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19.07.2017 | Ergonomie + HMI | Im Fokus | Onlineartikel

Vom Fahrer zum Überwacher

Autor:
Christiane Köllner
4 Min. Lesedauer

​​​​​​​Fährt das Auto selbst, kann der Fahrer entspannt lesen. Doch droht ein Notfall, muss er das Steuer wieder übernehmen. Eine Studie hat jetzt untersucht, wie sich die Aufmerksamkeit des Fahrers am effektivsten wecken lässt.

Die Entwicklung von Automatisierungstechnik in Fahrzeugen nimmt stetig zu. Bis 2035 könnte der Anteil autonomer Fahrzeuge in Deutschland auf 42 Prozent steigen, wie Wissenschaftler des DLR-Instituts für Verkehrsforschung im Auftrag des Instituts für Mobilitätsforschung (ifmo) herausfanden. Demnach sollen autonome Fahrzeuge gegenüber konventionellen Fahrzeugen drei Vorteile bieten, so die DLR-Forscher, die ihre Ergebnisse in der Studie "Autonomous Driving" veröffentlicht haben. So profitierten neue Personengruppen – etwa Personen mit körperlichen Einschränkungen - von Automatisierungstechnik. Zudem könnten sich autonome Fahrzeuge künftig auch vollständig allein fortbewegen und als "Robotaxis" Passagiere abholen. Darüber hinaus ermögliche autonomes Fahren, die Fahrzeit effizienter zu nutzen. 

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Wechselwirkung Mensch und autonomer Agent

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Wechselwirkung Mensch und Maschine

Gerade die Möglichkeit, seine Fahrtzeit effizienter zu nutzen, wird oft genannt, wenn es um die Vorteile des autonomen Fahrens geht. In der Zukunftsvision des selbstfahrenden Autos hätten die Insassen mehr Zeit, um sich zu unterhalten oder zu arbeiten – zum Beispiel, um Filme zu sehen oder lange Pendelzeiten mithilfe von Apps und Services produktiver zu nutzen. Doch das bringe auch sicherheitstechnische und rechtliche Fragestellungen mit sich, erklärt Heiko Herchet in seinem Beitrag Die Revolution in der automobilen Softwareentwicklung und ihre Auswirkungen auf das Interieur aus dem Tagungsband zu den Karosseriebautagen Hamburg 2016. Diese würden sich vor allem auf die Zwischenlösungen hin zum vollautomatisierten Fahren, bei denen der Fahrer noch die finale Entscheidungsgewalt über das Fahrzeug besitzt und auch die entsprechende Verantwortung trägt, beziehen. "Zukünftige HMI-Systeme müssen den Fahrzeugführer regelmäßig in das Verkehrsgeschehen zurückholen sobald eine manuelle Tätigkeit aufgrund einer Gefahrensituation oder mangelnden Verbindung der Assistenzsysteme eintritt", so Herchet.

Wie kann die Steuerung des Fahrzeugs schnell und nahtlos an den Fahrer übergeben werden, wenn dessen Eingreifen erforderlich ist? 

Solange der Mensch im Verfügbarkeitskonzept des automatisierten Fahrzeugs vorkommt – ob als Überwacher des Systems oder zur Übernahme der Fahraufgabe –, benötigen sowohl der Mensch als auch die Maschine eine geeignete Repräsentation des jeweils anderen Akteurs", schreibt Springer-Autor Ingo Wolf im Kapitel Wechselwirkung Mensch und autonomer Agent aus dem Buch Autonomes Fahren.  

Transparente und an das mentale System des Menschen angepasste Schnittstellen seien die Voraussetzung für das notwendige Situations- und Systembewusstsein im Umgang mit dem automatisierten Fahren, erklärt Wolf. Andererseits müsse auch das technische System in der Lage sein, den mentalen Zustand des Fahrers, seine Intentionen sowie sein Verhalten richtig zu interpretieren und in einem Fahrermodell dynamisch abzubilden. 

Die Aufmerksamkeit des Fahrers wecken

Um die Umstände der vielen Szenarien besser verstehen zu können, in denen die Steuerung durch den Fahrer erforderlich ist, haben Nuance und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) eine Usability-Studie durchgeführt. Zielsetzung war, herauszufinden, wie die Aufmerksamkeit des Fahrers in diesem Fall am effektivsten geweckt wird.

Dazu wurden die Teilnehmer der Studie in einem simulierten autonom fahrenden Auto mit unterschiedlichen Aktivitäten wie Lesen, Musik hören, E-Mail schreiben und Film schauen beschäftigt. Währenddessen erzeugte das autonome System haptische (Vibrationen) sowie visuelle und/oder akustische Hinweise, um zu sehen, auf welchen Reiz die schnellste Reaktion erfolgt. Die Studie deckte eine Vielzahl von Szenarien ab, darunter schlechte Wetterbedingungen, Warnmeldungen der Systemdiagnose, Sensordefekte, Staus und allgemeine StVO-Regeln. Im Anschluss wurden die Teilnehmer aufgefordert, jeweils ihre Erfahrungen im Hinblick auf die Annehmlichkeit, die Usability, das Vertrauen und die Nutzbarkeit der Hinweise zu bewerten.

Fahrer reagieren am besten auf akustische Signale

Die Mehrheit der Teilnehmer bevorzugte integrierte, multimodale Benutzeroberflächen, die akustische, haptische und visuelle Hinweise nutzten. Bei Warnmeldungen, die dieselbe Modalität wie ihre aktuelle Aktivität nutzten, waren die Fahrer nicht so reaktionsschnell und weniger zufrieden. Bevorzugt wurden Warnmeldungen, die jeweils auf die aktuelle Aktivität abgestimmt waren und komplementäre Kanäle nutzen. Wenn die Teilnehmer zum Beispiel gerade ein Buch lasen, bevorzugten sie eine akustische oder haptische Warnung. Beim E-Mail-Schreiben oder bei Arbeitsaktivitäten wurden wiederum akustische Signale präferiert.

Daraus folgt, dass der Zugriff auf kontextuelle Daten und Informationen aus dem Auto, einschließlich Informationen über die aktuelle Aktivität des Fahrers schnellere Reaktionszeiten und eine bessere Benutzererfahrung ermöglichen. Unabhängig von der aktuellen Fahreraktivität werden akustische Signale als angenehmer und effektiver wahrgenommen als visuelle und führen zu schnelleren Reaktionen als rein haptische Warnmeldungen. Hörbaren und haptischen Reaktionen des Fahrerassistenzsystems vertrauen Fahrer insgesamt mehr als rein visuellen Hinweisen. Die Daten ergeben, dass die Reaktionszeit am kürzesten ist, wenn der Fahrer mit einer Höraktivität beschäftigt ist, wie zum Beispiel einem Hörbuch oder Musik.

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