H-Mode, ein intuitives Kontrollinterface zu einem intelligenten Fahrzeug
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Projekt "H-Mode, ein intuitives Kontrollinterface zu einem intelligenten Fahrzeug" wird die derzeitige technische Entwicklung hin zu leistungsfähiger Sensorik, Software und vermehrter Automation und Assistenz in Luft- und Bodenfahrzeugen aufgegriffen. Extrapoliert man diese Entwicklung, muss das nicht notwendigerweise zu vollautomatisierten Fahrzeugen führen, bei der Menschen nur noch Passagiere sind, sondern kann auch hochautomatisierte Fahrzeuge ermöglichen, bei der sich Automation und Fahrer in einer klaren Rollenverteilung symbiotisch ergänzen. Rollenverteilungen lassen sich oft mit Design-Metaphern beschreiben, Beispiel hierfür ist die "Desktop"-Metapher für das Zusammenwirken von Mensch und Computer. Für hochautomatisierte Fahrzeuge lässt sich das Vorbild von Pferd und Reiter bzw. Kutschfahrer gezielt zu einer Designmetapher "H-Metapher" ausbauen, wobei "H" zum einen für "Horse", zum anderen für "Haptik", dem dominanten Interaktionkanal im Zusammenspiel zwischen Reiter und Pferd steht. Diese Designmetapher lässt sich einerseits als Anleitung im Gestaltungsprozess, andererseits als wirkungsvolle Beschreibung für den normalen Nutzer verwenden, mit der rasch und intuitiv die Rollenverteilung und Interaktion verstanden werden kann. Für diese Interaktion wird in den "H-Mode" Projekten eine aus der H-Metapher abgeleitete, haptisch-multimodale Interaktionssprache gestaltet und untersucht. Basis ist dabei eine bidirektionale haptische Verbindung, die zum einen kontinuierlich, z.B. als Kraft/Weg und/oder Vibrationsrückkopplung, zum anderen diskret, z.B. als "Double-Ticks" - vergleichbar dem "Doubleclick" mit einer PC-Maus - erfolgt. Umgesetzt wird diese haptische Verbindung über aktive Stellteile wie Sidesticks, aktive Lenkräder oder aktive Gaspedale, die z.B. über Elektromotoren Momente oder Kräfte erzeugen können. Ergänzend kommen akustische und visuelle Anteile hinzu, welche die jeweilige Aktion erklären bzw. eine Vorausschau zukünftiger Aktionen der Automation und des Fahrzeuges ermöglicht. Die H-Metapher wird sowohl für Luft- als auch für Bodenfahrzeuge verwendet. Das hier beschriebene Projekt fokussiert vor allem auf Bodenfahrzeuge. Im aktuellen Berichtszeitraum (2 Jahre) wurde zunächst die Akzeptanz und Belegung der H-Metapher durch eine Nutzerpopulation untersucht. Die H-Metapher wird insgesamt gut akzeptiert und einerseits mit plausiblen Erwartungen belegt, verfügt andererseits über ausreichend Plastizität, um der technischen Gestaltung einen genügend großen Freiraum zu eröffnen. Darauf aufbauend wurden für einfache Fahrsituationen wie Anfahren/Anhalten, Spurhalten, Spurverlassen und Wegegabelungen in einem speziell dafür aufgebauten Theatersystem die Nutzererwartungen erfasst, mit einem im Theatersystem erarbeiteten Pre-Design abgeglichen, in Prototypen implementiert und in einem Festsitzsimulator Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen unterworfen. Die Prototypen sind insgesamt gut fahrbar, gleichzeitig ergaben sich genügend Anhaltspunkte für Verbesserungs- und Weiterentwicklungsmöglichkeiten speziell in Richtung realistischerer Szenarien. Erste Fahrversuche in einem Versuchsfahrzeug deuten an, dass der im Simulator entworfene Sprachsatz mit nur geringer Modifikation auch im Realfahrzeug zu erfolgreicher Interaktion führt. Eine Hypothese, die im nächsten Schritt durch kritische Experimente mit einer ausreichend großen Nutzerpopulation überprüft wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Flemisch, F.O.; Kelsch, J.; Schieben, A.; Schindler, J.: Stücke des Puzzles hochautomatisiertes Fahren: H-Metapher und H-Mode; 4. Workshop Fahrerassistenzsysteme; Löwenstein; 2006.
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Flemisch, F.O.; Schomerus, J.; Kelsch, J.; Schmuntzsch, U.: Vom Fahrer zum Reiter? Zwischenbericht 2005 auf dem Weg von der H-Metapher zum H-Mode für Bodenfahrzeuge; VDI-Kongress "Fahrer im 21. Jahrhundert"; Braunschweig; 2005.
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Flemisch, F.O.; Vollrath, M,; Rataj, J.: Automation und Assistenz in Pkw und Lkw: Vielfalt oder Einheitlichkeit? 8. Symposium Automatisierungs-, Assistenzsysteme und eingebettete Systeme für Transportmittel AAET; Braunschweig, 2007.
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Goodrich, K.; Flemisch, F. O.; Schutte, P.; Williams, R.: A Design and Interaction Concept for Aircraft with Variable Autonomy: Application of the H-Mode; Digital Avionics Systems Conference; USA; 2006 .
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Kelsch, J.; Flemisch, F. O.; Schieben, A.; Schindler, J.: Links oder rechts, schneller oder langsamer? Grundlegende Fragestellungen beim Cognitive Systems Engineering von hochautomatisierter Fahrzeugführung; DGLR Fachausschussitzung Anthropotechnik "Cognitive Systems Engineering in der Fahrzeug- und Prozessführung"; Karlsruhe; 2006.
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Löper, C.; Schomerus, J.; Brandt, T.; Flemisch, F.O.; Sattel, T.: Bahnplanung, Bahnführung und haptische Interaktion für ein Fahrerassistenzsystem zur Querführung; VDI/VW Gemeinschaftstagung "Assistenz und Automation im Kraftfahrzeug"; Wolfsburg; 2006.
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Schomerus, J.; Flemisch, F.O.; Kelsch, J.; Schieben, A.; Schmuntzsch, U.: Erwartungsbasierte Gestaltung mit der Theatersystem- / Wizard-Of-Oz-Technik am Beispiel eines haptischen Assistenzsystems; 7. Braunschweiger Symposium Automatisierungs-, Assistenzsysteme und eingebettete Systeme für Transportmittel (AAET); Braunschweig; 2006.
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Vollrath, M.; Flemisch, F.O.: Interaktionsgestaltung für hoch automatisierte Fahrzeuge; IMA Tagung "Informationssysteme für mobile Anwendungen"; Wolfsburg; 2006.
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Vollrath, M.; Flemisch, F.O.; Mosebach, H.: Driver Assistance Systems: Intervene, Warn, or do nothing? Transport Research Arena TRA Conference; Göteborg, Sweden; 2006. 2005
