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Positive Computing umfasst Design, Realisierung und Bewertung von Anwendungssystemen und deren Einflüsse mit dem Ziel, Lebensqualität und Wohlbefinden von Menschen zu verbessern und sie bei der Entfaltung ihrer Potenziale zu unterstützen. Das Institut Positive Computing (IPCo) an der Hochschule Ruhr West soll dieses neue Paradigma in einem inter- und transdisziplinären Ansatz erschließen, untersuchen und umsetzen. Das Paradigma ist anwendbar auf nahezu alle Bereiche des privaten und beruflichen Lebens. Die Forschung des IPCo fokussiert zunächst jedoch auf die positive Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) für generationenübergreifende Herausforderungen. Hierzu sollen technologische Lösungen unter kontinuierlicher Einbeziehung menschlicher Bedürfnisse und sozialer Fragestellungen erarbeitet
werden.
For highly automated vehicles (AVs), new interaction concepts need to be developed. Even in AVs, the driver might want to intervene and override the automation from time to time. To create the possibility of control, we explore vehicle control through maneuver-based interventions (MBI). Thereby, we focus on explicit, contact-less interaction, which could be beneficial in future AV designs, where the driver is not necessarily bound to classical controls. We propose a set of freehand gestures and keywords for voice control derived in a user-centered design process. Further, we discuss properties, applicability and user impressions of both interaction modalities. Voice control seems to be an efficient way to select a maneuver and free-hand gestures could be used, if voice channel is blocked, e.g., through conversation with passengers.
How to Increase Automated Vehicles’ Acceptance through In-Vehicle Interaction Design: A Review
(2020)
Automated vehicles (AVs) are on the edge of being available on the mass market. Research often focuses on technical aspects of automation, such as computer vision, sensing, or artificial intelligence. Nevertheless, researchers also identified several challenges from a human perspective that need to be considered for a successful introduction of these technologies. In this paper, we first analyze human needs and system acceptance in the context of AVs. Then, based on a literature review, we provide a summary of current research on in-car driver-vehicle interaction and related human factor issues. This work helps researchers, designers, and practitioners to get an overview of the current state of the art.
Bei Großschadensereignissen kann es durch die Vielzahl der Alarme dazu kommen, dass die verfügbaren Rettungskräfte nicht mehr ausreichen, um die anfallenden Aufgaben zu bewältigen oder Hilfsfristen einzuhalten. Die vorliegende Arbeit beschreibt einen Ansatz, sich zusätzlicher Hilfe aus der Bevölkerung zu bedienen, die über einen Disponenten aus der vorhandenen Leitstelle koordiniert wird. Dabei stehen nicht spontan organisierte Helfer im Vordergrund, sondern Personen, die sich vorab mit einem klaren Fertigkeitsprofil und ggf. auch Ausstattung im System registriert haben. Besondere Anforderungen entstehen bei den Disponenten der Leitstelle, deren Mehrbelastung durch das neue System gering zu halten ist, als auch bei den freiwilligen Helfern, die über eine App auf dem Mobiltelefon alarmiert werden und auch darüber die Kommunikation führen sollen. Die Anforderungen beeinflussen sowohl die System-Infrastruktur als auch die Benutzerschnittstelle.
Durch den technischen Fortschritt in der Spracherkennung und -verarbeitung wird Sprache als Interaktionsform auch in Fahrzeugen, z.B. zur Bedienung von Infotainmentsystem, immer populärer. Die Steuerung von teilautomatisierten Fahrzeugen über Sprache ist bisher wenig erforscht. Ziel dieser Arbeit ist es unter der grundsätzlichen Annahme der Eignung von Sprachsteuerung für teilautonome Fahrzeuge, Nutzererwartungen und spezielle Anforderungen an eine Sprachsteuerung für die grundlegenden Fahrmanöver zu identifizieren. Aus den Ergebnissen eines Expertenworkshops und einer explorativen Videostudie werden Anforderungen und Sprachkommandos abgeleitet.
Human emotion detection in automated vehicles helps to improve comfort and safety. Research in the automotive domain focuses a lot on sensing drivers' drowsiness and aggression. We present a new form of implicit driver-vehicle cooperation, where emotion detection is integrated into an automated vehicle's decision-making process. Constant evaluation of the driver's reaction to vehicle behavior allows us to revise decisions and helps to increase the safety of future automated vehicles.
