navigationszielen
4.3 Beanspruchungsindex Nebenbeschäftigung
4.3.1 Beispiel für den Zusammenhang von Kauverhalten und Beanspruchung
4.3.2 Das Kauverhalten als Merkmal für die Untersuchung von Beanspruchung
5 Entwicklung intuitiver Interaktionsstrukturen
5.1 Strategien zur Verwendung von Wissen
5.1.1 Aktive Interaktionsstrategie
5.1.2 Passive Interaktionsstrategie
5.1.3 Bedeutung der Interaktionsstrategien für Mensch-Maschine-Systeme
5.2 Das Stimulusketten-Konzept
5.3 Realisierung der Stimulusketten in Mensch-Maschine-Schnittstellen
5.3.1 Zielkonflikt
5.3.2 Gestaltungskonsequenzen für Mensch-Maschine-Interaktionsstrukturen
5.4 Weitere Ansätze zur Gestaltung intuitiver Interaktionsstrukturen
6 Gestaltung intuitiver Eingabe- und Ausgabeelemente
6.1 Ausgabeelemente
6.2 Navigationselemente
6.2.1 Anforderungen an Navigationselemente
6.2.2 Gestaltungskonzept
6.2.3 Konstruktiver Realisierungsansatz einer mechanischen Trackballfesselung
6.3 Elemente für die Dateneingabe und Direktzugriffe
6.3.1 Sprachinterfaces
6.3.2 Tastaturen für die Texteingabe
6.4 Kombination und Positionierung von Schnittstellenelementen
7 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Gestaltung intuitiver Benutzerschnittstellen (Infotainmentsysteme) im Kraftfahrzeug, um die kognitive Beanspruchung des Fahrers bei der Bedienung von Sekundärfunktionen zu minimieren und die Fahrsicherheit zu erhöhen.
- Analyse von Mensch-Maschine-Interaktionsstrukturen
- Evaluierung von Bedienelementen (z.B. Dreh-Drück-Steller, Touchscreens) hinsichtlich ihrer Intuitivität
- Entwicklung des "Stimulusketten-Konzepts" zur Reduktion mentaler Beanspruchung
- Untersuchung von Zusammenhängen zwischen Bedienvorgängen und Fahrerbeanspruchung (z.B. mittels Nebenbeschäftigungen)
- Gestaltungsvorgaben für zukünftige, intuitive Navigationsbedienelemente
Auszug aus dem Buch
3.4.1 Computermouse und Trackball
Das bedeutendste und vielleicht auch leistungsfähigste Universalbedienelemente für die vielfältigen komplexen und bildschirmunterstützten Benutzeroberflächen der Anwendungen an Computerarbeitsplätzen ist die Computermouse (Maus). Aufgrund ihrer hohen Verbreitung und der daher zu erwartenden hohen Akzeptanz und Geübtheit der Benutzer erscheint es zunächst naheliegend, diese auch für die Bedienung integrierter Elektroniksysteme in Fahrzeugen einzusetzen. Allerdings ist die Flexibilität der Maus in einem solchen Maße ausgeprägt, dass sie nicht „blind“ zu bedienen ist. Das bedeutet, dass ein Mauszeiger bzw. Cursor auf dem Bildschirm sehr genau beobachtet werden muss, um die gewünschten auf dem Bildschirm dargestellten Funktionsfelder auszuwählen. In dieser Eigenschaft ist ein Trackball der Maus sehr ähnlich. Er unterscheidet sich von der Maus jedoch im wesentlichen darin, dass er nicht auf der Bewegung des gesamten Gerätes gegenüber einer Auflagefläche (Mousepad) basiert, sondern die Kugel als Bewegungsgeber direkt manuell bewegt wird, wodurch der Platzbedarf auf die äußeren Abmessungen des Gehäuses begrenzt ist und eine feste Installation als Voraussetzung für eine Verwendung in beschleunigten Umgebungen wie Kraftfahrzeugen ohne weiteres denkbar wäre. In Zusammenhang mit Onlineanwendungen sind Maus und Trackball als uneingeschränkt geeignet anzusehen, was nicht überrascht, da die Entwicklung von Onlinediensten vorwiegend auf Computerarbeitsplätze ausgerichtet sein dürfte.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung: Die Arbeit beleuchtet die zunehmende Bedeutung des Fahrerverhaltens bei der Bedienung von Infotainmentsystemen und deren Auswirkungen auf die aktive Sicherheit im Straßenverkehr.
2 Grundlagen der Mensch-Maschine-Systeme: Dieses Kapitel definiert die theoretischen Grundlagen der Modellbildung für MMS, der menschlichen Informationsverarbeitung und der Kriterien für Benutzbarkeit.
