@phdthesis{,
    author = {Schwerd, Simon},
    title = {Maschinelle Abschätzung von Situationsbewusstsein zur Umsetzung eines adaptiven Assistenzsystems},
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    keywords = {Blickbewegungsmessung, Situationsbewusstsein, Adaptive Assistenz, Adaptive Systeme, Kampfflugzeug },
    abstract = {Eine effektive Verteilung der Aufmerksamkeit sowie ein hohes Situationsbewusstsein ist wesentlich für die Bedienung moderner Mensch-Maschine-Systeme. Fatale menschliche Fehler im Bereich der Prozesssteuerung, Luftfahrt oder im Autoverkehr können auf niedriges Situationsbewusstsein der Bediener zurückgeführt werden. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung und Erprobung eines Assistenzsystems, welches sich an das Situationsbewusstsein des Bedieners eines technischen Systems anpasst. Zentrale Idee des vorgestellten Assistenzsystems ist es, den Bediener auf ihm unbewusste Informationen hinzuweisen. Hierfür wurde eine maschinelle Abschätzung des Bediener-Situationsbewusstsein entwickelt, welches auf Basis der Analyse von Blickbewegungs- und Interaktionsmessung eine Bewertung darüber erstellt, welche aufgabenrelevanten Informationen einem Bediener nicht bewusst sind. Die maschinelle Bewertung vergleicht hierfür kontinuierlich die vom Bediener wahrgenommenen Informationen mit dem aktuellen Systemzustand. Mithilfe dieses Vergleichs wird ein dynamisches Modell des Situationsbewusstseins erstellt, welches die Wissensbasis des Assistenzsystems repräsentiert. Das Assistenzsystem benachrichtigt auf Basis dieses dynamischen Modells dann den Bediener über aufgabenkritische Informationen, die ihm nicht bewusst sind. Dieses Konzept wurde für einen Cockpitsimulator implementiert und in drei Mensch-Maschine-Versuchen erprobt. Die drei Studien zielten jeweils auf die Validierung der Analyse-, Bewertungs- und Interventionsfunktion des Assistenzsystems ab. In den Versuchen konnte gezeigt werden, dass das Messsystem in der Lage ist, fehlendes oder falsches Bedienersituationsbewusstsein informationsspezifisch zu messen. Das Verfahren ist besonders geeignet für Überwachungsaufgaben und besonders präzise bei Informationsänderungen, die vom Bediener nicht vorhersehbar sind. Bewertungsfehler durch das Messsystem traten vor allem dann auf, wenn der Bediener die Änderung von Systemzuständen antizipieren konnte. Die adaptiven Interventionen konnte die Leistung in den Versuchsaufgaben steigern und wurde von Probanden vor allem dann positiv bewertet, wenn die Änderung von Systemzuständen nicht vorhersehbar war. Im Anschluss an die drei Validierungsstudien, wurde das Assistenzsystem für den Anwendungsfall eines Kampfflugzeugcockpits in einer militärischen Mission mit bemannt-unbemannten Teams umgesetzt. Ein Erprobungsversuch mit Kampfflugzeugpiloten in dynamischen Missionsszenarien zeigte, dass das adaptive Assistenzsystem in einigen Fällen Fehler durch fehlendes Situationsbewusstsein verhindern konnte, jedoch in anderen Situationen störte, da der Pilot an höherpriorisierten Aufgaben arbeitete. Insgesamt ist der gewählte Ansatz für Informationen mit hoher Priorität nützlich, vor allem wenn deren Änderung für einen Bediener nicht vorhersehbar ist.},
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    school = {Universität der Bundeswehr München},
    
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