Im neuen Doppler Labor, unter der Leitung von Universitätsprofessor Manfred Tscheligi, widmen sich die Wissenschafter der Schnittstelle zwischen Mensch und Technik. Neue Benutzerschnittstellen im Automobil, in der Fabrik und zwischen Menschen und Fabriksrobotern stehen im Zentrum der Forschung.

Foto v.l.: Rektor Heinrich Schmidinger, Landeshauptfrau Mag. Gabi Burgstaller, Universitätsprofessor Manfred Tscheligi (sitzend), ICT&S Centerleiterin Dr. Ursula Maier-Rabler, Mag. Monika Kircher-Kohl (Infineon) und Ing. Thomas Stottan (AUDIO MOBIL) | © Wild&Team

Foto: Universitätsprofessor Manfred Tscheligi am Demonstrator | © Wild&Team

Foto: Mitarbeiter bei Infineon | © Infineon

Mensch und Technik

Das Christian Doppler Labor „Contextual Interfaces“ hat mit 1. Dezember 2009 seinen Betrieb aufgenommen und ist auf sieben Jahre konzipiert. Die Firmenpartner sind AUDIO MOBIL und Infineon. Das Jahresbudget des Labors beträgt 500.000 Euro, wobei dies jeweils zur Hälfte von der Christian Doppler Gesellschaft und den beiden Firmen bestritten wird. Damit werden in dem Labor etwa 15 WissenschaftlerInnen aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Disziplinen tätig sein.

„Es ist ein besonderes Qualitätsmerkmal, dass wir an unserer Universität hiermit schon das fünfte Christian Doppler Labor etablieren können. Die Einrichtung des neuen Labors ‚Contextual Interfaces’ bestätigt auch, dass die Universität mit dem Ausbau des Salzburger Forschungsschwerpunkts Information and Communication Technologies & Society (ICT&S) den richtigen Weg eingeschlagen hat, betont Rektor Heinrich Schmidinger. Mit der Umsetzung grundlagenwissenschaftlicher Forschungsergebnisse in die anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung von AUDIO MOBIL und Infineon setzt die Universität einen wichtigen Schritt und festigt damit auch den Universitätsstandort Salzburg“, so Schmidinger.

Benutzerschnittstellen sind überall

Als Benutzer technischer Geräte ist man im Alltag auf möglichst gut gestaltete Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine angewiesen. Daher hat sich die sogenannte Interface-Forschung (Human-Machine Interaction, Human-Computer Interaction, ….) zum Ziel gesetzt, Methoden und Ansätze zur intuitiven Nutzung von technischen Möglichkeiten in unterschiedlichen Bereichen zu optimieren. Es handelt sich dabei um ein interdisziplinäres Gebiet, auf dem das Wissen unterschiedlicher Fachbereiche von der Informatik, Psychologie, Soziologie, Design bis zu den Verhaltenswissenschaften vereint wird.

Die optimale Gestaltung der konkreten Interaktion ist immer sehr speziell von der jeweiligen Situation abhängig. Dieser auf den Grund zu gehen und daraus abgesicherte und neue Interaktionsansätze zu entwickeln ist eine zentrale Aufgabe des neuen Labors. Dabei konzentriert sich die Wissenschaft auf die Bereiche Fabrik und Automobil.

Methodische Eckpfeiler

• User Experience Forschung

Sie untersucht Qualitätsparameter eines Interfaces und deren Einflüsse. Beispielsweise die vom Benutzer „wahrgenommene Sicherheit in Umgang mit einem Roboter – die Gewissheit nicht verletzt zu werden.“ Ziel ist diese Qualitätsparameter zu identifizieren und sie messbar zu machen.

• Kontextforschung

Sie untersucht wissenschaftlich das Problemumfeld bzw. Situationen, in denen Interaktion stattfindet. So begleiten die Forscher etwa AutofahrerInnen und beobachten und analysieren Benutzungsverhalten (beispielsweise durch die Integration des Forschers beim Autofahren über mehrere Wochen hinweg). Aus den Anforderungen und Bedürfnissen werden konkrete Interaktionsalternativen hergeleitet und versuchsweise realisiert. Ein einfaches Beispiel ist das Löschen eines Objektes durch bloßes Wischen über den Bildschirm, wie es beim Apple IPhone umgesetzt ist.

