004 Informatik
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Gestures are part of the interaction between humans and are currently getting more and more popular in the field of Human-Machine Interaction (HMI). First systems with mid-air gesture control are available in the automotive field of application. But it is still an open question which gestures are intuitive for the users, standards do not exist. In this paper we present a 2-step user study on expectations on touchless gestures in vehicles as part of a participatory design process.
Die spezifischen Herausforderungen des Fachgebiets bedürfen jedoch auch weiterhin einer Diskussion und der Entwicklung neuer Methoden und Ansätze zur Gestaltung von Informationssystemen. Diese sollen dieses Jahr adressiert werden. Generell fokussieren wir eher auf die Effekte von Technologien auf realweltliche Praktiken, als auf die isolierte Technologie. Auch der auf diesen Beiträgen basierende Workshop legt aktuelle Entwicklungen und Fragestellungen offen und gibt neue Impulse für das Forschungsgebiet. Der Workshop wird dabei zweigeteilt gestaltet: Innerhalb des ersten Teils wird den Vortragenden die Möglichkeit gegeben die eigenen Forschungsarbeiten zu präsentieren. Dabei sind sowohl designorientierte, praxisbasierte Analysen und Studien, als auch entwickelte und evaluierte Prototypen neuer Technologien von Interesse. Es wird den Vortragenden die Möglichkeit gegeben die eigenen Forschungsarbeiten teilweise in einem eher frühen Stadium in kompakter Form zu präsentieren und anschließend in Hinblick auf deren Weiterentwicklung diskutieren.
Mission- and safety-critical domains are more and more characterized by interactive and multimedia systems varying from large-scale technologies (e. g. airplanes) to wearable devices (e. g. smartglasses) operated by professional staff or volunteering laypeople. While technical availability, reliability and security of computer-based systems are of utmost importance, outcomes and performances increasingly depend on sufficient human-machine interaction or even cooperation to a large extent. While this i-com Special Issue on “Human-Machine Interaction and Cooperation in Safety-Critical Systems” presents recent research results from specific application domains like aviation, automotive, crisis management and healthcare, this introductory paper outlines the diversity of users, technologies and interaction or cooperation models involved.
Automotive user interfaces and, in particular, automated vehicle technology pose a plenty of challenges to researchers, vehicle manufacturers, and third-party suppliers to support all diverse facets of user needs. To give an example, they emerge from the variation of different user groups ranging from inexperienced, thrill-seeking young novice drivers to elderly drivers with all their natural limitations. To allow assessing the quality of automotive user interfaces and automated driving technology already during development and within virtual test processes, the proposed workshop is dedicated to the quest of finding objective, quantifiable quality criteria for describing future driving experiences. The workshop is intended for HCI, AutomotiveUI, and "Human Factors" researchers and practitioners as well for designers and developers. In adherence to the conference main topic "Spielend einfach interagieren" this workshop calls in particular for contributions in the area of human factors and ergonomics (user acceptance, trust, user experience, driving fun, natural user interfaces etc.) and artificial intelligence (predictive HMIs, adaptive systems, intuitive interaction).
Sicherheitskritische Mensch-Computer-Interaktion ist nicht nur derzeit, sondern auch zukünftig ein äußerst relevantes Thema. Hierbei kann ein Lehr- und Fachbuch, wie dieses, immer nur einen punktuellen Stand abdecken. Dennoch kann der Versuch unternommen werden, aktuelle Trends zu identifizieren und einen Ausblick in die Zukunft zu wagen. Genau das möchte dieses Kapitel erreichen: Es sollen zukünftige Entwicklungen vorausgesagt und versucht werden, diese korrekt einzuordnen. Das ist an dieser Stelle nicht nur durch den Herausgeber, sondern durch Abfrage bei zahlreichen am Lehrbuch beteiligten Autoren geschehen. Neben einem Ausblick auf Grundlagen und Methoden werden dementsprechend auch sicherheitskritische interaktive Systeme und sicherheitskritische kooperative Systeme abgedeckt.
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.
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.
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.
Automotive user interfaces and automated vehicle technology pose numerous challenges to support all diverse facets of user needs. These range from inexperienced, thrill-seeking, young novice drivers to elderly drivers with a mostly opposite set of preferences together with their natural limitations. To allow assessing the (hedonic) quality of automotive user interfaces and automated driving technology (i. e., UX) already during development, the proposed workshop is dedicated to the quest of finding objective, quantifiable criteria to describe future driving experiences. The workshop is intended for HCI, AutomotiveUI, and “Human Factors” researchers and practitioners as well for designers and developers. In adherence to the conference main topic “Interaktion – Verbindet – Alle”, this workshop calls in particular for contributions in the areas of human factors and ergonomics (user acceptance, trust, user experience, driving fun, natural user interfaces, etc.) with focus on hedonic quality and design of user experience to enhance the safety feeling in ADS.
System design for well-being needs an appropriate tool to help designers to determine relevant requirements that can help human well-being to flourish. Personas come as a simple yet powerful tool in the early development stage of the user interface design. Considering well-being determinants in the early design process provide benefits for both the user and the development team. Therefore, in this short paper, we performed a literature study to provide a conceptual model of well-being in personas and propose positive design interventions in personas’ creation process.
Automotive user interfaces and, in particular, automated vehicle technology pose a plenty of challenges to researchers, vehicle manufacturers, and third-party suppliers to support all diverse facets of user needs. To give an example, they emerge from the variation of different usergroups ranging from inexperienced, thrill-seeking young novice drivers to elderly drivers with all their natural limitations. To allow assessing the quality of automotive user interfaces and automated driving technology already during development and within virtual test processes, the proposed workshop is dedicated to the quest of finding objective, quantifiable quality criteria for describing future driving experiences. The workshop is intended for HCI, AutomotiveUI, and “Human Factors" researchers and practitioners as well for designers and developers. In adherence to the conference main topic “Spielend einfach interagieren “, this workshop calls in particular for contributions in the area of human factors and ergonomics (user acceptance, trust, user experience, driving fun, natural user interfaces, etc.) and artificial intelligence (predictive HMIs, adaptive systems, intuitive interaction).
Im Zentrum dieses Workshops stehen Erkenntnisse zur Mensch-Computer-Interaktion in sicherheitskritischen Anwendungsgebieten. Da in solchen Feldern – etwa Katastrophenmanagement, Verkehr, Produktion oder Medizin – immer häufiger MCI stattfindet, sind viele wissenschaftliche Gebiete, unter anderem die Informatik, zunehmend gefragt. Die Herausforderung besteht darin, bestehende Ansätze und Methoden zu diskutieren, anzupassen und innovative Lösungsansätze zu entwickeln.
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.
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.
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.
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.
Even though many aspects of automated driving have not yet become reality, many human factors issues have already been investigated. However, recent discussions revealed common misconceptions in both research and society about vehicle automation and the levels of automation levels. This might be due to the fact that automated driving functions are misnamed (cf. Autopilot) and that vehicles integrate functions at different automation levels (L1 lane keeping assistant, L2/L3 traffic jam assist, L4 valet parking). The user interface is one of the most critical issues in the interaction between humans and vehicles--and diverging mental models might be a major challenge here. Today's (manual) vehicles are ill-suited for appropriate HMI testing for automated vehicles. Instead, virtual or mixed reality might be a much better playground to test new interaction concepts in an automated driving setting.
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.
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.
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.