SATOP- Situationsbewusstsein in der Teleoperation

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Verena Nitsch
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 272130626

Teleoperationssysteme bieten viele Vorteile, jedoch ist die Arbeit mit derzeit verfügbaren Systemen häufig langsam und fehlerbehaftet. Es besteht folglich eine dringende Notwendigkeit, die Ursachen des Leistungsverlusts zu ergründen und evidenzbasierte Richtlinien für die Gestaltung von effektiven Mensch-Maschine-Schnittstellen zu etablieren. Ziel des SATOP-Projektes ist es daher, die Auswirkungen multi-modalen Feedbacks auf Situationsbewusstsein und Aufgabenleistung in der Teleoperation empirisch zu untersuchen. Insbesondere sind die Effekte von haptischen, auditiven und visuellen sensorischen Hinweisreizen und deren bi- und tri-modalen Kombinationen von Interesse. In Phase 1 des Projekts SATOP (Jan 2016-Dez 2017) wurde ein experimenteller Aufbau mit einer Simulation eines teleoperierten mobilen Roboters in unwegsamem Gelände implementiert und kontrollierte Experimente durchgeführt, die die Effekte von multi-modalen Richtungshinweisen auf die Lokalisierungs- und Navigationsleistung sowie verschiedene Maße des Situationsbewusstseins untersuchten. Die bisher erzielten Ergebnisse zeigen unterschiedliche Auswirkungen multi-modalen Feedbacks. Zum Beispiel hat sich gezeigt, dass das Hinzufügen von auditiven und / oder haptischen Richtungshinweisen zu einem visuellen Hinweis die Lokalisierungsleistung nicht wesentlich verbessert. Auf der anderen Seite verschlechtert das Hinzufügen eines auditiven Richtungshinweises zu einem haptischen Hinweis die Lokalisierungsleistung erheblich. Die bisher erzielten Ergebnisse deuten auf mögliche zugrunde liegende Mechanismen der multisensorischen Wahrnehmung hin, die die Unterschiede in den Auswirkungen von multimodalen Hinweisreizen auf die Aufgabenleistung erklären könnten und auch differenzielle Effekte auf das Situationsbewusstsein prädizieren.Forschung zu Modellen, die die Aufgabenleistung und das Situationsbewusstsein in der Teleoperation auf Basis von multisensorischen Informationsverarbeitungsmechanismen vorhersagen, ist bislang praktisch nicht existent. Infolgedessen ist es derzeit äußerst schwierig abzuschätzen, unter welchen Umständen und für welche Aufgaben unterschiedliche Feedbackmodalitäten die Aufgabenleistung und das Situationsbewusstsein verbessern könnten. Das Ziel der vorgeschlagenen Phase 2 des Projekts SATOP ist es daher, das Konzept der Bayesschen Sensorischen Integration in der Teleoperation zu untersuchen. In dem Bemühen, Effekte des multimodalen Feedbacks aufzuklären und ein prädiktives Modell zu erstellen, sind drei Experimente und eine statistische Metaanalyse geplant. Auf der Grundlage der empirischen Ergebnisse soll ein Modell der multisensorischen Informationsverarbeitung in der Teleoperation und eine entsprechende Taxonomie des multimodalen Feedbacks erstellt werden, auf deren Grundlage Richtlinien für die Gestaltung effektiver Mensch-Maschine-Schnittstellen für Teleoperationssysteme abgeleitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen