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Human Factors Chapter Berlin | June 23, 2017

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Human Factors

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Wir sind heutzutage in den meisten Lebenslagen von Technik umgeben. Ob im Alltag durch unser Navigationssystem im PKW, unser Smartphone in zunehmend so ziemlich jeder Situation oder einer neuen Generation von Kühlschranken in der Küche, aber auch während der Arbeit, als Arzt im Operationssaal, Ingenieur in Kraftwerken und Fabriken oder als Pilot im Flugzeug.
Häufig unterstützen technische Geräte den Alltag effektiver und komfortabler zu gestalten, doch mindestens genauso häufig tun sie nicht das was wir wollen, sind undurchschaubar, zeitweise sogar unzuverlässig. Mit der voranschreitenden Technisierung unserer Gesellschaft werden diese Probleme tendenziell stärker. Maschinen werden komplexer, intelligenter und übernehmen immer mehr Bereiche unseres Handelns. Der Mensch mit seinen Fähig- und Fertigkeiten existiert weiterhin neben diesen Technologien und wird sie fortschreitend nutzen, mit ihnen interagieren und kommunizieren – man spricht hier von Mensch-Technik Interaktion oder auch der Schnittstelle zwischen Mensch und Technik.

Human Factors (engl. für „menschlicher Faktor“) beschäftigt sich genau mit dieser Schnittstelle und dem System in dem sie eingebettet ist. „Wie kann die Interaktion möglichst reibungslos funktionieren, zum größtmöglichen Erfolg und gleichzeitig maximaler Sicherheit führen?“. Im Gegensatz zur traditionellen Herangehensweise wird hierbei nicht davon ausgegangen, dass der Mensch sich der Technologie anpassen muss, vielmehr wird der Faktor Mensch ins Zentrum gerückt (human-centered-design).

Erkenntnisse aus der (kognitiven) Psychologie, Ergonomie, Neuropsychologie und anderen Feldern werden verwandt, um Technologie und Arbeitssysteme bestmöglich an die Fähigkeiten des Menschen anzupassen. Gleichzeitig werden Erkenntnisse aus technischen Wissenschaften wie der Informatik oder auch den Ingenieurswissenschaften eingesetzt, um technische Potentiale und Grenzen beachten zu können. Es ergibt sich eine interdisziplinär orientierte Wissenschaft, die Erkenntnisse aus verschiedenen Bereichen integriert um technische Systeme, die uns Menschen umgeben, an den Menschen anzupassen.

Einsatzgebiete

Die Einsatzgebiete von Human Factors sind genauso vielseitig wie die Einsatzgebiete von Technologie an sich. Im Folgenden sollen die wichtigsten Domänen kurz beschrieben werden.

 

  • Historisch gesehen ist die Luftfahrt das erste große Anwendungsgebiet für Human Factors Erkenntnisse. Als vor 65 Jahren amerikanische Kampfjetpiloten dazu tendierten nach der Landung das Fahrwerk aus Versehen einzufahren, stellten Untersuchungen fest, dass Piloten zwischen dem Fahrwerkhebel und dem identischen und benachbarten Landeklappenhebel oft nicht unterscheiden konnten (Roscoe, 1997). Die zwei Hebel wurden modifiziert und das Fach Human Factors wurde geboren!

    Seit dem hat die Wissenschaft in der Luftfahrt stark an Bedeutung gewonnen. Ob Cockpitgestaltung, Piloten- und Lotsenauswahl, Crew Resource Management, Schichtgestaltung, Flugsicherung oder Wartung. In all diesen Bereichen trägt Human Factors maßgeblich zu effizienter, effektiver und vor allem sicherer Arbeit bei.

  • In der Automobilbranche beschäftigen sich Human Factors Experten mit dem Menschen als Fahrzeugführer. Im Mittelpunkt stehen Themen der Interaktion des Menschen mit dem Auto, sowie der nutzergerechten Gestaltung und nutzeroptimierten Auslegung von Kraftfahrzeugen. Von besonderem Interesse sind hierbei die intuitive Bedienung von Anzeigen, Konzeption und Evaluation von Infotainment- und Navigationssysteme und Überprüfung der Beanspruchung des Menschen durch verschiedene Systeme im Auto. Zu den gängigen Methoden gehören die Erfassung entscheidender physiologischer Maße wie der der Blickbewegung, der Herzrate, des Lidschlusses, der Mimik und die Erfassung von Mikrolenkbewegungen.

    Da sich sowohl Über- als auch Unterbeanspruchung sicherheitskritisch auswirken, rückt vor allem die Erkennung des Fahrerzustandes immer mehr in den Mittelpunkt. Somit werden in Zukunft Assistenzsysteme wesentlich an Bedeutung gewinnen, welche beispielsweise die Müdigkeit des Fahrers erkennen können und rechtzeitig das Einlegen einer Pause vorschlagen. 

  • Das Gesundheitswesen als Arbeitssystem stellt aufgrund seiner vielfältigen Komponenten elementare Anforderungen an das interdisziplinäre Fachgebiet Human Factors. Im Gesundheitswesen existieren auf der einen Seite die Patienten und das Gesundheitspersonal sowie auf der anderen Seite die angewandten medizintechnischen Elemente. Die Idee ist es jene Komponenten effektiv, effizient und zufriedenstellend zu vereinen und dabei dem Hauptziel der Patientensicherheit Rechnung zu tragen. Die Optimierung der Interaktion zwischen Mensch und Technik als Fokus der Human Factors-Forschung findet unter anderem bei der Gestaltung ergonomischer Medizintechnik oder der Optimierung von Informations- und Kommunikationstechnik sowie Prozessen des Gesundheitswesens eine breite Anwendung. Die Produktgestaltung umfasst hier beispielsweise zum einen den Bereich der gebrauchstauglichen Operationswerkzeuge, aber auch das Innovative Gebiet intelligenter Prothesen oder Assistenz- und Navigationssysteme in der Chirurgie. Eine optimale Arbeit solcher Elemente ist nur unter der kontinuierlichen Betrachtung des „Faktors Mensch“ möglich.

