Aufbau von interaktiven virtuellen Umgebungen zur Evaluierung von Usability Fragestellungen im Arbeitsschutz - Untersuchung der Anwenderfreundlichkeit von Sicherheitstechnik für Arbeitsmittel des gewerblichen Bereichs

Status:

abgeschlossen 05/2010

Zielsetzung:

Fehlbedienungen an Maschinen haben ihre Ursache häufig in einer schlecht gestalteten Mensch-Maschine-Oberfläche. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle ist oftmals derart gestaltet, dass der Anwender aufgrund kognitiver Fehleinschätzungen Fehler begeht. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollte nun am Beispiel einer simulierten Drehmaschine exemplarisch untersucht werden, inwieweit Simulationen in VR-Umgebungen (VR: virtuelle Realität) gezielte Usability-Untersuchungen an Maschinen ohne reale Gefährdung von Probanden ermöglichen.

Aktivitäten/Methoden:

- Modellierung und Simulation einer Drehmaschine im Immersion Square an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
- Nachbildung einer Drehmaschinen-Anzeige und -Steuerung
- Dynamische Simulation der Maschinen- und Hintergrundgeräusche
- Probandenuntersuchung mit Befragung von Probanden mit Kenntnissen als Drehmaschinenanwender

Ergebnisse:

Die zentrale Fragestellung des Forschungsprojekts, ob es möglich ist, Arbeitsschutzuntersuchungen an Werkzeugmaschinen im virtuellen Raum durchzuführen, kann eindeutig positiv beantwortet werden. Dafür sprechen sowohl die Verhaltensdaten (Übereinstimmung mit vorhergesagtem Schwierigkeitsgrad der Aufgabe) als auch die hohe Akzeptanz der Untersuchung durch die Probanden.
Ein weiteres Ergebnis des durchgeführten Forschungsprojekts ist, dass in künftigen Arbeitsschutzuntersuchungen im virtuellen Raum besonders auf die Qualität der Darstellung geachtet werden sollte. Dies betrifft die Auflösung der Anzeige, die Perspektive (hier sollte möglichst eine Variabilität durch Head-Tracking zur Verfügung gestellt werden), sowie die Synchronisierung von sensorischen Merkmalen verschiedener Sinneskanäle (visuell, auditiv, etc.).
Es konnte gezeigt werden, dass gefährliche Situationen an Werkzeugmaschinen simuliert werden können, sodass ohne reale Gefährdung sichere Lösungen untersucht werden können. In der virtuellen Realität können dann beispielsweise gezielt Untersuchungen von Schutzmechanismen durchgeführt werden, um zu testen, ob die Mechanismen greifen und inwieweit diese den Nutzer behindern. Da Schutzmechanismen, die den Anwender bei der Arbeit behindern, oftmals manipuliert werden, woraus schwere Unfälle resultieren können, ist es besonders wichtig, diese sorgfältig zu gestalten.

Stand: