Ergonomie und Mensch-Maschine-Systeme (eBook)

Christopher M. Schlick recieved the Dipl.-Ing. degree in 1992 from Berlin University, the Dr.-Ing. and the Habilitation degrees from RWTH Aachen University in 1999 and 2004, respectively. From 1992 to 1993 he worked as a design engineer in industry. Then, from 1994 to 1997 he was a research assistant and from 1998 to 2000 an assistant professor at the Institute of Industrial Engineering and Ergonomics at RWTH Aachen University. From 2001 to 2004 he was head of the human factors engineering department at the German Research Establishment for Applied Science FGAN. Currently, he is the director of the Institute of Industrial Engineering and Ergonomics. His research interests include design, modelling and simulation of work and business systems.

Vorwort 5
Inhaltverzeichnis 7
Autorenverzeichnis 11
1 Das Forschungsinstitut für Anthropotechnik – Aufgaben, Methoden und Entwicklung1 15
Kurzfassung 15
1.1 Begriffe und Historie 15
1.2 Aufgaben und Methoden 18
1.3 Die Veränderung der Forschungsansätze 23
Literatur 29
2 Gestures, mimics and user assistance for usability enhancement 31
Abstract 31
2.1 Introduction 31
2.2 Interaction with gestures and mimics 32
2.3 The concept of user assistance 38
2.4 Conclusions 45
References 45
3 Ergonomie in der Medizin und Berühreingabe über Farbgraphik-Displays 47
Kurzfassung 47
3.1 Einleitung 48
3.2 Ergonomie in der Medizin 50
3.3 Informationsflüsse und Ein-Ausgabe durch „finger touch input displays“ 53
3.4 Praktischer Einsatz in der Medizin 57
3.5 Rückblick, Stand und Ausblick 60
Literatur 63
4 Überwachung, Entscheidung und Supervisory Control in Mensch- Maschine- Systemen 65
Einleitung: Fachliches und Persönliches 65
4.1 Überwachen und Entscheiden beim Supervisory Control in automatisierten Systemen 66
4.2 Überwachung und Aufmerksamkeitsverteilung 69
4.3 Fehlerentdeckung, -diagnose und -korrektur 71
4.4 Rechnergestützte Entscheidung und Managementinformationssysteme 74
4.5 Schlussbemerkungen und Ausblick 77
4.6 Literatur 79
5 Ergonomie und Führungssysteme 81
Kurzfassung 81
5.1 Einleitung 81
5.2 Benutzerzentrierte Systemgestaltung 82
5.3 Forschungsfelder 84
5.4 Ausblick 91
6 Unterstützung von Entscheidungsprozessen durch benutzerzentrierte Gestaltung von Führungssystemen 93
Kurzfassung 93
6.1 Einleitung 94
6.2 Ergonomische Aspekte leistungsgesteigerter Führungssysteme 95
6.3 Benutzerzentrierte Systemauslegung 97
6.4 Ansatz für eine benutzerzentriert gestaltete, adaptive Benutzungsschnittstelle 104
6.5 Fazit und Ausblick 113
Literatur 114
7 Modellbasierte Gestaltung von Benutzungsschnittstellen zur Prozessführung und - überwachung 117
Kurzfassung 117
7.1 Einleitung 118
7.2 Entscheidungsleiter-Modell für die menschliche Informationsverarbeitung 118
7.3 Ausblick 135
Literatur 136
8 Wissensbasierte Unterstützung der Problembearbeitung in natürlichen Situationen 139
Kurzfassung 139
8.1 Einleitung 140
8.2 Problemstellung 141
8.3 Das Unterstützungskonzept 142
8.4 Wissenserhebung und -repräsentation 149
8.5 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 157
Literatur 158
9 Experimental investigation for presentation of AIS symbols on ECDIS in a motion- based ship bridge simulator 161
Abstract 161
9.1 Introduction 162
9.2 Method 163
9.3 Discussion 171
References 172
10 Ecological Interface Design für Konditionierungsparameter von Fregatten 175
Kurzfassung 175
10.1 Einleitung 176
10.2 Vorgehensweise 177
10.3 Ecological Interface Design 178
10.4 EID-Benutzungsoberfläche 184
10.5 Zusammenfassung und Ausblick 191
Literatur 192
11 Die Nutzung elektro-optischer Sensoren für die Lagebilderstellung bei der Deutschen Marine 193
Kurzfassung 193
11.1 Einleitung 194
11.2 Systemstruktur 195
11.3 Unterstützungssystem 197
11.4 Systemerprobung 203
11.5 Zusammenfassung und Ausblick 203
Literatur 205
12 Untersuchungen zur Zielzuweisung bei einem lichtwellenleitergelenkten Flugkörper 207
Kurzfassung 207
12.1 Einleitung 208
12.2 Sichtgeometrie und ihre Auswirkungen 211
