Informationsunterstützung für den abgesessenen Soldaten mittels zentraler Interaktionsschnittstelle und einem intuitiven Bedienkonzept für mobile Endgeräte

Echtzeit-Lagebild mittels mobiler Endgeräte

Ergonomische Gestaltung mobiler IKT für abgesessene Soldaten

© Fraunhofer FKIE

Über ein Smartphone mit grafischer Nutzungsschnittstelle wird dem Soldaten ein aktuelles Lagebild zur Verfügung gestellt. Informationen unterschiedlicher Datenquellen (Karte, Funk, UAV etc.) werden hier zusammengeführt und übersichtlich dargestellt.

Abgesessene Soldaten, insbesondere Trupp-, Gruppen- und Zugführer, sind zunehmend mit Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) ausgestattet und so in den Informationsverbund der Truppe eingebunden. Die Hauptaufgabe der IKT-Ausrüstung besteht darin, den Soldaten bei der Durchführung seiner häufig wechselnden Aufgaben zu unterstützen.

Informationsdarstellung und Interaktionskonzept der unterschiedlichen Geräte sind jedoch häufig inkonsistent, wie zum Beispiel Karte, UAV und Funk. Der Soldat muss daher Informationsbausteine aus unterschiedlichen Quellen in Übereinstimmung bringen und daraus relevante Informationen herausfiltern. Je nach Aufgabe muss er sich dazu auf wechselnde Geräte einstellen. Dies belastet ihn und lenkt ihn von seiner eigentlichen Aufgabe ab. In hochdynamischen militärischen Szenarien kann dies zu weitreichenden Fehlern und Konsequenzen führen.

Verfügbare neue Technologien zeichnen sich durch hohe Flexibilität und Versatilität aus. Zusätzlich zu leichten, kleinen IKT-Systemen, wie Smartphones, sind vielfältige mobile Zusatzausstattungen verfügbar, wie z. B. Head-mounted Displays (HMDs), Wearables und verschiedene Sensoren. Das Fraunhofer FKIE hat eine zentrale Interaktionsumgebung für diese Geräte erarbeitet, die den Soldaten bei der Wahrnehmung seiner Aufgaben optimal unterstützt.

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Verteilte Interaktion mittels Tablet, Head-mounted Display und vibrotaktilem Display: Unterschiedliche Informationsquellen und Nutzungsschnittstellen von Geräten werden in einer zentralen Schnittstelle zusammengeführt.

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Um die Bedienoberflächen der mobilen Endgeräte ergonomisch optimal zu gestalten, befasst sich das Fraunhofer FKIE mit der genauen Untersuchung der körperlichen Auswirkungen, die die Nutzung dieser Geräte mit sich bringt.

Die erarbeitete Interaktionsumgebung fasst Informationen aus verschiedenen Quellen und Nutzungsschnittstellen unterschiedlicher Geräte (u.a. Taschen-/Karte, Funk, UAV) in einer zentralen Schnittstelle zusammen. Ein konsistentes, ergonomisch gestaltetes  Bedienkonzept für sämtliche integrierte Module ermöglicht eine intuitive Interaktion. Für die Integration weiterer Module ist die Schnittstelle flexibel konzipiert.

Verteilte Interaktion

Die Interaktion mit der Schnittstelle geschieht über verschiedene mobile Komponenten (HMD, Smartphones etc.). Informationen werden übersichtlich und leicht erfassbar dargestellt. Zur Minimierung der Ablenkung unterstützen die Interaktionselemente den Bedienprozess optimal und passen sich situationsbezogen an.

Smartphone

Herzstück des verteilten Systems ist ein Smartphone oder Tablet. Es ermöglicht die Interaktion mit sämtlichen Modulen (Taschen-/-kartenmodul zur Lagedarstellung, Nachrichtenanzeige/–verwaltung). Auf diese Weise können sowohl statische (Datenblätter) wie auch dynamische und interaktive Dokumente (MedEvac-Requests) genutzt werden. Ebenfalls integriert wird ein Modul für UAVs oder UGVs, mit dem Informationen von unbemannten Systemen empfangen und einfache Steuerungsaufgaben durchgeführt werden können.

Akustisches Display

Auch der traditionelle akustische Austausch über Sprechverbindungen wird unterstützt. Zusätzlich können Sprachnachrichten an Informationsobjekte gekoppelt und so leichter zugeordnet werden.

Head-mounted Display (HMD)

Zur Darstellung dringender Informationen sowie zur Anreicherung der Umgebung mit ortsrichtigen Informationen (Augmented Reality, AR) wird das integrierte HMD genutzt. Es ermöglicht die schnelle Aufnahme von relevanten, räumlich gebundenen Informationen.

Vibrotaktiles Display

Ein vibrotaktiles Display wird als haptisches Ausgabegerät eingesetzt. Vibrationsmotoren in der Kleidung oder Ausrüstung des Soldaten signalisieren Warnungen oder zeigen Richtungen an. Diese Anzeige geschieht ortsrichtig, sodass der Soldat in der Lage ist, ohne Zeitverlust auf die Information, z. B. die Position eines Scharfschützen, zu reagieren.

Lagebilddarstellung

Ein großes Touchdisplay dient für die Anzeige einer übergeordneten Lagekarte zur Darstellung räumlicher Informationen. Eine solche Karte kann in einem angebundenen Fahrzeug, dem Feldlager oder langfristig, bei Verfügbarkeit großflächiger, flexibler, tragbarer Displays, vom Soldaten im Feld genutzt werden.

Nutzung der Komponenten einzeln und im Verbund

Je nach Anwendungsfall können die Komponenten einzeln oder im Verbund verwendet werden. So kann bei Detektion eines Scharfschützen beispielsweise eine Warnung auf dem HMD mit einer zeitgleichen Richtungsinformation des vibrotaktilen Displays ausgelöst werden. In anderen Fällen kann die isolierte Nutzung einer einzelnen Komponente sinnvoller sein.

Der Demonstrator dient als Proof-of-Concept für eine zentrale verteilte Schnittstelle mit unterschiedlichen vernetzten mobilen Geräten. Weiterhin wird er verwendet, um die Nutzungsschnittstelle ergonomisch zu optimieren. Dazu werden Versuche in einer interaktiven virtuellen Versuchsumgebung durchgeführt. So können Einflüsse, die Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit des Soldaten haben können, kontrolliert untersucht werden.