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Individual Workload and Strategy Assessment – IWSA: Blickbasierte Zustandserkennung für HMI-Schnittstellen

Kurzfassung

Dieses Auswertesystem für Mensch-Maschine-Interaktionen auf Grundlage blickbasierter Parameter, wird erstmals den inter- und intraindividuellen Eigenschaften des Nutzers gerecht. Insbesondere im Bereich anspruchsvoller bzw. hoch-qualifizierter Aufgaben kann mithilfe dieses Systems ein Arbeitsplatz individuell und effizient eingerichtet und auch kontinuierlich verbessert werden.

Hintergrund

Um sozio-technische Systeme effektiv und nachhaltig zu verbessern und Vor-/Unfälle zu vermeiden, gilt es, die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI – Human-Machine-Interface) stän­dig zu überprüfen und ggf. Optimierungen hinsichtlich der menschlichen Anfor­de­run­gen vorzuneh­men. Der Faktor Mensch ist durch seine verän­derlichen kognitiven und physio­logischen Eigen­schaften die wich­tigste, aber auch eine äußerst komplexe Informations­quelle, die mit aktuellen Erfassungsmethoden nicht hin­reichend quantifiziert und nutzbar gemacht werden kann. Nur über ein tief­greifendes Verständnis des individuellen Nutzers kann die Zugänglichkeit von Informa­tion seitens des Systems optimiert werden.

Problemstellung

Aktuelle physiologische Erfassungsansätze eignen sich für eine standardisierte Überprüfung des Nutzer-Zu­stan­des nicht, da die Auswer­tungsverfahren nicht in der Lage sind, sich individuell auf den Nutzer einzustellen und dessen Strategien zu berücksichtigen („one fits all“-Strategie).

Lösung

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entstand nun ein Auswertesystem auf Grundlage blickbasierter Para­meter, das erstmals den inter- und intraindividuellen Eigenschaften des Nutzers gerecht wird. Das System erfor­dert demnach ein Blickerfassungs­system. Durch die Ver­wendung einer Kalib­rierungs­auf­gabe vor der zu analy­sie­renden Tätigkeit selbst, wird ein individuelles Bean­spruchungsmodell erstellt um die Schnittstelle anhand des kognitiven Zustandes und des Anwender­verhaltens zu optimieren.

Aufgrund dieser Kalibrierung auf den individuellen Nutzer kann erstmalig der kognitive Zustand, operationalisiert über die Leistungsfähigkeit und das subjektive Empfin­den, allein über physiologische Parameter kontinuierlich erfasst und quantifiziert werden. Das ermöglicht eine bis­her nicht erreichte Effizienz bei der Einrichtung indivi­dueller Arbeitsumgebungen.

Erfassungsparameter und Auswertestrategie des IWSA-Systems in der Übersicht
Erfassungsparameter und Auswertestrategie des IWSA-Systems in der Übersicht [Bild: KIT].

Vorteile

  • Quantifizierung des kognitiven Zustandes von Anwendern auf einer normierten, vergleichbaren Skala
  • Anwendungsunabhängig und insbesondere auch für anspruchsvolle bzw. hoch-qualifizierte Aufgaben geeignet
  • Subjektives Empfinden, Leistungsfähigkeit und die kognitive Effizienz als Referenzen für den kognitiven Zustand
  • Direkte Ableitung von Gestaltungsmaßnahmen
  • Aktive Vermeidung mentaler Überforderung

Anwendungsbereiche

Für komplexe, langwierige oder besonders verantwortungsvolle Tätigkeiten (Anlagenführung, Leit­warten, Piloten, etc.) lohnt sich ein System, das den Nutzer individuell ana­lysiert, quantifiziert und auf dieser Grundlage nicht nur Sicherheits­vorkehrungen trifft, sondern auch Sys­tem-An­pas­sungen (generell oder individuell) vorschlägt.

Publikationen und Verweise

DOI: 10.5445/IR/1000070025

Exposé
Kontakt
Anne Böse, M.Sc.
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Entwicklungsstand
Funktionsnachweis / TRL3
Patentsituation
EP 3399427 B1 erteilt
AT, DE, FR & GB validiert
Referenznummer
16/111TLB
Service
Die Technologie-Lizenz-Büro GmbH ist mit der Verwer­tung der Technologie beauftragt und bietet Unternehmen die Möglichkeit der Lizenznahme.