Publikation

Laufzeit-Adaption von Benutzungsschnittstellen für Ambient-Intelligence-Umgebungen mittels Raumbasierter Benutzungsmodelle

Daniel Görlich

PhD-Thesis Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik, TU Kaiserslautern Fortschritt-Berichte pak (ISSN 1439-8109) 20 ISBN 978-3-941438-06-4 Technische Universität Kaiserslautern Kaiserslautern 5/2009.

Abstrakt

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 müssen Arbeiter mit zahllosen Geräten zurecht kommen, die üblicherweise 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 große Herausforderungen, die zu langen Einlernzeiten und erhöhtem Risiko von Bedienfehlern und menschlichem Versagen führen. Inzwischen wurden zahlreiche Ansätze zur nutzerfreundlichen Entwicklung und Gestaltung technischer Systeme definiert, wie etwa der Useware-Entwicklungsprozess des Zentrums für Mensch-Maschine-Interaktion (ZMMI), doch sie alle beschränken sich auf die Unterstützung 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 für den Useware-Entwicklungsprozess stellt diese Arbeit ein erweitertes, Raumbasiertes Benutzungsmodell vor, das die formale Spezifikation ganzer Umgebungen mit allen darin enthaltenen technischen Geräten und Geräteverbünden erlaubt. Dieses integrierte Modell kann räumliche Strukturen und darin befindliche Geräte und Geräteverbünde, mehrere Interaktionszonen pro Gerät und aufgabenbasierte Benutzungsmodelle für 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 begründet wird, werden in dieser Dissertation berücksichtigte Schlüsseltechnologien und verwandte Arbeiten in Kapitel 3 aufgeführt. Anschließend 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 für die SmartFactoryKL evaluiert; die Ergebnisse werden in Kapitel 6 diskutiert und bilden die Basis für die nachfolgende Bewertung des Modellschemas. Mit einem Ausblick und der Zusammenfassung endet diese Dissertation.

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz
German Research Center for Artificial Intelligence