Hard- und Software-Ergonomie

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1 Hard- und Software-Ergonomie Hard- und Software-Ergonomie Prof. Dr.-Ing. Thomas Herrmann Informations- und Technikmanagement Institut für Arbeitswissenschaft, Ruhr-Universität Bochum Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 1

2 1.5 Gliederung der Vorlesung Menschliche Faktoren interaktiver Systeme 3. Hardware-Ergonomie 4. Wahrnehmung und kognitionspsychologische Faktoren 5. Evaluation, Usability 6. Windows, Icons, Menus, Pointers, Controls 4. Web-Design 5. User Experience 6. Direct Manipulation und Virtual Reality 7. Interaction in the small & ambient technologies 8. Informationsdarstellung und Multimedia Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 2

3 Hard- und Software-Ergonomie 1) Prof. Dr.-Ing. Thomas Herrmann Informations- und Technikmanagement Institut für Arbeitswissenschaft, Ruhr-Universität Bochum Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 3

4 Übungsorganisation Beginn der Übungen: ab dem immer vormittags im 14 tägigen Wechsel für die Gruppen A und B. Räume: in der Regel NB 02/33 (Moderationslabor) oder NA 02/99 Projektartige Übungsorganisation: Ergonomische Beurteilung von verschiedenen Anwendungen und Entwicklung von Verbesserungsvorschlägen Klausur: Uhr Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 4

5 Überblick 1.1 Gestaltungsgegenstand der Mensch-Maschine Interaktion (MMI) und der Software-Ergonomie 1.2 Modelle 1.3 Computerseitige Aspekte der Interaktion 1.4 Metaphern der MMI 1.5 Kontext und Aufgaben der MMI Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 5

6 1.1 Benutzungsschnittstelle vs. Funktionalität Benutzer Anforderungen und fachliche Qualifizierung Aufgabe Nutzungsbedingungen & techn. Qualifizierung Fachgebiet Mensch- Maschine- Interaktion System funktionale Anforderungen, Anwendungsbedingungen Fachgebiet Software- Engineering CHI1992, Myers&Rosson: Der Umfang des Programmcodes für die Benutzungsschnittstelle überschreitet jetzt 50% Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 6

7 1.1 Benutzung vs. Funktion am Beispiel Benutzer Nutzungsbedingungen & techn. Qualifizierung System Aufgabe funktionale Anforderungen, Anwendungsbedingungen Software Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 7

8 1.2 Mensch-Maschine-Interaktions Modell Benutzer Computersystem Wahrnehmung Bewertung Zielsetzung Änderungen der Umwelt Informationsaufnahme Analyse Planung Zustandsübergang Handlung Informationsausgabe Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 8

9 1.2 Mensch-Maschine-Interaktions Modell Benutzer Computersystem Wahrnehmung Bewertung Zielsetzung Änderungen der Umwelt Informationsaufnahme Analyse Planung Handlung Zustandsübergang Informa- Zutionsstandsausgabe Dialog gang über- Daten darstellen steuern Anwendungs funktionen Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 9

10 1.3 Die Seite der Maschine Bild, gespr. Sprache, Text, Bedeutungsanalyse Spezielle Mustererkennung,... Computersystem Tastatur, Maus Touchscreen Kamera Mikrofon Sensoren... Displays Caves Datagloves Lautsprecher... Änderungen der Umwelt Bildsynthese, Veränderung von Objekten Sprachsynthese Steuerung von Maschinen... Zustandsübergang Informationsausgabe Analyse Informationsaufnahme Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 10

11 1.3 Die Seite der Maschine Ein/Ausgabe Verschiedene physiologische Interaktionskanäle: visuell auditiv haptisch/ motorisch Quelle: B. Preim, R. Dachselt, Interaktive Systeme, examen.press, 2nd ed., Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 11

12 1.3 Die Seite der Maschine - Handhelds Verschiedene physiologische Interaktionskanäle: visuell auditiv haptisch / motorisch Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 12

13 1.3 Die Seite der Maschine 3D Interaktion Verschiedene physiologische Interaktionskanäle: visuell auditiv haptisch / motorisch Interaktive Modellierung mit einer Würfelmaus für die intuitive Steuerung (GMD St. Augustin) Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 13