Benutzerschnittstellen beim Automobil

Beim Automobil erleben wir zurzeit einen Wertewandel hin zu gesteigertem Umweltbewusstsein, auch einer Auseinandersetzung mit speziellen Benutzergruppen wie älteren Personen. Sicherheit im Straßenverkehr ist weitgehend von einfacher und angepasster Bedienung abhängig. Der Fahrer muss beim Lenken eines Fahrzeuges, nicht nur durch technische Komplexität sondern durch neue Bedienkonzepte unterstützt werden. Außerdem sollen auch die menschlichen Sinne besser genutzt werden.

Die Wissenschafter erarbeiten spezielle Benutzerschnittstellen im Autoinnenraum, sowohl für Fahrer, Beifahrer und Passagiere. Bedienungsknöpfe sollen einfacher unterschieden werden können, etwa durch Vibration, eine Funktion, die man spüren kann ohne hinzusehen. Neue Bildschirmkonzepte sind geplant, wie beispielsweise die Positionierung des Bildschirms im Lenkrad. Auch der Beifahrer bekommt spezielle Informationen zur Navigation, die für den Fahrer zu komplex sind, wenn er beispielsweise gerade bremst. Die Arbeiten in diesem Teilbereich werden gemeinsam mit dem Firmenpartner AUDIO MOBIL durchgeführt.

Ing. Thomas Stottan, Geschäftsführer und Gründer von AUDIO MOBIL:

„Die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine zu optimieren ist eine unserer wichtigsten Aufgaben. Mit der Beteiligung am Christian-Doppler-Labor „Contextual Interfaces“ wollen wir neue, essentielle Kenntnisse über diese Interfaces im Bereich Automobil gewinnen. Diese zu nutzen und in neuen Technologien umzusetzen bedeutet, dass die Fahrzeuge der Zukunft benutzerfreundlicher und sicherer zu bedienen sein werden. Mit den Forschungsergebnissen aus dem Christian-Doppler-Labor können wir eine Humanisierung des Autos erreichen.“

Benutzerschnittstellen in der Fabrik

Die Arbeiten in diesem Teilbereich werden gemeinsam mit dem Firmenpartner Infineon durchgeführt. Daraus ergibt sich auch der Blick auf eine spezielle Ausprägung von Fabrik: der Halbleiterfabrik. Tscheligi und sein Team sieht hohe Optimierungspotentiale in der Halbleiterfabrik durch eine individuellere Sichtweise auf die konkreten Verhaltensweisen der Operatoren, z.B. für die Frage wann konkret sind die Entscheidungspunkte einer Person im Ablauf und welche Unterstützung als Interface ist wo sinnvoll.

Auch hier spielt etwa eine hohe Akzeptanz und vor allem Vertrauen in das Interface eine wichtige Rolle. Für Infineon gilt das Zero Defect Ziel (möglichst 0 % fehlerhafte Teile) und die Wissenschafter betrachten dieses Ziel aus der Sichtweise des Arbeiters an der Maschine. Mit zunehmender Automatisierung verändert sich die Rolle des Menschen von ausführenden Tätigkeiten zu mehr kontrollierenden Tätigkeiten.

So sollen beispielsweise neue Displaykonzepte integriert werden, um situationsabhängigere Entscheidungen zu unterstützen und den gesamten Ablauf zu optimieren. Gestaltung der Schnittstelle Mensch-Roboter bzw. Untersuchung der relevanten Faktoren der Interaktion Mensch-Roboter (z.B. Feedback über Zustände, Vertrauen) in einer entstehenden Roboterisierung in der Fabrik.

Monika Kircher-Kohl, CEO Infineon Technologies Austria AG

„Nachhaltig profitabel in Europa zu produzieren ist unser Ziel. Dieses Ziel verfolgen wir durch eine hochflexible Automatisierung, also dem perfekten Zusammenspiel von Menschen und Maschine. Das Zusammenwirken ist eine Herausforderung, bei der Forschergeist und Kreativität gefragt sind. Den Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine widmet sich nun das neu gegründete CD Labor „Contextual Interfaces“. Als Infineon Austria bringen wir uns mit Engagement, aber auch hohen Erwartungen ein und erwarten wesentliche Impulse für die Umsetzung unseres hochflexiblen Produktionssystems der Zukunft.“

Der Teilbereich „Basic Contextual Research“

Neben den speziellen Forschungsbereichen soll auch durch generelle Grundlagenarbeiten eine wissenschaftliche Weiterentwicklung erfolgen bzw. wesentliche qualitative und methodische Grundlagen für beide Kontexte geschaffen werden.

In zwei Forschungssträngen geht es um Entwicklung eines tiefergehenden und empirisch fundierten Qualitätsverständnisses von kontextueller Interaktion („Contextual User Experience“) sowie um spezielle Methoden und Werkzeuge zur Untersuchung kontextueller Interaktion.

Hinterfragt werden Qualitätsfaktoren wie das Sicherheitsgefühl, Freude bei der Benutzung, Vertrauen oder soziale Akzeptanz im Umgang mit Robotern. Weiters geht es um die Weiterentwicklung ethnographischer Methoden für die Untersuchung der tatsächlichen Vorgänge in den jeweiligen Kontexten und der Weiterentwicklung von „Experience Sampling“ als Methode für das Sammeln von „Benutzungs- und Eindrucksmomentaufnahmen“. Synergie von verschiedenen Messverfahren zur Erhebung von Benutzungswerten auf Seiten des Benutzers.

Univ.Prof. Dr. Manfred Tscheligi – zur Person

Der Initiator und Leiter des Labors, Univ. Prof. Dr. Manfred Tscheligi, wurde 1962 in Villach (Kärnten) geboren. Er wurde 2004 als Professor für Human-Computer Interaction & Usability an die Universität Salzburg / ICT&S Center berufen. Seit 2004 wurde eine Arbeitsgruppe aufgebaut die rasch internationale Sichtbarkeit erlangt hat. In einer Vielzahl von bisherigen Forschungsaktivitäten und Forschungskooperationen wurde die Grundlage für die erfolgreiche Beantragung geschaffen. Manfred Tscheligi gilt als international sehr renommierter Vertreter dieses Fachgebietes und als Pionier dieses Fachgebietes in Österreich.

Infineon Technologies Austria

Infineon Technologies ist ein weltweit agierendes Unternehmen, das mit seinen Halbleiter- und Systemlösungen die Märkte für die Zukunftsthemen Energieeffizienz, Kommunikation und Sicherheit adressiert. Infineon Technologies Austria AG mit Sitz in Villach, Forschungs- und Entwicklungszentren in Villach, Graz, und Linz sowie der IT-Services GmbH in Klagenfurt und einem Sales-Office in Wien generierte im Geschäftsjahr 2009 (Ende September) einen Gesamtumsatz von 903,2 Millionen Euro (inklusive Comneon bis 31.Dezember 2008 und DICE) und beschäftigt Österreichweit rund 2.550 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter (Stand 30. September 2009), davon circa 960 in Forschung und Entwicklung. Infineon Technologies Austria AG ist ein Kon-zernunternehmen der Infineon Technologies AG. Seit vielen Jahren zählt die Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen im In- und Ausland zu den Erfolgsfaktoren von Infineon Austria.

AUDIO MOBIL Elektronik GmbH

AUDIO MOBIL ist Systemlieferant für die Automobilindustrie mit Sitz in Ranshofen bei Braunau. Das Unternehmen erforscht, produziert und liefert ganzheitliche Elektroniklösungen in den Bereichen HME (human-machine-environment), HMI (human-machine-interface), V2X-Kommunikation (vehicle-to-car/-infrastructure), Fahrerassistenzsysteme und Car Infotainment. Bei sämtlichen Produkten berücksichtigt AUDIO MOBIL die Aspekte Leichtbau, Low-Power-Consumption, Vernetzung von Mobilitäts-Technologien und hohe Akzeptanz sowie einfache Bedienung durch den Endverbraucher. Die Akzeptanz und einfache Bedienung der Fahrzeugfunktionen durch den Fahrzeuglenker ist ein Kernthema der Forschung im neuen Christian-Doppler-Labor. AUDIO MOBIL ist Wirtschaftspartner für diese automotive Forschung. Mit innovativen „Contextual Interfaces“ soll das Fahrzeug der Zukunft benutzerfreundlicher, interaktiver und intuitiver werden. AUDIO MOBIL unterstützt das neue Christian-Doppler-Labor mit Prototypen, seinem automotiven Know-how und stellt zudem seine hauseigene Teststrecke für Erprobungen zur Verfügung.

