Mobile Solutions (eBook)

Dr. Ingrid Rügge promovierte bei Prof. Dr. Otthein Herzog am Fachbereich Mathematik/Informatik der Universität Bremen. Sie ist Geschäftsführerin der International Graduate School for Dynamics in Logistics, Bremen.

Geleitwort 6
Vorwort 8
Inhaltsverzeichnis 10
Abbildungsverzeichnis 12
Tabellenverzeichnis 16
1 Einleitung 17
1.1 Motivation 19
1.2 Anlage der Arbeit 20
2 Untersuchungsspektrum mobile Tätigkeiten 23
2.1 Forschungsstand 27
3 Mobile IKT-Lösungen im Spannungsfeld übergeordneter Leitkonzepte und Interaktionsgestaltungsparadigmen 29
3.1 Desktop Computing 31
3.2 Mobile Computing, mobiles Büro, mobiles Internet 34
3.3 Virtual Reality 38
3.4 Mixed Realities 42
3.5 Ubiquitous Computing 47
3.6 Wearable Computing 50
4 Architektur und Problemstruktur mobiler Lösungen 57
4.1 Technikrelevante Hauptmerkmale mobiler IKT-Lösungen 59
Tragbarkeit und Robustheit 61
Drei Ebenen der Vernetzung werden miteinander verknüpft 65
Energieversorgung 66
4.2 Umgebungssysteme 67
Sensorische Erfassung von Umgebungsinformationen 67
Interpretation von Kontexten 68
4.3 Gebrauchstauglichkeit und Nutzungskontext mobiler Lösungen 70
4.4 Interaktions- und Benutzungssysteme 73
Keine Unterbrechung des eigentlichen Arbeitsprozesses 74
Referenz auf die Kenntnisse und Fähigkeiten der BenutzerIn 74
Intelligente Assistenz und mobile Agenten 75
5 Bestandsaufnahme verfügbarer Systemkomponenten für mobile IKT- Lösungen 79
5.1 Mobile Rechner und Rechnerkomponenten 79
5.2 Vernetzungsinfrastruktur für mobile Lösungen 107
Off-body Vernetzung 108
On- und near-body Vernetzung 111
Datenschutz und -sicherheitsprobleme durch drahtlose Vernetzung 112
5.3 Ein- und Ausgabemedien 114
Spracheingabe 118
Mobile, tragbare Tastaturen 124
Datenhandschuhe zur Texteingabe 130
In Kleidung und Accessoires integrierte Tastaturen und Eingabegeräte 131
Drahtlose Zeigemedien und Navigationskomponenten 134
Spezialisierte Eingabemedien 137
Hybrides Schreibwerkzeug als Übergangstechnologie 141
Sensoren zur impliziten Interaktion 144
Akustische und Sprachausgabe 150
Taktile Ausgabe 152
Visuelle Ausgabe 153
Displaytechnologie 157
Projektions- und Befestigungssysteme für HMDs 161
Gebrauchstauchlichkeit und Nutzungsbedingungen von HMDs 167
5.4 Software, Modelle und Dienste für mobile Lösungen 172
Betriebssysteme für mobile Lösungen 173
Besondere Aspekte von Software-Architekturen für mobile Lösungen 175
Interpretation des mobilen Kontextes 177
Interaktionsarchitektur mobiler Lösungen 178
6 Bestandsaufnahme realisierter mobiler IKT-Lösungen 183
6.1 Einsatzbeispiele mobiler Lösungen in Industrie und Gewerbe 184
Transport und Logistik 184
Produktion, Montage und Konstruktion 185
Instandhaltung 187