12.3 Experimentelle Vorgehensweise 217
12.4 Versuche 220
12.5 Zusammenfassung 222
Literatur 224
13 Intelligent appearing motion in virtual environments 227
Abstract 227
13.1 Virtual environments and motion 228
13.2 Comparative analysis of descriptions of intelligent motion 241
13.3 An alternative, linguistic approach 242
13.4 Relevance and future applications 244
References 245
14 Evaluation eines digitalen anthropometrischen Menschmodells zum Design von Konsolenarbeitsplätzen 249
Kurzfassung 249
14.1 Einleitung 250
14.2 Digitales Menschmodell 251
14.3 Experimentalstudie zum Bewegungsverhalten der oberen Extremitäten 251
14.4 Untersuchungen zur Anthropometrie und zur Haltungs- und Bewegungsmodellierung 253
14.5 Schlussfolgerung und Ausblick 264
Literatur 265
15 Benutzerzentrierte Entwicklung von Interaktionstechniken für die Erweiterte Realität 267
Kurzfassung 267
15.1 Einleitung 268
15.2 Problemstellung 269
15.3 Verwandte Arbeiten 269
15.4 Natürliche Interaktion in AR 270
15.5 Methodik 271
15.6 Ergebnisse 274
15.7 Diskussion 277
Literatur 278
16 Design and evaluation of a multimodal human- multirobot interface 281
Abstract 281
16.1 Introduction 281
16.2 Methodology 285
16.3 Results and discussion 291
Literatur 295
17 Modellbildung und Simulation kooperativer Aufklärungsprozesse zur Optimierung der Teameffizienz 299
Kurzfassung 299
17.1 Einleitung 299
17.2 Beschreibung des Spähsystems FENNEK 301
17.3 Arbeiten im Team 306
17.4 Problematik und Methodik 309
17.5 Fazit und Ausblick 319
Literatur 320
18 Mehrrobotersysteme in der vernetzten Operationsführung 321
Kurzfassung 321
18.1 Einleitung 322
18.2 Problemstellung und Lösungsansatz 323
18.3 Mobile Ad-hoc-Netze für Mehrrobotersysteme 325
18.4 Das Protokoll-Rahmenwerk WNet und seine Erweiterungen 333
18.5 Fazit 341
Literatur 342
19 A switching algorithm for people tracking with mobile robot systems 345
Abstract 345
19.1 Introduction and related work 345
19.2 The mathematical background of the algorithms 348
19.3 Evaluation of the algorithms 352
19.4 The problem of crossing targets 359
19.5 A new switching algorithm 363
19.6 Conclusions 364
References 365
20 Komplexität und Mensch-Maschine- Interaktion 367
Kurzfassung 367
20.1 Einleitung 367
20.2 Grundlagen 369
20.3 Rechenbeispiel zur Komplexitätsbewertung 376
20.4 Zusammenfassung und Ausblick 383
Literatur 383
21 Berührungslose Augen- und Blickbewegungsmessung 385
Kurzfassung 385
21.1 Einleitung 385
21.2 Grundlagen von Augen- und Blickbewegungen und deren Messung 386
21.3 Blickbewegungsmessung mit dem SmartEye- System 391
21.4 Einsatzmöglichkeiten im Forschungsprojekt ELEB 400
21.5 Literatur 403
22 Psychological effects of work with a helmetmounted display 407
Abstract 407
22.1 Helmet-mounted displays (HMD) 407
22.2 Advantages and disadvantages of HMDs 408
22.3 Motivation for own research 409
22.4 Method 410
22.5 Results 413
22.6 Discussion 416
References 417
23 Theoretische Betrachtungen zur Schärfentiefe eines Retinal Scanning Laserdisplays 419
Kurzfassung 419
23.1 Einleitung 419
23.2 Funktionsweise 420
23.3 Modell der optischen Eigenschaften des menschlichen Auges 422
23.4 Schärfentiefe beim natürlichen Sehen 423
23.5 Unschärfe von größeren Strukturen 424
23.6 Laseroptik 427
23.7 Brechung des Lasers am reduzierten Auge 429
23.8 Schärfentiefe des Lasers am reduzierten Auge 431
23.9 Vergleich der Schärfentiefe 432
23.10 Schlussfolgerungen und Ausblick 435
Literatur 436
24 Entwicklung einer neuen Methode zur Auslösung und Messung der maximalen Augentorsion 437
Kurzfassung 437
24.1 Physiologische Grundlagen und Motivation 438
24.2 Experiment 442
24.3 Ergebnisse und Diskussion zu den Kopfbewegungen 444
24.4 Ergebnisse und Diskussion zu den Augenbewegungen 446
24.5 Zusammenfassung und Ausblick 448
24.6 Danksagung 449
Literatur 449
25 Sicherheitsmanagement mit ARIADNE 451
Kurzfassung 451
25.1 Einleitung und Problemstellung 451
25.2 Realisierung 458
25.3 Ergebnisse 469
25.4 Zusammenfassung und Ausblick 474
Literatur 475