Landeshauptmann-Stellvertreter Dr. Wilfried Haslauer

Wir sind täglich umgeben von einer Vielzahl technischer Systeme im beruflichen und im privaten Bereich, die dazu beitragen sollen, unseren Alltag zu erleichtern. Die Anwendungsfelder reichen von Geräten des täglichen Gebrauchs bis hin zu hoch technologischen Systemen in der Automobilbranche, Maschinen und Robotern in der Industrie. Aber nicht immer sind neue Technologien in diesen Systemen benutzerfreundlich ausgestaltet oder „verstehen“ unsere Wünsche und Vorgaben. Die Bedienung dieser Geräte ist oft nur durch hoch spezialisiertes Personal möglich. Die Forschung auf diesem innovativen und zukunftsweisenden Gebiet ist daher gefordert, die Benutzerschnittstellen zwischen Mensch und Maschinen, den „contextual interfaces“ so zu gestalten, dass eine Kommunikation im technischen Sinn erleichtert wird und die Erkenntnisse aus der Forschung dazu beitragen, die Bedienung dieser Geräte zu erleichtern. Mit diesen zukunftsweisenden Herausforderungen wird sich das Christian-Doppler-Labor „Contextual Interfaces“, das von Univ.-Prof. Dr. Manfred Tscheligi geleitet wird, in den nächsten sieben Jahren intensiv befassen.

„Dass dieses Labor an der Universität Salzburg errichtet wird, zeichnet den Standort besonders aus, denn die Kompetenz, die Salzburg in verschiedenen Bereichen der Informations- und Kommunikationstechnologien aufgebaut hat, wird dadurch weiter gestärkt und über die Landesgrenzen hinaus sichtbarer gemacht. Die heutige Eröffnung des fünften Christian-Doppler-Labors innerhalb von nur fünf Jahren ist ein großer Erfolg für Salzburg und ich wünsche den engagierten Forscherinnen und Forschern viel Erfolg bei diesem spannenden Vorhaben, das eine große Herausforderung darstellt und zugleich ein hohes Verantwortungsbewusstsein sowohl von den Unternehmenspartnern als auch von der Forschung einfordert. Ich bin davon überzeugt, dass nicht nur die beiden am Christian-Doppler-Labor beteiligten Unternehmenspartner Audio Mobil und Infineon wirtschaftlich davon profitieren werden, sondern dass die hier erbrachten Forschungsleistungen letztlich auch für Salzburger Unternehmen zugänglich sein werden und damit den Standort insgesamt weiter stärken.

Landeshauptfrau Mag. Gabi Burgstaller

Forschungsstandort Salzburg

Das neue CD-Labor, das heute eröffnet wird, ist bereits das fünfte in Salzburg. Alle diese Labors wurden in den letzten  5 Jahren gegründet und haben sehr wesentlich dazu beigetragen, dass der ´Forschungsstandort Salzburg´ keine bloße Marketing-Idee, sondern gelebte Realität ist. CD-Labors verbinden hochkarätige universitäre Forschung und  unternehmerische Umsetzung in hervorragender Weise und sind eine österreichische Erfolgsgeschichte. Die Salzburger Labors unterstreichen das überzeugend und nachdrücklich.

Schwerpunkt Informations- und Kommunikationstechnologien

Prof. Manfred Tscheligis Labor geht in seinen Anfängen auf das Jahr 2007 zurück.  Der Wissenschafts- und Forschungsrat des Landes hatte empfohlen, den Salzburger Forschungsschwerpunkt Informations- und Kommunikationstechnologien weiter auszubauen, eine Studie hatte die Einrichtung von CD-Labors in diesem Bereich angeregt. Bereits 2008 wurde ein Antrag ausgearbeitet, im Sommer 2009 erfolgte die Genehmigung und Errichtung.  Auch wenn ich in der Zwischenzeit nicht mehr für die CD-Labors ressortzuständig bin, sondern mein Regierungskollege Dr. Haslauer, freut es mich auch persönlich sehr, dass dieses Projekt nun realisiert werden konnte.