14 Unterarm als Touchscreen Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 14

15 1. 4 Metaphern der Mensch-Maschine Interaktion Neben der explizit übertragenen Information setzt gelungene Kommunikation voraus, dass eine implizite Kommunikation auf der Basis von Annahmen und Kontextwissen über die Anwendung stattfindet. Eine Metapher bildet Begriffe aus einer Quelldomäne in eine Zieldomäne ab, wobei die Struktur erhalten wird. Die Abbildung ist unvollständig (nicht alle Begriffe der Quelldomäne haben eine Entsprechung in der Zieldomäne). Zugleich kommen dort weitere Aspekte hinzu, die in der Quelldomäne keine Entsprechung hatten. Karteikarten, Mülleimer, Ordner, Briefumschlag und die Desktop Metapher aus den 70-ger Jahren sind nach wie vor aktuell. Vgl.: B. Preim, R. Dachselt, Interaktive Systeme, examen.press, 2nd ed., Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 15

16 1. 4 WIMP Windows, Icons, Menus, Pointers Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 16

17 Radiologen Arbeitsplatz Quelle.: B. Preim, R. Dachselt, Interaktive Systeme, examen.press, 2nd ed., Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 17

18 Mensch-Maschine Schnittstelle Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 18

19 Mensch-Maschine Schnittstelle Eine drahtlose Toilettensteuerung mit 38 Tasten, in einem Japanischen Hotel Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 19

20 1. 4 Multimodale Interaktion Beispiel TurtleSurf Bildschirmansicht und reale Steuerung (mit WoOz-Sim.) Quelle: M. Herczeg & M.C. Kindsmüller (Hrsg.): Mensch & Computer 2008: Viel Mehr Interaktion. München: Oldenbourg Verlag, 2008, S Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 20

21 1. 4 Augmented Reality / Ubiquitous Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 21

22 1. 4 Exkurs: Disappearing Computer Computer pro Nutzer 1 Don A. Norman (1999): The Invisible Computer. MIT Press Vernetzung der PCs Der unsichtbare Computer Sehr viele Computer pro Person Ein Großrechner für viele Nutzer Ein PC pro Nutzer Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 22

23 1. 4 Cooperative Computing Beispiel Roomware Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 23

24 Moderationslabor an der RUB Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 24

25 1.4 Cooperative Computing Beispiel Clearboard Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 25

26 1.4 Cooperative Computing Clearboard Architecture Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 26

27 1.4 Telebuddy: Cooperation + Wearable Computing Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 27

28 1.5 Erweiterter Kontext interaktiver Systeme Benutzer Anforderungen und fachliche Qualifizierung Aufgabe Nutzungsbedingungen & techn. Qualifizierung funktionale Anforderungen, Anwendungsbedingungen Kommunikation und Kooperation System Sozio-technische Integration Organisation und Koordination Umfeld (Kollegen, Firma, Kunden,...) Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 28

29 Ergonomie als Teil der Arbeitswissenschaft Arbeitswissenschaft ist die Systematik der Analyse, Ordnung und Gestaltung der technischen, organisatorischen und sozialen Bedingungen von Arbeitsprozessen mit dem Ziel, dass die arbeitenden Menschen in produktiven und effizienten Arbeitsprozessen Schädigungslose, ausführbare, erträgliche und beeinträchtigungsfreie Arbeitsbedingungen vorfinden, Standards sozialer Angemessenheit nach Arbeitsinhalt, Arbeitsaufgabe, Arbeitsumgebung sowie Entlohnung und Kooperation erfüllt sehen, Handlungsspielräume entfalten, Fähigkeiten erwerben und in Kooperation mit anderen ihre Persönlichkeit erhalten und entwickeln können. Quelle: Luczak/Volpert (1987) Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 29

30 Hierarchisches System zur ergonomischen Bewertung von Arbeitsgestaltungsmaßnahmen BEWERTUNGSEBENEN Realisierung 4 Persönlichkeitsförderlickeit UNTEREBENEN } Weiterentwicklung Erhaltung Dequalifizerung ausgewählter LV Mögliche KRITERIEN (Beispiele) Zeitanteil für - selbständige - schöpferische Verrichtungen Erforderliche Lernaktivitäten 3 Beeinträchtigungsfreiheit (Zumutbarkeit) ohne Beeinträchtigungen volle Kompensation labile Kompensation anhaltend verminderte Effektivität funktionelle Störungen Stufen psychophysischer Belastungswirkungen 2 Schädigungslosigkeit Gesundheitsschäden ausgeschlossen möglich hochwahrscheinlich MAK-,TRK-Werte BK - Morbidität Unfälle 1 Ausführbarkeit einschlägige Normwerte eingehalten Anthropometr. Normen Normwerte überwiegend nicht eingehalten / zuverlässige Ausführung nicht gewährleistet sinnespsychophysiologische Normwerte Vorlesung Hard- Quelle: und Hacker, Software-Ergonomie W.: Arbeitspsychologie. Bern, Stuttgart, Toronto: Verlag Hans Huber