Self-driving cars will relief the human from the driving task. Nevertheless, the human might want to intervene in the driving process and thus needs the possibility to control the car. Switching back to fully manual controls is uncomfortable once being passive and engaging in non-driving-related activities. A more comfortable way is controlling the car with elemental maneuvers (e.g., "turn left" or "stop"). Whereas touch interaction concepts exist, contactless interaction through voice and mid-air gestures has not yet been explored for maneuver-based car control. In this paper, we, therefore, compare the general eligibility of voice and mid-air gesture with touch interaction as the primary maneuver selection mechanism in a driving simulator study. Our results show high usability for all modalities. Contactless interaction leads to a more positive emotional perception of the interaction, yet mid-air gestures lead to higher task load. Overall, voice and touch control are preferred over mid-air gestures by most users.
Currently, car assistant systems mainly try to prevent accidents. Increasing built-in car technology also extends the potential applications in vehicles. Future cars might have virtual windshields that augment the traffic or individual virtual assistants interacting with the user. In this paper, we explore the potential of an assistant system that helps the car’s occupants to calm down and reduce stress when they experience an accident in front of them. We present requirements from a discussion (N= 11) and derive a system design from them. Further, we test the system design in a video-based simulator study (N= 43). Our results indicate that an accident support system increases perceived control and trust and helps to calm down the user.
The way we communicate with autonomous cars will fundamentally change as soon as manual input is no longer required as back-up for the autonomous system. Maneuver-based driving is a potential way to allow still the user to intervene with the autonomous car to communicate requests such as stopping at the next parking lot. In this work, we highlight different research questions that still need to be explored to gain insights into how such control can be realized in the future.
Anonymity-preserving Methods for Client-side Filtering in Position-based Collaboration Approaches
(2017)
Recently, rescue worker resources have not been sufficient to meet the regular response time during large-scale catastrophic events in every case. However, many volunteers supported official forces in different disaster situations, often self-organized through social media. In this paper, a system will be introduced which allows the coordination of trained volunteers by a professional control center with the objective of a more efficient distribution of human resources and technical equipment. Volunteers are contacted via app on their private smartphone. The design of this app is based on user requirements gathered in focus group discussions. The feedback of the potential users includes privacy aspects, low energy consumption, and mechanisms for long-term motivation and training. The authors present the results of the focus group analyses as well as the transfer to their app design concept.
Public transportation will become highly automated in the future, and at some point, human drivers are no longer necessary. Today many people are skeptical about such scenarios of autonomous public transport (abbr.: APT). In this paper, we assess users’ subjective priority of different factors that lead to personal acceptance or rejection of APT using an adapted online version of the Q-Methodology with 44 participants. We found four prototypical attitudes to which subgroups of participants relate: 1) technical enthusiasts, 2) social skeptics, 3) service-oriented non-enthusiasts, and 4) technology-oriented non-enthusiasts. We provide an unconventional perspective on APT acceptance that helps practitioners prioritize design requirements and communicate, targeting users’ specific attitudes.
In catastrophic events, the potential of help has grown through new technologies. Voluntary help has many forms. Within this paper different categories of voluntary help are suggested. Those categories are based on properties like organizational structures, helping process, kind of prosocial behavior and many more. A focus is clearly on the organizational structure and motivational aspects of helper groups. Examples are given for each category. The categorization’s aim is to give a brief overview of possible properties a group of system users could have.
Die Entwicklung von vollautomatisierten Fahrzeugen wird in der gesellschaftlichen Diskussion immer präsenter. Wichtig für die Durchsetzung und verbreitete Nutzung dieser technischer Neuerungen ist jedoch vor allem die Akzeptanz der Bevölkerung – in diesem Fall nicht nur die der potenziellen KäuferInnen sondern auch die der übrigen Verkehrs-teilnehmenden. Vorgestellt wird eine explorative Online-Studie zur Akzeptanz von auto-nomen Fahren basierend auf quantitativen und qualitativen Daten einer Stichprobe von N = 89. Die Ergebnisse zeigen unter anderem eine geringe Vertrautheit mit dem Thema, ein vergleichsweise ausgeprägtes Vertrauen aber eine geringe Nutzungsabsicht.
Öffentliche Diskussionen zum autonomen Fahren zeigen einen hohen Anspruch, dass die Algorithmen in kritischen Fällen Entscheidungen nach ethischen Kriterien fällen. Diese für die Vielzahl von denkbaren Verkehrssituationen so zu erfassen, dass sie den Vorstellungen eines größten Teils der Bevölkerung entspricht, stellt eine große methodische Herausforderung dar. In dieser Arbeit wird untersucht, in wie weit eine überlegte Entscheidung mit dem Verhalten in einem Fahrsimulator übereinstimmt. Dabei wird bei einem großen Teil der Teilnehmer:innen ein Widerspruch zwischen geäußertem beabsichtigtem Handeln und tatsächlichem Handeln offenbar.
Kaum ein sicherheitskritisches System hat eine so große Verbreitung bei Privatpersonen gefunden wie das Automobil. Seit seiner Erfindung hat es eine rasante Weiterentwicklung erfahren, von einer rein mechanischen Maschine zu einem System, bei dem heute die meisten Innovationen auf elektronischen Komponenten basieren. Dazu zählen insbesondere Fahrerassistenzsysteme, die helfen sollen, komfortabler und sicherer am Ziel der Fahrt anzukommen. Wo einst z. B. der Tempomat einfach über die Einstellung einer festen Geschwindigkeit gesteuert wurde, sind heute bereits einzelne Systeme deutlich umfangreicher und das Zusammenspiel longitudinaler und lateraler Automatisierung führt zu einem Anstieg der Komplexität. Die sichere Bedienung des Fahrzeugs muss jedoch im Vordergrund stehen, kann ein Fehler doch schnell bis hin zu tödliche Folgen haben. In diesem Kapitel werden psychologische Grundlagen vorgestellt und auf die Herausforderungen für die Entwicklung von HMIs im Fahrzeug angewandt. Konkrete Umsetzungen von aktuellen Fahrzeugen bis hin zu Forschungsarbeiten werden betrachtet, ebenso wird auf den Entwicklungsprozess und Nutzerstudien eingegangen.
Die breite Einführung autonomer Fahrzeuge, ob für den Individualverkehr oder auch den öffentlichen Nahverkehr, ist nur noch eine Frage der Zeit. Dies bedeutet unweigerlich, dass in absehbarer Zeit alle Verkehrsteilnehmer*innen mit dieser Art von Fahrzeugen in Berührung kommen werden. In diesem Artikel soll diskutiert werden, wie Ansätze des Positive Computing helfen können, die Ausgestaltung der automatisierten Fahrzeuge so vorzunehmen, dass sie zum Wohlbefinden der Menschen in Verkehrssituationen beitragen.
Fahrer benötigen zur sicheren Steuerung ihres Fahrzeugs im Straßenverkehr eine Reihe von Anzeigen. Viele Funktionen zur Fahrerassistenz benötigen Eingaben des Fahrers. Wie auch in den vergangenen Jahren die Funktionsvielfalt gewachsen ist, sind auch Anzeige und Bedienelemente gestiegen. Im vorangegangen Kapitel wurde bereits die Begrenztheit der menschlichen Leistungsfähigkeit bei der gleichzeitigen Aufnahme und Interpretation von Informationen dargelegt. Die Herausforderung an das HMI im Fahrzeug ist durch die gewachsene Anzahl und auch Komplexität der Systeme enorm gestiegen. In diesem Kapitel sollen zu ausgewählten Funktionen die Anzeige und Bedienkonzepte vorgestellt werden, von einfachen Anzeigen bis zu Strategien für das autonom fahrende Fahrzeug. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die sicherheitsrelevanten Aspekte gelegt.
Technologie die beflügelt
(2016)
Die Entwicklung des automobilen HMI verläuft in immer kürzer werdenden Zyklen. Nichtsdestoweniger läßt sich kaum erahnen, inwieweit sich die Zukunft automobilen HMIs darstellen wird. Im Rahmen eines Experten-Workshops wurden verschiedene zukünftige Szenarien in 5, 10 und 20 Jahren auf Basis von Cockpitskizzen bearbeitet. Als Hilfestellung dienten hierbei drei unterschiedliche Personas, basierend auf verschiedenen prototypischen Kunden.
In den letzten Jahren ist die Verwendung mobiler Endgeräte im Automotive Bereich immer wichtiger geworden. Auf der einen Seite bringen immer mehr Personen ihre mobilen Geräte mit in ihr Auto und wollen hier auch auf verschiedene Funktionen des jeweiligen mobilen Geräts zugreifen können. Auf der anderen Seite haben sich mobile Geräte und die dort zum Einsatz kommenden Betriebssysteme aber auch als ideale Kandidaten für eine IT Unterstützung im Automotive Bereich herausgestellt. Das Ziel dieses Beitrages ist es, erste Erfahrungen aus der Entwicklung eines Infotainmentsystems auf Basis einer Android basierten Hardware vorzustellen.
Benutzerschnittstellen im Fahrzeug stellen eine besondere Herausforderung in Konzeption und Entwicklung dar, steht doch eine einfache Bedienung in allen Fahrsituationen von Fahrerassistenzsystemen wie auch Komfort- und Unterhaltungsfunktionen im Vordergrund der Bedien- und Anzeigekonzepte. Zugleich treffen durch eine zunehmende Vernetzung des Fahrzeugs die langen Entwicklungszyklen von Kraftfahrzeugen auf die hochdynamische Welt von Mobiltelefonen und Internet-Applikationen. Weitere Herausforderungen ergeben sich durch absehbare Änderungen im Mobilitätsverhalten und die Einführung von Elektrofahrzeugen.
In recent years, the number of mobile devices that are available for learning scenarios has increased a lot. Different learning settings are usually supported by mobile devices. On the one hand we find mobile devices in informal learning settings, and on the other hand in formal learning settings like a usual lecture. This paper motivates the question whether the usage of mobile devices in a usual lecture is something that is wanted by the students. A first case study is provided with an platform independent prototype that gives an initial indication for preferred usage.
NewsGrid
(2005)
Film archives—particularly those storing video material on all kinds of news items—are important information sources for TV stations. Each TV station creates and maintains its own archive by storing video material received via satellite and/or internet on tapes in analogue and/or digital form. It cannot be predicted in advance which of this archived material will actually be used. Thus all material received must be catalogued and stored. On average only a small percentage of the material stored is actually used. Due to the increase in data volumes the cost of maintaining such repositories and retrieving particular stored items has become prohibitive. To-day digital videos are increasingly replacing analogue material. Digital videos offer the advantage that the can be stored in distributed databases and then be transferred without loss of quality to the transmitting station. Such digital archives can be made accessible to many TV stations, thus spreading the maintenance cost. Individual stations can retrieve only the material they actually need for particular news casts. In this paper a grid architecture for distributed video archives for news broadcasts is proposed. A crucial aspect of such a grid approach is that advanced methods for retrieving data must be available.
Sensing and processing of multimedia information is one of the basic traits of human beings. The development of digital technologies and applications allows the production of huge amounts of multimedia data. The rapidly decreasing prices for hardware such as digital cameras/camcorders, sound cards and the corresponding displays led to wide distribution of multimedia-capable input and output devices in all fields of the everyday life, from home entertainment to companies and educational organisations. Thus, multimedia information in terms of digital pictures, videos, and music can be created intuitively and is affordable for a broad spectrum of users.
Im Rahmen des diesjährigen Workshop Automotive HMI werden wieder eine Vielzahl an Vorträgen aus dem Bereich automobiler Mensch-Maschine Schnittstellen präsentiert. Des Weiteren ist wie in den beiden letzten Jahren ein Interaktiver Innovationsworkshop Teil des Programms. Das Motto der Mensch und Computer 2014 lautet „Interaktiv Unterwegs “. Dies passt hervorragend zum Thema des Workshops.
4. Workshop Automotive HMI
(2015)
Benutzerschnittstellen im Fahrzeug stellen eine besondere Herausforderung in Konzeption und Entwicklung dar, steht doch eine sichere Bedienung in allen Fahrsituationen sowohl von Fahrerassistenzsystemen als auch von Komfort-und Unterhaltungsfunktionen im Vordergrund. Zugleich treffen durch zunehmende Vernetzung die langen Entwicklungszyklen von Kraftfahrzeugen auf die hochdynamische Welt von Mobiltelefonen und Internet. Ein-und Ausgabetechnologien gehören des Weiteren zu den zentralen Mitteln der Hersteller, die Wertigkeit der im Fahrzeug eingebauten Systeme hervorzuheben und sich gegenüber der Konkurrenz abzuheben. Dafür werden in diesem Workshop Konzepte und technische Lösungen von Designern, Entwicklern und Human Factors Experten aus Hochschulen, Forschungsinstituten und der Automobilindustrie vorgestellt und diskutiert.
Das Automobil wird weltweit von verschiedensten Nutzergruppen in Anspruch genommen. Die Notwendigkeit der Anpassung der Benutzerschnittstelle ergibt sich für Automobilhersteller, die weite Kundenkreise erschließen möchten. Dies zielt zum einen auf ältere Autofahrer, aber auch auf Anpassungen, die für andere Märkte nötig sind. Nicht zu vergessen ist auch der generelle Wunsch von Kunden, die Benutzerschnittstelle im Fahrzeug an die eigenen Vorlieben anzupassen. Diese Herausforderungen werden im folgenden erörtert.