6.2 Einsatzbeispiele mobiler Lösungen im Gesundheitswesen 189
Notfallmedizin und Notfalleinsatzunterstützung 190
Patientenmonitoring und Notfalldienste 192
Unterstützung von Arbeitsprozessen im Krankenhaus 193
Unterstützung klinischer Studien / Patiententagebücher 196
6.3 Systematisierung der bisher realisierten mobilen Lösungen 198
Portierung von Desktop-Programmen auf mobile Endgeräte 198
Aufgabenspezifische Optimierung von Hard- und Software 200
Integration mobiler Messsysteme mit Wearable Computern 204
Mobile, kontextbezogene Informationssysteme 205
Kontextgetriebene BenutzerInnenführung 207
(Semi-)automatische Dokumentation 211
Mobile (persönliche) Assistenzsysteme 213
6.4 Technikbedingte Probleme mobil Zusammenfassung 220
Genauigkeit der Positionsbestimmung 220
Darstellung von Karten und komplexen Zeichnungen 221
Dynamische Veränderung der Interaktionsmodalitäten 221
Unterschiede in der menschlichen und technischen Wahrnehmung 222
Probleme mit der Interaktionsarchitektur 222
7 Nutzungspotenziale für mobile IKT-Lösungen in mobilen Tätigkeiten 225
7.1 Untersuchungsmethoden und Erfahrungen mit der Qualität der erzielten Ergebnisse 226
7.2 Nutzungspotenziale mobiler Lösungen im Gesundheitswesen 236
Reduzierung des erforderlichen Aufwands für die Pflegedokumentation 238
Diagnoseeingabe / Leistungserfassung im Krankenhaus 239
Dienstübergabe im Krankenhaus 239
Reduzierung des Zeitaufwands für die Dokumentation in niedergelassenen Praxen 239
Unterstützung der Pflegeüberleitung 240
Einsatz mobiler Endgeräte bei Hausbesuchen von ÄrztInnen 240
Unterstützung der Patientenberatung z.B. in der Zahnmedizin 240
Elektronische Archivierung von Dokumenten 240
Lokalisierung von mobil tätigen Funktionsträgern 240
Kommunikation mit der OberärztIn, die ständig unterwegs ist 241
Mobiles Patientenmonitoring 241
Mobile Prozessbegleitung bei der Visite 242
Konsil in der Aufnahme 242
Mobile Unterstützung der Anästhesie 242
Einsatzunterstützung von NotärztInnen 243
Begehungen durch ArbeitsmedizinerIn bzw. Sicherheitsbeauftragte 243
Zusammenfassung: Erste Schlussfolgerungen aus den Interviews, Gesprächen und Beobachtungen im Gesundheitswesen 251
7.3 Nutzungspotenziale mobiler Lösungen 254
7.4 Nutzungspotenziale mobiler Lösungen für die Instandhaltung großtechnischer Anlagen 262
8 Gegenüberstellung vorhandener mobiler Technologien und ermittelter Anforderungen 267
8.1 Identifizierte Problemfelder 267
Datenschutz, Datensicherheit und Informationelle Selbstbestimmung 285
8.2 Identifizierte Bedarfe und Lösungsansätze 292
9 Fazit und Ausblick 303
1. Komponentenmodell als Idealkonzept für die Entwicklung mobiler Lösungen 303
2. Technologie zum Anfassen und Ausprobieren 306
Literatur- und Bildquellenverzeichnis 309

