MMS | Mensch-Maschine-Systeme

Die Abteilung »Mensch-Maschine-Systeme« (MMS) ist darauf spezialisiert, komplexe Technologien und Prozessabläufe für den Menschen eindeutig und transparent darzustellen und die Interaktionen von Mensch und Technik zeit- und stressrobust zu gestalten. Die Vorgehensweise bei der Bearbeitung von Projekten und Studien setzt auf der Norm für die benutzerzentrierte Gestaltung interaktiver Systeme DIN ISO 9241-210 auf, deren Methoden, Verfahren und Werkzeuge laufend angewendet, überprüft und weiterentwickelt werden. Für den Praxistest werden neue Ideen in Hard- und Software nutzerzentriert umgesetzt.

Fachliche Kompetenzen liegen in der ergonomischen Systemanalyse und empirischen Bewertung von Mensch-Maschine-Systemen sowie in der Konzeption und nutzerzentrierten Gestaltung von Mensch-Maschine-Schnittstellen mit Fokus auf Interaktion und Informationsdarstellung. Methodische Kompetenzen liegen bei Aufgaben- und Prozessanalysen, in der Modellierung und Simulation von Teamprozessen, Usability-Untersuchungen sowie in der Entwicklung von Prototypen.

Organisationsergonomie

Die Schwerpunkte der Forschungsgruppe »Organisationsergonomie« (OE) sind die Erforschung und Entwicklung ergonomischer Methoden und Werkzeuge zur Analyse und Optimierung von Arbeitsprozessen, die Entwicklung und Integration von Unterstützungstechnologien in vorhandene Arbeitssysteme sowie die Ausarbeitung von Übungs- und Trainingskonzepten.

 

Leitzentralen und Entscheidungsunterstützung

Die Schwerpunkte der Forschungsgruppe »Leitzentralen und Entscheidungsunterstützung«  (LuE) sind die menschzentrierte Gestaltung von militärischen Operations- und Simulationszentralen, die Untersuchung ergonomischer Interaktionskonzepte  und die Entwicklung von Assistenz- und Entscheidungsunterstützungssystemen.

 

Informationsvisualisierung und Interaktion

Der Schwerpunkt der Forschungsgruppe »Informationsvisualisierung und Interaktion« liegt auf der Entwicklung von Methoden zur Gestaltung interaktiver Informationssysteme, Visual Analytics zur intuitiven Analyse großer, komplexer Datensätze mit Explainable AI, der menschzentrierten Gestaltung von Virtual und Augmented Reality Anwendungen und der Interaktion mit autonomen Systemen.

 

Human Factors Analysis

Die Schwerpunkte der Forschungsgruppe »Human Factors Analysis« (HFA) sind die Evaluation und Optimierung von Mensch-Maschine-Schnittstellen, die multifaktorielle Bewertung von Nutzerzuständen und die Erforschung von Cybersickness sowie die Entwicklung und Bewertung von Konzepten im Bereich Digital Training.

 

Infrastruktur

  • Operationszentrale der Zukunft
  • Simulations- und Testumgebung
  • Usability-Labor
  • Labor für Adaptive Mensch-Maschine-Interaktion
  • Nutzerzustandserfassung und –diagnose
  • Entwicklung von Unterstützungs/Adaptierungsstrategien 

 

Gremien

  • IST-Panel Chair - NATO Science & Technology Organization: Information Systems and Technology Panel
  • NATO IST-141 - Exploratory Visual Analystics
  • Programmkomitee: IST-133 Specialists Meeting Visual Analytics for Cyber Security
  • IMO Sub-Committee on Navigation, Communications and Search and Rescue
  • NATO HFM-259 - Human Systems Integration Approach for Cyber Security
 

Projekt

Früherkennung des Kinetose-Risikos

Kinetose beschreibt ein Symptommuster aus Übelkeit, Desorientierung und Sehstörungen, das durch Bewegungssituationen verursacht wird. Um Ausbildungsabbrüche von Pilotenanwärter/-innen des KdoLw der Bundeswehr infolge des Auftretens von Kinetose zu minimieren und Stellen in der fliegerischen Ausbildung effizient zu nutzen, ist es zielführend, die Anfälligkeit für Kinetose frühzeitig zu identifizieren und ggf. Desensibilisierungsmaßnahmen einzuleiten.

 

Forschungsschwerpunkt

Virtual & Augmented Reality

Natürliche Interaktionstechniken sowie die Nutzung verschiedener Modalitäten wie Gesten-, Sprach- oder Blicksteuerung, die Navigation in virtuellen Umgebungen, Game-based Learning, Multi-user AR/VR und die Interaktion mit autonomen Systemen  bilden den Schwerpunkt der in­ter­dis­zi­p­li­nären Forschungsgruppe »Virtual & Augmented Reality«.

 

Projekt

Mobiles User Interface und AR für Mikrodrohnen

Zivile Rettungseinsätze oder militärische Operationen in Gebäuden sind für die Einsatzkräfte gefährlich und hoch dynamisch, weil die Sicht durch die Wände enorm eingeschränkt ist. Mikrodrohnen könnten das Risiko verkleinern, indem sie die Lage erkunden. Damit sie jedoch hierfür genutzt werden können, müssen die Bedienung und die Darstellung der Informationen möglichst benutzerfreundlich und zuverlässig sein. 

 

Forschungsschwerpunkt

»Menschengerechte Arbeitsprozesse«

Menschen, die gut und gerne arbeiten, erbringen mehr Leistung. Zur Erreichung dieses Zielzustands werden die Arbeitsprozesse eines Unternehmens mithilfe eines arbeitswissenschaftlichen Ansatzes menschengerecht und individuell analysiert, optimiert und/oder mit neuen Werkzeugen ergänzt. Es entsteht eine klassische Win-Win-Situation.

 

Projekt

NewsHawk® – Social Media Monitoring

Digitale Medien bieten zahlreiche Vorteile. Sie liefern Informationen, sind für jeden verfügbar und ermöglichen auch den Austausch zwischen Nutzern. Zugleich sind sie aber auch unübersichtlich und haben aufgrund intransparenter Algorithmen ihre eigene Verbreitungsdynamik. Das Fraunhofer FKIE hat mit NewsHawk® ein automatisiertes KI-Tool entwickelt, das das Monitoring der Sozialen Medien unterstützt. 

 

Forschungsschwerpunkt

Optimierung sicherheitskritischer Systeme

Im mobilen Usability-Labor »AMbER« werden Untersuchungen durchgeführt, um sicherheitskritische technische Systeme mithilfe von Usability Tests, Expertenbewertungen, Experimenten, Feldstudien oder Erprobungen zu evaluieren und zu optimieren. Neben klassischen Usability-Methoden werden dabei neue Methoden der Nutzerzustandserfassung eingesetzt.

 

Projekt

Hafenüberwachung auf, über und unter Wasser

Terroristische Anschläge, Drogenschmuggel, Wirtschaftskriminalität – Szenarien für illegale Machenschaften, die sich zu Wasser, an Land oder auch im Luftraum eines Hafens abspielen, gibt es unzählige. Leider nicht nur fiktiv, sondern auch real. Dann gefährden sie die Sicherheitslage. Zur Unterstützung der Hafensicherheit entwickelt Fraunhofer FKIE zusammen mit ATLAS und Bremenports ein ziviles Hafenüberwachungssystem.

 

Forschungsschwerpunkt

Adaptive Mensch-Maschine-Interaktion

Durch neue Technologien und die zunehmende Automatisierung entstehen komplexe Mensch-Maschine-Systeme, in denen beide reibungslos interagieren müssen. Kritische kognitive Zustände des Menschen können dies jedoch beeinträchtigen. Bei adaptiver Mensch-Maschine-Interaktion werden kritische Nutzerzustände diagnostiziert und das Verhalten der Technik dynamisch daran angepasst. Ziel ist es, den Menschen situationsangemessen zu unterstützen.

 

Projekt

Informationen über die Brandlage an Bord

Brennt ein Schiff in einem Hafen, obliegt die Zuständigkeit für die Brandbekämpfung der landseitigen Feuerwehr. Für deren Einsatzkräfte kein alltäglicher Einsatz, birgt ein Brand an Bord eines Schiffes doch besondere Bedingungen, Herausforderungen und Risiken. Im Rahmen des Forschungsprojekts EFAS wurde ein Konzept entwickelt, das die Kommunikation und Übermittlung wichtiger Lagedaten bei Schiffseinsätzen sicherstellt.

