Nikolaus Theißing hat Elektro- und Informationstechnik an der TU München studiert.
Heute ist er Patentprüfer beim Europäischen Patentamt in München.

 

Eingriffsstrategie für Assistenzsysteme zur Korrektur von Operateur-Fehlverhalten

Die Dissertation beschäftigt sich mit der Konzipierung, Entwicklung und Erprobung eines wissensbasierten Assistenzsystems zur Unterstützung des bodengebundenen Piloten eines Unmanned Aerial Vehicles (UAV). Dabei kommt es im Bedarfsfall  zu eigeninitiativen Interventionen des Assistenzsystems mit dem Ziel Pilotenfehler zu vermeiden oder zu korrigieren. Nachteile einer naiven Interventionsstrategie können darin bestehen, dass der Pilot durch den erzwungenen Wechsel des Aufgabenkontexts zusätzlich belastet wird, oder dass er sich zu sehr auf die antizipierte Intervention verlässt. In beiden Fällen können Performanz-Dekremente die Folge sein. Ziel dieser Arbeit ist es, Ansätze und Strategien zu entwickeln, bei denen Interventionen des Assistenzsystems möglichst spät und in kleinen Schritten dosiert erfolgen. Die zentralen Aspekte der hier vorgelegten Arbeit sind:

  1. die Konzeptfassung eines minimal-invasiven Assistenzsystems, das auf der Basis von Modellvorstellungen des Arbeitsprozesses zu Interventionsentscheidungen gelangt;
  2. die praktische Umsetzung der konzipierten Funktionalitäten in einem Laborprototypen für den Anwendungsfall der unbemannten Luftaufklärung;
  3. die Erprobung der Gesamtfunktionalität sowie der spezifischen Verhaltensweisen des Assistenzsystems im systematischen Mensch-Maschine-Experiment mit militärischem Personal der Bundeswehr.

Die Dissertation beschreibt dazu die wissenschaftlichen und konzeptionellen Grundlagen der Mensch-Maschine-Systemintegration und der kooperativen Automation. Es folgt die systematische Ableitung der Eingriffsstrategie des Assistenzsystems, wobei hier zunächst von der Verhaltensdefinition her argumentiert wird. Darauf erfolgt die Spezifikation der maschinellen Fähigkeiten zur automatischen Verhaltensgenerierung. Hier kommen Modelle des menschlichen Arbeitsprozesses zum Tragen. Bei der Umsetzung in einen lauffähigen Prototyp kommen verschiedene Methoden der kognitiven Ergonomie (z.B. Arbeitsprozessanalyse, high level task analysis) und der künstlichen Intelligenz (z.B. Petri-Netze, logische NDDL-Planer) zum Einsatz. Die Arbeit schließt mit der Dokumentation der Evaluationsergebnisse.

Die zentralen wissenschaftlichen Ansprüche der Dissertation sind:

  1. Konkretisierung der von [Onken & Schulte, 2010] aufgestellten Grundforderungen  für die Mensch-Maschine-Kooperation;
  2. Systematisierung der Umsetzung der geforderten Fähigkeiten mit Methoden der kognitiven Ergonomie und künstlichen Intelligenz;
  3. Erfahrungswissenschaftliche Erprobung nach den Regeln der Kunst.

Damit wird in dieser Dissertation die konzeptionelle Grundlage des Zusammenwirkens von Mensch und Assistenzsystem um entscheidende Gesichtspunkte weiter entwickelt.

Promotionsausschuss:

Vorsitz: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Kristin Paetzold

1. Berichterstatter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Axel Schulte

2. Berichterstatter: Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Michael Herczeg, Dipl.-Inform. (Institut für Multimediale und Interaktive Systeme, Universität Lübeck)