Innovationen im Fahrzeug inkl. der Bedienschnittstelle halten oft zunächst in den Oberklassefahrzeugen Einzug und werden gemäß der Erwartungen der entsprechenden Zielgruppe, zumeist 45 Jahre und älter entwickelt. Auf der anderen Seite gehen im Mobilgerätebereich die Innovationen von technisch interessierten Menschen, meist Jugendlichen aus. In dieser Arbeit wurde versucht, die Entwicklung eines Autocockpits für junge Menschen von eben diesen in vier Stufen der nächsten 20 Jahre gestalten zu lassen unter eigener Einschätzung der technischen Möglichkeiten.
Knowledge of fundamentals of human-computer interaction resp. usability engineering is getting more and more important in technical domains. However this interdisciplinary field of work and corresponding degree programs are not broadly known. Therefore at the Hochschule Ruhr West, University of Applied Sciences, a program was developed to give teen-aged pupils insights into this area in a project-based learning environment with professional tools. Within the last 18 month this project was successfully conducted several times with participants of different age.
Die Hochschule Ruhr West hat erstmals zum Wintersemester 2011/12 ein Schülerstudium im Studiengang Angewandte Informatik angeboten. Dieses ist aus verschiedenen Aktivitäten zum Übergang Schule - Hochschule hervorgegangen. Der Artikel beschreibt die Erfahrungen bei der Einführung eines solchen Programms an einer sich im Aufbau befindlichen Fachhochschule sowohl aus Sicht der Hochschulangehörigen als auch der teilnehmenden Schülerinnen und Schüler.
With the introduction of Apple’s iPhone, gesture control became pop-
ular and was perceived as an intuitive means of interaction. Contact-
less gestures received broad attention with the X-Box Kinect.
Current technology is limited to a small number of uses, mainly
in entertainment systems. The target of this project is to increase the
range of possible applications, e.g. to the field of automotive,
industrial applications (manufacturing plants), assisted living in con-
texts ranging from private households to hospitals (interaction for
people with disabilities) and many more.
This paper describes a system which allows platform independent access to quizzes of the popular learning platform Moodle. The main focus is on the software architecture which is implemented on the base of platform independent technology like Web Services, HTML5 and JavaScript. Another aspect is the user interface which was developed with the goal to run on a broad range of mobile devices from small mobile phones up to large tablets.
Design and Evaluation of a Platform Independent Application for Mobile Access of Moodle Quizzes
(2013)
We present a system for 3D hand gesture recognition based on low-cost time-of-flight(ToF) sensors intended for outdoor use in automotive human-machine interaction. As signal quality is impaired compared to Kinect-type sensors, we study several ways to improve performance when a large number of gesture classes is involved. Our system fuses data coming from two ToF sensors which is used to build up a large database and subsequently train a multilayer perceptron (MLP). We demonstrate that we are able to reliably classify a set of ten hand gestures in real-time and describe the setup of the system, the utilised methods as well as possible application scenarios.
Handgesten im Automobil haben das Potenzial einer Kombination von gut sichtbaren Displays nahe der Windschutzscheibe und einer als intuitiv empfundenen Gestensteuerung, wie sie berührungsgesteuert von Smartphones aber auch berührungslos von einigen Fernsehgeräten bekannt ist. Bei entsprechender Positionierung der Sensoren können so die Augen auf der Straße und die Hände am Lenkrad oder zumindest sehr nahe dazu verbleiben. Der hier beschriebene frühe Demonstrator zeigt die Machbarkeit dieser Technologie mit einem neuartigen Erkennungsverfahren.
This contribution demonstrates the efficient embedding of a single depth-camera into the automotive environment making mid-air gesture interaction for mobile applications viable in such a scenario. In this setting a new human-machine interface is implemented to give an idea of future improvements in automation processes in industrial applications. Our system is based on a data-driven approach by learning hand poses as well as gestures from a large database in order to apply them on mobile devices. We register any movement in a nearby driver area and crop data efficiently with the means of PCA transforming it into so-called feature vectors which present the input for our multi-layer perceptrons (MLPs). After MLP classification, the interpretation of user input is sent via WiFi to a tablet PC mounted into the car interior visualizing an infotainment system which the user is able to interact with. We demonstrate that by this setup hand gestures as well as hand poses are easily and efficiently interpretable insofar as that they become an intuitive and supplementary means of interaction for automotive HMI in mobile scenarios realizable in real-time.