Dissertation
Laufzeit-Adaption von Benutzungsschnittstellen fĂĽr Ambient-Intelligence-Umgebungen mittels Raumbasierter Benutzungsmodelle
Daniel Görlich
PhD-Thesis, Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik, TU Kaiserslautern, Fortschritt-Berichte pak (ISSN 1439-8109), Vol. 20, ISBN 978-3-941438-06-4, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, 5/2009.
Abstract
Kaum zwanzig Jahre, nachdem Mark Weiser den Begriff des „Ubiquitous Computing“ prägte, widmen sich dutzende Visionen und hunderte Entwicklungsprojekte so genannten „smarten“, prototypischen High-Tech-Umgebungen wie smarten Häusern, Klassenzimmern und sogar smarten Fabriken. Doch bereits heute leben und arbeiten Millionen Menschen in stark technisierten Umgebungen. Besonders in Produktionsumgebungen mĂĽssen Arbeiter mit zahllosen Geräten zurecht kommen, die ĂĽblicherweise nicht in ganzheitlichen, nutzerzentrierten Prozessen entwickelt wurden. Stattdessen werden Geräte unterschiedlicher Hersteller mit einer Vielzahl proprietärer Benutzungsschnittstellen vernetzt. All jene verschiedenartigen Geräte, Benutzungsschnittstellen und Interaktionsparadigmen zu erlernen stellt die Arbeiter vor groĂźe Herausforderungen, die zu langen Einlernzeiten und erhöhtem Risiko von Bedienfehlern und menschlichem Versagen fĂĽhren. Inzwischen wurden zahlreiche Ansätze zur nutzerfreundlichen Entwicklung und Gestaltung technischer Systeme definiert, wie etwa der Useware-Entwicklungsprozess des Zentrums fĂĽr Mensch-Maschine-Interaktion (ZMMI), doch sie alle beschränken sich auf die UnterstĂĽtzung der Entwicklung von Einzelgeräten oder bestenfalls von Gerätefamilien; es gibt keinen nutzerzentrierten Ansatz zur Spezifikation und Formalisierung von gesamten technisierten Umgebungen. Aufbauend auf der Useware Markup Language (useML) des ZMMI fĂĽr den Useware-Entwicklungsprozess stellt diese Arbeit ein erweitertes, Raumbasiertes Benutzungsmodell vor, das die formale Spezifikation ganzer Umgebungen mit allen darin enthaltenen technischen Geräten und GeräteverbĂĽnden erlaubt. Dieses integrierte Modell kann räumliche Strukturen und darin befindliche Geräte und GeräteverbĂĽnde, mehrere Interaktionszonen pro Gerät und aufgabenbasierte Benutzungsmodelle fĂĽr Einzelgeräte und Gerätetypen repräsentieren. Es ermöglicht dem Useware-Entwickler, die Interaktionen aller jeweiligen Nutzer und Nutzergruppen mit technischen Geräten in solchen Umgebungen vergleichsweise einfach, konsistent und komfortabel zu modellieren. Während die Notwendigkeit eines solchen Modells in Kapitel 2 begrĂĽndet wird, werden in dieser Dissertation berĂĽcksichtigte SchlĂĽsseltechnologien und verwandte Arbeiten in Kapitel 3 aufgefĂĽhrt. AnschlieĂźend wird in Kapitel 5 das Schema des Raumbasierten Benutzungsmodells (Version 3.0 der Useware Markup Language useML) detailliert beschrieben. Da es bereits im Rahmen eines Forschungsprojekts unter Leitung des Autors angewandt wurde, wird das vorgestellte Modell anhand eines Proof of Concept in Form einer Demonstrationssoftware fĂĽr die SmartFactoryKL evaluiert; die Ergebnisse werden in Kapitel 6 diskutiert und bilden die Basis fĂĽr die nachfolgende Bewertung des Modellschemas. Mit einem Ausblick und der Zusammenfassung endet diese Dissertation.