Cyber-physische Systeme 08. Jan 2021 Von Martin Ciupek/Jennifer Strube

Studie belegt Tücken bei der Interaktion zwischen Mensch und Maschine

Je mehr technische Geräte unseren Alltag erobern, desto wichtiger wird die zuverlässige Mensch-Maschine-Interaktion. Studien zeigen, dass sich Menschen dabei oft überschätzen.


Foto: panthermedia.net/ vizualni

Intuitiv, so wie bei der Nutzung eines Smartphones, so wünschen sich viele Menschen die Bedienung von technischen Geräten im Beruf und im persönlichen Gebrauch. Auch bei der Entwicklung neuer Produkte wird deshalb zunehmend Wert auf eine entsprechende Mensch-Maschine-Interaktion gelegt. Studien des Heinz-Nixdorf-Instituts der Universität Paderborn zusammen mit der Queensland University of Technology in Australien zeigen jedoch, dass es sich lohnt, die Rolle des Menschen dabei genauer zu hinterfragen.

Schon länger beschäftigen sich die Paderborner Wissenschaftler René Fahr und Marius Protte mit der Frage, wie die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine am besten gestaltet werden kann. Sie tun dies zusammen mit Daniel Quevedo von der Queensland University of Technology. Um herauszufinden, wie sich die besten Ergebnisse für den menschlichen Nutzer erzielen lassen, hat das internationale Forscherteam beispielsweise Untersuchungen mit cyber-physischen Systemen angestellt, wie sie auch im Rahmen von Industrie 4.0 eingesetzt werden.

Menschliches Verhalten berücksichtigen

Quevedo kommt dabei zum Ergebnis: „Viele Systeme und Maschinen sind zwar von Menschen für Menschen entwickelt und hergestellt worden, sie berücksichtigen menschliches Verhalten in vielen Fällen jedoch nicht. Das Problem liege dabei aber nicht bei dem System oder der Maschine an sich, sondern bei den Menschen. Diese würden die Systeme oft nicht richtig verstehen und könnten sie somit auch nicht richtig bedienen.

Um die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine effizienter zu gestalten, haben die Forscher Probanden in einer Studie mit einem Szenario konfrontiert, in dem sie Entscheidungen für eine Drohne zur Verkehrsüberwachung treffen mussten. Dabei haben sie herausgefunden, dass die Steuerung durch den Drohnenpiloten umso schlechter wurde, je mehr Rückmeldung er über die Präzision der Überwachungsaufnahmen erhielt. Maschinen reagierten dagegen genau gegenteilig. Sie steigern demnach ihre Leistung durch direktes und häufiges Feedback.

Probleme durch Selbstüberschätzung

Wesentlich war für die Wissenschaftler dabei auch die Erkenntnis, dass Menschen dazu neigten, ihre Fähigkeiten zu überschätzen, sobald sie in einer bestimmten Sache erfolgreich waren. Für Professor Fahr hat das wichtige Auswirkungen auf künftige Strategien zur Interaktion: „Das wirft unweigerlich die Frage auf, welche Informationen Menschen dann noch erhalten sollten, damit sie fortlaufend gute Entscheidungen treffen. Sollte man ihnen jedes Mal, wenn sie erfolgreich waren, eine positive Rückmeldung geben oder sollte man solche Informationen unter gewissen Umständen besser zurückhalten?“

Als Beispiel dafür nennt Fahr ein GPS-Navigationsgerät, das dem Fahrer verschiedene Routen zu einem bestimmten Ziel vorschlägt. „Der Computer kann die schnellste Route berechnen, indem er auch Faktoren wie ein erhöhtes Verkehrsaufkommen auf einer Strecke in seine Rechnungen inkludiert. Trotz der Berücksichtigung dieser Einflussfaktoren durch den Computer hat der Fahrer möglicherweise eine bevorzugte Route oder eine, von der er denkt, sie sei schneller. Hierbei hat er jedoch äußere Faktoren nicht berücksichtigt. Das Problem besteht also darin, abzuwägen, welche Faktoren eine Maschine preisgibt, um ein bestimmtes menschliches Verhalten hervorzurufen“, so der Wissenschaftler.

Gerade dort, wo künftig Roboter und Menschen Hand in Hand arbeiten sollen oder ähnliche Interaktionen zwischen Mensch und Maschine alltäglich werden, müssten solche Fragen geklärt werden. Quevedo stellt dazu fest: „Cybertechnologie ist bereits jetzt Teil unserer Lebenswelt und wird in Zukunft immer weiter verbreitet sein.“ Häufig führe dabei aktuell der menschliche Einfluss zu einem Engpass. Das gelte es zu verstehen und bei der Systementwicklung zu berücksichtigen.

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