31 Was ist Ergonomie? Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 31

32 Ergonomie und gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse Ergonomie stellt Kriterien und Methoden bereit, um Belastungen und Beanspruchungen sowie ggf. Schädigungen bei der menschlichen Arbeit zu messen. BetrVG 91 Mitbestimmungsrecht Werden die Arbeitnehmer durch Änderungen der Arbeitsplätze, des Arbeitsablaufs oder der Arbeitsumgebung, die den gesicherten arbeitswissenschaftlichen Erkenntnissen über die menschengerechte Gestaltung der Arbeit offensichtlich widersprechen, in besonderer Weise belastet, so kann der Betriebsrat angemessene Maßnahmen zur Abwendung, Milderung oder zum Ausgleich der Belastung verlangen. Kommt eine Einigung nicht zustande, so entscheidet die Einigungsstelle. Der Spruch der Einigungsstelle ersetzt die Einigung zwischen Arbeitgeber und Betriebsrat. Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 32

33 1.5 Software-Ergonomie Anpassung der Nutzungsbedingungen eines Computersystems an Eigenschaften der Benutzer/innen (bzgl. ihrer Wahrnehmungs- und Denkgewohnheiten) und ihrer Eigenarten bei der Aufgabenausführung Achtung: unterschiedliche Nutzer/innen haben unterschiedliche Eigenschaften (Kenntnisse, Übungsgrad, Nutzungshäufigkeit) und brauchen unterschiedliche Nutzungsbedingungen. Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 33

34 1.5 Überwindung von Probleme Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 34

35 1.5 Überwindung von Probleme Vermeidung von Fehlern und schnelles Beheben Schnelle Eingabe von Daten ermöglichen, Vermeidung von Routinetätigkeiten und Medienbrüchen Ermöglichung Direkter Manipulation Reduktion von Komplexität bei der Informationsdarstellung Schnelles Finden, Identifizieren und Wiedererkennen Erleichterung und Beschleunigung der Navigation... Vermeidung von Schädigungen oder der Beeinträchtigung des Wohlbefindens Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 35

36 User-Experience Design Utility Usability Joy of Use Joy of Use Herausforderung Innovation Exklusivität Kooperation Symbolcharakter Vertrauenswürdigkeit Personalisierbarkeit Arndt 2006 : Integrierte Informationsarchitektur Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 36 36

37 1.5 Anwendungen und Differenzierungskriterien Gelegentliche vs. regelmäßige Nutzung Freiwillige vs. erzwungene Nutzung Niedriges vs. hohes Risiko Benutzungslaie vs. -experte Durchschnittliche vs. besondere physiologische Bedingungen barrierefreie Nutzung Kritische vs. unkritische Umgebungsbedingungen Hohe vs. niedrige kognitive Anforderungen Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 37

38 Human-Computer-Interaction Mit der Human-Computer-Interaction (HCI) (Mensch- Computer Interaktion) beschäftigen verschiedene wissenschaftliche Disziplinen. Es geht inhaltlich um die benutzergerechte Gestaltung interaktiver Systeme und den implementierten Mensch-Maschine-Schnittstellen. Es werden neben Erkenntnissen der Informatik auch solche aus anderen wissenschaftlichen Disziplinen verwandt. Die Arbeitswissenschaft spielt in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle. Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 38

39 1.5 Beteiligung verschiedener Disziplinen Psychologie Wahrnehmungsps. Kognitionsps. Arbeitsps. Biologische Ps. / Physiologie Medizin BWL Informatik Grafische Systeme Software-Engineering KI... Semiotik Ingenieur- Wissen- Schaften: E-Technik Maschinenbau Bauwesen / Architektur... Arbeitswissenschaft Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 39

40 1.5 Konferenzen im Bereich MMI 1. CHI (Computer-Human-Interaction) (2008 in Chicago) (ACM-SIGCHI) 2. DIS (Designing Interactive Systems) 3. UIST (User Interface Software and Technology) (ACM SIGGraph & SIGCHI) 4. NordiChi in Kooperation mit ACM 5. Mensch und Computer (MundC) GI- FB Mensch-Computer-Interaktion Vorlesung Hard- und Software-Ergonomie 40