 

Forschungsschwerpunkt

»Digital Training«

Wie kann Ausbildung konkret verbessert werden? Dieser Frage stellt sich das interdisziplinäre FKIE-Team »Digital Training«. Gemäß dem Leitgedanken »Didactic first« spielen dabei die Nutzeranforderungen, die ergonomische Gestaltung von Trainingsmitteln sowie ihre zweckmäßige Einbindung in den Trainingsprozess eine zentrale Rolle für einen nachhaltigen Lernerfolg.

 

Projekt

Operationszentrale der Zukunft (OPZ)

Fenster gibt es in der Operationszentrale, die geschützt im Inneren des Schiffs liegt, keine. In Zukunft könnte die Aussicht von der Brücke jedoch synthetisch auf eine Panorama-Rundumsicht in der OPZ übertragen werden. In Wachtberg ist die Vision für Besucher der »Operationszentrale der Zukunft« jetzt schon greifbar.

 

Projekt

Virtual Reality in der Missionsplanung

Unbemannte Systeme werden verstärkt von Einsatzkräften wie dem Militär, der Polizei sowie der Feuerwehr genutzt, um in gefährlichen Situationen Aufgaben zu übernehmen und durch ihre Sensoren zusätzliche Informationen zu liefern. Für eine bestmögliche Unterstützung der Einsatzkräfte ist es daher wichtig, dreidimensionale Räume erfassbar zu machen und die Zusammenarbeit zwischen Einsatzkräften sowie unbemannten Systemen zu koordinieren.

 

Projekt

Fernunterstützung dank immersiver Technologie

Nicht erst in der Corona-Krise zeigte sich, wie wichtig und zugleich schwierig verteilte Zusammenarbeit trotz fortschrittlicher digitaler Lösungen ist. Nicht direkt vor Ort zu sein, erschwert Diskussionen und die Identifizierung von Problemen. Im Projekt »re:pair« werden immersive Technologien wie Augmented und Virtual Reality (AR/VR) eingesetzt, um den Eindruck vom Gefühl vor Ort zu vermitteln, selbst wenn die Teilnehmer mehrere hundert Kilometer voneinander entfernt sind.

 

Presseinformation / 21.6.2023

Begeisterte Resonanz zur Studie »Lernen 2040«

Als erste Schule bundesweit hat das Anne-Frank-Gymnasium in Werne Ergebnisse der interdisziplinären Studie in konkrete Raum- und Unterrichtskonzepte überführt. Die vom Fraunhofer FKIE initiierte Delphi-Studie hatte das Ziel, offene Forschungsfragen zu adressieren und ein Szenario für das Lernen im Jahr 2040 zu erarbeiten. 

 

Projekt

Wartung von Luftfahrzeugen mit AR

Zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs stellen Flugzeughersteller Wartungsdokumente zur Verfügung. Diese Dokumente sind oft sehr komplex und umständlich in der Handhabung. Augmented Reality (AR) überlagert das Sichtfeld des Benutzers mit virtuellen Inhalten und ersetzt hierdurch die Wartungsdokumente. Auf diese Weise soll AR den Benutzer bei der Durchführung von Wartungsaufgaben unterstützen.

 

Presseinformation / 29.3.2022

FKIE-Forscherin Dr. Jessica Schwarz erhält Hugo-Geiger-Preis

Für ihre Doktorarbeit über adaptive Mensch-Maschine-Interaktionen wurde Dr. Jessica Schwarz, Wissenschaftlerin und Forschungsgruppenleiterin am Fraunhofer FKIE, mit dem 3. Platz des Hugo-Geiger-Preises für wissenschaftlichen Nachwuchs ausgezeichnet. 

 

Projekt

Transport alternativ betriebener Fahrzeuge

Bei Feueralarm während einer Schiffsüberfahrt muss die Besatzung erste Maßnahmen zur Brandbekämpfung selbst durchführen. Immer häufiger finden sich unter den transportierten Fahrzeugen auch solche mit alternativen Antrieben wie z.B. E-Fahrzeuge oder Wasserstoff-Fahrzeuge. Das Fraunhofer FKIE entwickelt Konzepte für den sicheren Transport alternativ betriebener Fahrzeuge auf Fähren.