3 Aktuelle Schnittstellenkomponenten: Hier erfolgt eine detaillierte Untersuchung und Bewertung verschiedener Eingabe- und Ausgabeelemente für die Menünavigation in komplexen Systemen.
4 Aktuelle Interaktionsstrukturen von Benutzerinterfaces: Das Kapitel analysiert die Übertragungsleistung von Systemen wie dem Dreh-Drück-Steller und beleuchtet Zusammenhänge zwischen Bedienprozessen und mentaler Beanspruchung.
5 Entwicklung intuitiver Interaktionsstrukturen: Hier wird das "Stimulusketten-Konzept" als neuer gestalterischer Ansatz eingeführt, um intuitive Interaktionsstrukturen für Infotainmentsysteme zu entwerfen.
6 Gestaltung intuitiver Eingabe- und Ausgabeelemente: Aufbauend auf den Analysen werden konkrete Gestaltungsvorgaben und ein Konzept für ein neues Navigationsbedienelement (Trackball-Fesselung) abgeleitet.
7 Zusammenfassung: Die Arbeit schließt mit einer Bilanz der Untersuchungsergebnisse und gibt einen Ausblick auf zukünftige Anforderungen an die Systementwicklung.
Schlüsselwörter
Mensch-Maschine-System, Infotainmentsystem, Intuitivität, Benutzbarkeit, kognitive Beanspruchung, Stimuluskette, Interaktionsstruktur, Mensch-Maschine-Schnittstelle, Bedienung, Navigationssystem, Mensch-Maschine-Interaktion, Haptik, kognitive Komplexität, Usability, Fahrerassistenz.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die Mensch-Maschine-Interaktion im Kontext von Infotainmentsystemen in Kraftfahrzeugen und untersucht, wie diese so intuitiv gestaltet werden können, dass die kognitive Beanspruchung des Fahrers minimiert wird.
Welche zentralen Themenfelder behandelt der Autor?
Die zentralen Felder sind die psychologischen Grundlagen menschlicher Informationsverarbeitung, die Bewertung von Bedienkonzepten (wie dem Dreh-Drück-Steller) und die Ableitung von Gestaltungsempfehlungen für zukünftige Schnittstellen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel ist es, durch eine intuitive Gestaltung der Eingabe- und Ausgabeelemente die Aufmerksamkeit des Fahrers stärker auf die Primäraufgabe der Fahrzeugführung zu lenken und somit die Sicherheit zu erhöhen.
Welche wissenschaftlichen Methoden kommen zum Einsatz?
Der Autor verwendet eine phänomenologisch-analytische Betrachtung, wertet Videomaterial von Fahrversuchen aus und führt eine Expertenbefragung zur Bewertung verschiedener Bedienelemente durch.
Was umfasst der inhaltliche Hauptteil?
Der Hauptteil gliedert sich in die Modellierung des Mensch-Maschine-Systems, die Analyse bestehender Schnittstellenkomponenten, die Untersuchung von Interaktionsstrukturen und die Entwicklung neuer Ansätze wie des Stimulusketten-Konzepts.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Wichtige Begriffe sind Mensch-Maschine-System, Intuitivität, kognitive Beanspruchung, Infotainmentsystem, Benutzbarkeit und Interaktionsstruktur.
Was versteht der Autor unter dem "Stimulusketten-Konzept"?
Es handelt sich um ein Gestaltungskonzept für Interaktionsstrukturen, bei dem Reiz-Handlungs-Verknüpfungen so dargeboten werden, dass sie eine intuitive und spontane Bedienhandlung auslösen, ohne dass der Fahrer ein komplexes mentales Modell des Systems aktiv nutzen muss.
Warum spielt das "Kaugummikauen" eine Rolle in der Untersuchung?
Der Autor nutzt das Kaugummikauen als Indikator für einen "Beanspruchungsindex": Bei hoher mentaler Beanspruchung durch eine Sekundäraufgabe (wie die Bedienung des Navigationssystems) verlangsamt sich diese unbewusste Tätigkeit oder setzt kurzzeitig aus.
Welche Schwächen haben aktuelle Bedienkonzepte wie der "Dreh-Drück-Steller"?
Der Autor bemängelt häufig eine mangelnde Erwartungskonformität und geringe Übertragungsleistung, da die Zuordnung von Drehbewegung zu Cursorbewegung oft inkonsistent oder schwer erlernbar ist.
Welchen technologischen Ansatz schlägt der Autor für zukünftige Bedienelemente vor?
Der Autor schlägt ein Konzept vor, das auf einem Trackball mit mechanischer Fesselung (Fesselmodus) und einem integrierten Scrollring basiert, um eine ergonomische und intuitive Navigation ohne Umgreifen zu ermöglichen.
- Arbeit zitieren
- Carsten Mohs (Autor:in), 2004, Gestaltung intuitiver Schnittstellen für Infotainmentsysteme, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/175988