Schnittstelle Mensch – Computer

Die Thematik des neuen CD-Labors ist gleichermaßen wissenschaftlich herausfordernd wie alltagsrelevant. Wir erleben die Schnittstelle Mensch – Computer ja alle täglich persönlich – und manchmal auch hochproblematisch! Wie die Interaktion zwischen Mensch und Maschine optimal gestaltet werden kann, ist Gegenstand eines sehr interdisziplinär angelegten Forschungsprogramms, das zwei sehr unterschiedliche Anwendungs- Umgebungen, also Kontexte, untersucht: die Fabrik und das Auto. Dabei geht es auch um die Erarbeitung von Methoden, um Qualitätsparameter und um Benutzerfreundlichkeit.

Flaggschiffe der Forschung

Als Wissenschaftsreferentin des Landes bin ich sehr stolz darauf, dass die Forschungsleistungen an den Salzburger Universitäten seit einigen Jahren  die Sichtbarkeit erlangen, die sie längst verdienen. Wir hoffen, dass die CD-Labors als „Flaggschiffe der Forschung“ dienen und möglichst viele  Forscherinnen und Forscher wie auch Unternehmen an diesem Erfolgsmodell Gefallen finden. Als Landeshauptfrau bin ich froh darüber, dass zwei in ihrem jeweiligen Bereich hervorragende Unternehmen die Kooperation mit Salzburg gesucht haben, Infineon als bedeutender großer Halbleiter-Produzent und Audiomobil als hochkarätiger Spezialist im Automobilsektor. Gerade in wirtschaftlich schwierigen Zeiten ist dieses Engagement ein wichtiges Signal und ein Beitrag zur Schaffung künftiger hochqualitativer Arbeitsplätze. Die beteiligten Unternehmen sind jedenfalls herzlich eingeladen, den Standort Salzburg weiter in Erwägung zu ziehen!

Universitätsprofessor Reinhart Kögeler, Präsident Christian Doppler Gesellschaft

Christian Doppler Labors dienen der anwendungsorientierten Grundlagenforschung, der Zu-sammenarbeit zwischen Universitäten und Unternehmen sowie dem allgemeinen Technolo-gietransfer. Die kooperierenden Unternehmen profitieren vom unmittelbaren Zugang zu For-schungsergebnissen, deren konkrete Thematik von den Unternehmen vorgegeben wird. Dar-über hinaus ist ein Vorantreiben der Grundlagenforschung im jeweiligen Themenumfeld ein wesentliches Ziel der Christian Doppler Forschungsgesellschaft (CDG) – schließlich werden in CD-Labors mindestens 30% der Forschungsarbeiten im Grundlagenbereich durchgeführt.

Mit dem CD-Labor für Contextual Interfaces wurde das bisher 5. CD-Labor an der Universi-tät Salzburg gegründet. Das erste CD-Labor in Salzburg hatte im Jahr 2004 mit einem für die CDG eher untraditionellem Thema („Biomechanics in Skiing“) begonnen. Aufgrund des sich dabei abzeichnenden Erfolgs hatte sich die CDG damals zum Ziel gesetzt, seine Anzahl an Labors zu verdreifachen. Es macht uns sehr stolz, dass im Land Salzburg dieses Ziel inner-halb von 5 Jahren sogar übertroffen werden konnte. Dies war nur möglich einerseits durch den Beitrag der Unternehmen, die für 50% des Laborbudgets aufkommen und andererseits durch die Leistungen der Universität und des Landes Salzburg.

Wie das 1. CD-Labor in Salzburg, so ist auch das CD-Labor für Contextual Interfaces vom Themengebiet her außergewöhnlich: Für die Verbesserung der Schnittstellen zwischen Mensch und Computer müssen neben technischem Know-how auch Erkenntnisse über menschliches Verhalten und Lernfähigkeit einfließen.

Kontakt:

Univ.-Prof. Dr. Manfred Tscheligi

Christian Doppler Labor Contextual Interfaces

Tel: +43 662 8044 4811

Mobil: +43 664 8482305