Arbitrierung von kooperativer Bewegung von hochautomatisierten Mensch-Maschine-Systemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank O. Flemisch
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252365535

Bewegung ist eine wichtige Fähigkeit von vielen Lebewesen, insbesondere des Menschen. Diese Fähigkeit besteht nicht nur aus einem physikalischen Anteil, sondern ist immer auch mit kognitiven Leistungen verbunden, besonders wenn sich Lebewesen, z.B. bei der Jagd, konkurrierend und/ oder kooperativ bewegen. Das Vereinen unterschiedlicher Absichten zu einer gemeinsamen Bewegung mittels einer zeitnahen Verhandlung (Arbitrierung) ist dabei ein wesentlicher Baustein für eine kooperative Bewegung. Ein Beispiel aus der Alltagswelt ist die kooperative Bewegung zwischen Eltern und Kind, die von unterschiedlichen Fähigkeits- und Autoritätsgraden geprägt ist und bei der bereits intensive Interaktion und Verhandlungen auf allen Interaktionskanälen ablaufen können, bevor dann der gemeinsame Weg wieder kooperativ fortgesetzt wird. Mit zunehmender Automatisierung wird Arbitrierung von Bewegung zunehmend auch zwischen Mensch und Technik relevant, z.B. für das hochautomatisierte Führen von Fahrzeugen, Flugzeugen oder Robotern. Arbitriert wird dabei nicht nur über Intensität, Richtung und Verlauf der Bewegung, sondern auch über Verteilung der Kontrolle, die wiederum eng mit der Verteilung von Fähigkeit, Autorität und Verantwortung zwischen Menschen und Automation gekoppelt ist. Ziel des Projektes sind einfache und robuste Arbitrierungsmuster, die domänenübergreifend intuitiv verstanden werden, und sicher verwendet werden können. Startpunkt des Projektes sind effiziente Erkundungen in natürlichen Domänen kooperativer Bewegungsführung wie der Bewegung von Fußgängern, Radfahrern und Autofahrern, aber auch kurze Abstecher in nicht-technische Domänen wie dem Tanzen und dem Aikido. Davon ausgehend wird ein Gestaltungsraum von Bewegungsarbitrierung aufgespannt und partizipativ mit zukünftigen Nutzern im Labor exploriert. Zwischenergebnis sind einfache Prototypen von Interaktionsmustern, die zunächst auf Gebrauchstauglichkeit untersucht werden. Um die Übertragbarkeit der Arbitrierungsmuster zu untersuchen, werden sie in den Domänen Straßenfahrzeuge, Luftfahrzeuge sowie der kooperativen Führung eines Roboters bzw. Roboterarms prototypisch im Simulator und in einem einfachen Luftfahrzeug implementiert, experimentell untersucht, und in einem Online-Katalog von Arbitrierungsmuster und Design-Pattern dokumentiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen