Ergonomie und Mensch-Maschine-Systeme (Arbeitswissenschaft II)

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1 Ergonomie und Mensch-Maschine-Systeme (Arbeitswissenschaft II) Übung der Lehreinheit 6 Menschliche Informationsverarbeitung II Sommersemester 2016 Dr.-Ing. Dr. rer. medic. Dipl.-Inform. Aleander Mertens Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen Betreuer: Dr. phil. Dipl.-Psych. Matthias Wille m.wille@iaw.rwth-aachen.de University

2 Theorie Hick-Hyman Gesetz (I/II) Das Gesetz beschreibt die benötigte Zeit, eine Entscheidung zu treffen als Funktion n möglicher Varianten ( Auswahl-Reaktionszeit ). Nimmt man für jede Entscheidung die gleiche Wahrscheinlichkeit an, ergibt sich folgende Gesetzmäßigkeit: T Hick = a + b log 2 (n+1) a = systembedingte Basiszeit bis zum Erkennen eines Stimulus b = eine empirisch zu ermittelnde Konstante n = Anzahl der gleichwahrscheinlichen Alternativen, die zur Auswahl stehen +1 = Unsicherheitsterm: Möglichkeit, keine Entscheidung zu treffen. => fällt bei trainierten Nutzern oder erzwungenen Entscheidungen weg! Hintergrund: Auswahl-Reaktionszeit Eperimente. Z.B. reagiere auf rotes Licht mit Taste A, auf blaues Licht mit Taste B usw 6-2

3 Theorie Hick-Hyman Gesetz (II/II) Bei Entscheidungsmöglichkeiten ungleicher Wahrscheinlichkeiten (z.b. wenn rotes Licht in 90% der Fälle erscheint) muss das Gesetz mittels der informationstheoretischen Entropie H erweitert werden zu H s = Σp i log 2 (1/p i +1) T Hick = a + b H s = a + b (Σp i log 2 (1/p i +1)) a = systembedingte Basiszeit bis zum Erkennen eines Stimulus b = eine empirisch zu ermittelnde Konstante p i = Wahrscheinlichkeiten einzelner Varianten Wichtig: Bei stark überlernten Eingaben (z.b. Eingabe einer Ziffernfolge im Telefon) trifft das Gesetz nicht zu. 6-3

4 Theorie Fitts sches Gesetz (I/II) Das Fitts sche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen der Bewegungszeit, der Weite und der Genauigkeit einfacher gezielter Bewegungen. T Fitts = a+b*log 2 (1+D/W) T = Bewegungszeit D = Distanz W = Breite des Ziels in Bewegungsrichtung a, b = eperimentell ermittelte konstante Werte, aufgabenabhängig a = Aktivierungszeit b = Arbeitszeit Anwendung: ergonomische Gestaltung von Benutzeroberflächen Hintergrund: Die grundlegenden Daten wurden mit der sog. reziproken Tapping- Aufgabe (auch: Fitts sche Tapping-Aufgaben) gewonnen, bei der man möglichst schnell Hin- und Her-Bewegungen zwischen zwei Zielen mit bestimmter Größe und Abstand ausführen muss. 6-4

5 Aufgabe: Bei einer Maschine sollen bestimmte Anzeigen möglichst schnell quittiert werden. Jeder der gleichwahrscheinlichen Anzeige ist ein bestimmter Schalter zugeordnet. a) Berechnen Sie die Auswahl-Reaktionszeit für einen ungeübten Benutzer. b) Berechnen Sie die einzelnen Bewegungszeiten für die Schalter,y,z jeweils vom Startpunkt aus. c) Berechnen Sie die gesamte Reaktionszeit für Schalter z. d) Wie ändert sich die gesamte Reaktionszeit für z, wenn nur der innere Kreis eistieren würde? 4 cm Hick-Hyman a =0,25 s b =0,1 s/bit z Fitts a = 0,2 s b = 0,3 s/bit 45 y Startpunkt r = 6 cm r = 1 6-5

6 Lösung a) Berechnen Sie die Auswahl-Reaktionszeit für einen ungeübten Benutzer. 4 cm Hick-Hyman a =0,25 s b =0,1 s/bit z Fitts a = 0,2 s b = 0,3 s/bit 45 y Startpunkt r = 6 cm r = 1 6-6

7 Lösung b) für Schalter Berechnen Sie die einzelnen Bewegungszeiten für die Schalter,y,z jeweils vom Startpunkt aus. 4 cm Hick-Hyman a =0,25 s b =0,1 s/bit z Fitts a = 0,2 s b = 0,3 s/bit 45 y Startpunkt r = 6 cm r = 1 6-7

8 Lösung b) für Schalter y Berechnen Sie die einzelnen Bewegungszeiten für die Schalter,y,z jeweils vom Startpunkt aus. 4 cm Hick-Hyman a =0,25 s b =0,1 s/bit z Fitts a = 0,2 s b = 0,3 s/bit 45 y Startpunkt r = 6 cm r = 1 6-8

9 Lösung b) für Schalter z Berechnen Sie die einzelnen Bewegungszeiten für die Schalter,y,z jeweils vom Startpunkt aus. 4 cm z 45 Startpunkt r = 6 cm y r = 1 6-9

10 Lösung c) und d) c) Berechnen Sie die gesamte Reaktionszeit für Schalter z. d) Wie ändert sich die gesamte Reaktionszeit für z, wenn nur der innere Kreis eistieren würde? 6-10