  • Tragbare Geräte wie Smartphones, MP3-Player, Navigationsgeräte und Tabletcomputern sind für die meisten Menschen längst ein unverzichtbarer Teil des Alltags. Mensch-Technik-Interaktion ist dadurch ständig präsent und in immer mehr Situation relevant. Bedingt durch eine Vielzahl an Nutzungssituationen und Nutzerbedürfnissen müssen bei der Gestaltung mobiler Geräte andere Regeln als für klassische Arbeitsplätze und Desktop-Rechner beachtet werden. So sind mobile Geräte in der Regel kleiner und werden in wechselnden Situationen verwendet. Gerade der Erfolg von Geräten wie dem Apple iPhone zeigen, wie wichtig eine gute Bedienbarkeit auch für den Markterfolg sein kann. Ob bewusst oder unbewusst: der User von heute honoriert gut durchdachte Bedienbarkeit und angemessenes Design. Durch den demografischen Wandel gerät auch die Gestaltung mobiler Geräte für ältere Leute immer weiter in den Fokus.

  • Usability, oder auch Benutzerfreundlichkeit, umfasst im weiten Sinne die erlebte Nutzungsqualität eines Systems für den Nutzer. Es ist damit ein übergeordneter Begriff, der eigentlich in alle bereits beschriebenen Bereiche einspielt. Besonders aktuell ist der Bereich im Web und Softwarekontext, also der Benutzerfreundlichkeit von Programmen auf PCs, Macs, Smartphones etc. Ein Großteil der klassischen Usability beschäftigt sich genau mit diesen Problemen. Wie kann eine Software einfacher gestaltet werden, sodass der User Aufgaben in kürzerer Zeit und mit weniger Fehlern bewältigen kann. Wieso verliert eine Webfirma bei einem bestimmten Schritt im Prozess des Warenkorbs die meisten User? Usability beginnt bei kleinen Verbesserungen wie Qualität und Position von Buttons und endet bei kompletten Konzeptionsprozessen, in denen zum Beispiel eine Webseite von Grund auf neu strukturiert und kreiert wird. Entscheidend ist hier, Grundsätze wie die Value Proposition einer Dienstleistung bzw. eines Produktes zu durchleuchten und auf Konsistenz zu überprüfen. Für die Analyse von Problemen werden Nutzertests, Interviews und Expertenreviews verwendet. Aus den Resultaten werden häufig mithilfe von Modellen (Mockups, Wireframes) neue Vorschläge kreiert.Wie auch die anderen Human Factors Felder unterliegt die klassische Usability einer stetigen Entwicklung. Ein Kernthema mit steigender Bedeutung ist die “User Experience”, also das qualitative Erleben des Nutzers. Hierbei werden neben den technischen Richtlinien vor allem Emotionen untersucht, denn schon häufig hat sich gezeigt, dass die klassische Usability den Erfolg/Misserfolg einiger Produkte nicht alleine erklären kann.

  • Die Prozessindustrie beinhaltet im weitesten Sinne alle industriellen Arten der Verarbeitung von Stoffen und Materialien in technischen Prozessen. Dazu gehören beispielsweise die Förderung und Raffinade von Erdöl, aber auch Glas- oder Stahlverarbeitung. Die meisten prozesstechnischen Verfahren zeichnen sich durch hohe Komplexität im Umgang mit Risikostoffen aus und sind sowohl ihre mittelbare als auch unmittelbare Umwelt im Falle einer Fehlfunktion höchst gefährdend. Bei steigender Technologisierung und Automatisierung verbleibt zunehmend der menschliche Faktor als höchster verbleibender Unsicherheitsfaktor, ob in Herstellung, Wartung oder Bedienung dieser Anlagen.Human Factors Experten tragen dazu bei, diese Unsicherheit zu minimieren. Sie entwickeln und verbessern die Schnittstelle zwischen Mensch und Technik anhand der Gestaltung von Leitwarten, Software und Prozessen sowie der Entwicklung von Sicherheitskultur und Sicherheitsmanagements in den Unternehmen.

  • Neben den anwendungsorientierten Feldern, beschäftigen sich Human Factors Experten mit der Grundlagenforschung und Akquirierung neuer Erkenntnisse. Die Möglichkeiten sind hier schier unbegrenzt. Geforscht wird z.B. an sogenannten “Brain-Computer-Interfaces” (Steuerung eines Computer/Maschine durch Gehirnströme), an Effekten von neuen Medien wie 3D Filmen, Computerspielen etc. auf den Menschen, sowie auch an grundlegenden Prinzipien der Kognitions- und Neuropsychologie.

Literatur

K. Vicente, “The Human Factor – Revolutionizing the Way People Live with Technology”, 2006
C. Wickens, “Engineering Psychology and Human Performance”, 1999
D. Norman, “The Design of Everyday Things”, 2002
R. Parasuraman, “Interactive effects of the COMT gene and training on individual differences in supervisory control of unmanned vehicles”, 2014