1 Einleitung (S. 1)

Mobile informations- und kommunikationstechnische Lösungen für den professionellen Einsatz werden durch die Miniaturisierung von Computertechnologie, durch eine großflächige drahtlose Vernetzung, durch die Integration verschiedener Netztechnologien und durch eine effektivere mobile Stromversorgung ermöglicht und getrieben. Dass sie noch keinen nennenswerten Marktanteil haben, sondern bisher weitestgehend als Prototypen und Demonstratoren existieren, ist aus der technischen Perspektive verwunderlich.

Die vorliegende Arbeit geht den Ursachen hierfür auf den Grund. Ausgehend von der Untersuchung bereits vorhandener technologischer Komponenten und realisierte Lösungsansätze und durch die Gegenüberstellung der technischen Artefakte mit den Anforderungen aus den potenziellen Anwendungsbereichen wird eine erste Systematisierung jener Faktoren vorgenommen, die die Entwicklung und den Einsatz von mobilen, tragbaren, informations- und kommunikationstechnologischen Systemlösungen (kurz: mobile IKT-Lösungen).

Folgende untersuchungsleitende Thesen wurden bei der Befassung mit dem vorhandenen Material aufgestellt und werden in der vorliegenden Arbeit mit Argumenten und Beispielen validiert: sind das Maß für mobile informations- und kommunikationstechnologische Lösungen. Bei derartigen Tätigkeiten liegt die Aufmerksamkeit der Benutzer in auf der Erledigung ihrer realweltlichen, häufig physischen Aufgaben und nicht auf der Benutzung eines Computersystems.

Darüber hinaus handelt es sich bei der Benutzerische Tätigkeit qualifizierte Person, die zur Bewältigung ihrer Aufgaben Erfahrung benötigt und für deren Tätigkeit ein gewisses Maß an Informationen, Datenerfassung und/oder Kommunikation erforderlich ist. Bei der bisherigen Entwicklung von mobilen Lösungen wurde selten von der Tätigkeit ausgegangen, die durch mobile Informations- und Kommunikationstechnologien unterstützt werden soll, sondern es wird vor allem von vorhandenen und/oder von leicht zu entwickelnden Technologien aus gedacht.

Dies hat dazu geführt, dass zwar eine Vielzahl technologischer Komponenten für die mobile Unterstützung von Tätigkeiten zur Verfügung steht, eine Integration zu einer konsistenten Gesamtlösung jedoch nicht erfolgt ist. , Deshalb kann kein nennenswerter Absatz der Produkte und auch keine Nachfrage festgestellt werden, so dass einige der bereits realisierten Komponenten bereits wieder vom Markt verschwunden sind, ohne dass ihr Potenzial für die Umsetzung und Etablierung mobiler Lösungen ausgeschöpft werden konnte.

Der Erfolg von mobilen IKT-Lösungen wird nicht allein von der Hardware, der Software oder der Organisation von Arbeit beeinflusst, sondern durch eine geeignete Kombination aller Aspekte. Aus dieser kombinatorischen Vielfalt resultiert eine Komplexität bei der Entwicklung mobiler Lösungen, die immer wieder zu Designkonflikten führt, die nicht allein von Designerinnen bzw. Entwicklerinnen aufgelöst werden können.

Ein bedeutender Faktor für den Erfolg mobiler IKT-Lösungen ist die Energieversorgung mobiler Endgeräte und Komponenten. Er könnte sich als das entscheidende Kriterium für die Güte und Einsetzbarkeit mobiler Lösungen entpuppen. Zum Bedarf an der Entwicklung neuer, leistungsstarker mobiler Energiequellen kommt der Bedarf nach energiesparenden Prozessoren und nach ressourcenschonendem Einsatz und der Entwicklung von Software hinzu.

Ein weiteres wichtigstes Erfolgskriterium ist die organisatorische und technische Integration mobiler IKT-Lösungen in den umgebenden computergestützten Arbeitsprozess. Der Einsatzbereich, für den eine mobile Lösung realisiert werden soll, und die konkreten Nutzungsbedingungen im Anwendungsumfeld bestimmen die konkrete Ausprägung der einsetzbaren Technik. Das bedeutet nicht, dass es nur anwendungsspezifische Lösungen geben kann, es be die NutzerInnen-Perspektive das entscheidende Eingrenzungskriterium für die Güte der mobilen Lösung sein wird. Die Gestaltung der Mensch-Computer-Interaktion, die die Berührungsfläche zwischen Mensch und Technik realisiert, wird somit ein weiterer zentraler Faktor für den Erfolg mobiler IKT-Lösungen sein.