Die Forschungsgruppen der Systemergonomie »Kooperative Bewegungs- und Systemführung« (KBS) und »Ergonomie im Advanced Systems Engineering« (EASE) befassen sich unter anderem mit diesen Forschungsschwerpunkten:
Kooperative Systemführung und Crewed-Uncrewed Teaming
Die Führung mobiler Systeme (z. B. Fahrzeug, Luftfahrzeug, Schienenfahrzeug, Unterwasserfahrzeug, unbemannte Boden- und Luftsysteme) unterliegt kontinuierlichen technischen Entwicklungen. Durch Automatisierung und künstliche Intelligenz werden immer mehr Führungsaufgaben an sogenannte Assistenzsysteme und technische Komponenten übergeben. Die eingesparte Zeit kann der Mensch für die zusätzliche Erledigung von Nebenaufgaben oder die gleichzeitige Führung mehrerer Systeme und Systemverbünde, insbesondere im Rahmen von Multi Domain Operations (MDO), nutzen. Schwerpunkt der Forschung umfasst die systemergonomische Gestaltung von Interaktion und Kooperation aller Komponenten im soziotechnischen System, um ein zuverlässiges Systemverhalten zu erwirken.
Ergonomische Gestaltung von sicherheitskritischen Systemen sowie Arbeitsplätzen und Produkten
Untersucht wird die ergonomische Gestaltung sicherheitskritischer Systeme, Arbeitsplätze und Produkte. Der gesamte Prozess von der Bedarfsermittlung bis zu Demonstratoren wird begleitet; Prüfungen und Inbetriebnahmen werden unterstützt. Ergonomische Gestaltung verbindet Wissen über menschliche Arbeit mit Zielen wie Effizienz, Kontrollierbarkeit, Überlebensfähigkeit, Produktivität, regulatorische Vorschriften und Zuverlässigkeit. Das gilt für verschiedene Bereiche, wie Arbeitsplätze in Kampfräumen gepanzerter Fahrzeuge, Kontrollstationen oder in der Produktion. Für den Erfolg sind die richtige Auswahl und Anwendung von ergonomischen Methoden sowie ein offener Gestaltungsraum entscheidend, der technische, organisatorische und persönliche Aspekte berücksichtigt.
Immersion in interaktiven Systemen durch tangible XR und haptische Interaktion
Eine realistische Abbildung von Sinneseindrücken in interaktiven Systemen ist wichtig für die Immersion und Authentizität von Informationen und Umgebungen. Das gilt sowohl für den praktischen Einsatz wie bei der Fernsteuerung von Robotern oder dem Training kritischer Situationen in XR, als auch für flexible Entwicklungsumgebungen, in denen Gestaltungsmöglichkeiten exploriert werden.
Die Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung flexibler Darbietungsformen für haptische Empfindungen in Technologien wie VR, AR und MR oder sonstiger Mensch-Maschine-Schnittstellen. Beispiele sind die Herstellung grobtaktiler Empfindungen für räumliche Grenzen in dem Rapid Prototyping Hub und Induktion kinästhetischer Empfindungen über die Motion Plattform. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung einer Haptikkomponente, die Gewichte und Kräfte ohne physische Objekte spürbar macht. So können Nutzer beispielsweise das Anheben einer virtuellen 10 kg schweren Kiste erleben, ohne eine echte Kiste halten zu müssen.
Intuitive und sichere Interaktionsgestaltung moderner Arbeitsplätze von teleoperierten Systeme
Teleoperierte Systeme ermöglichen eine sichere und effektive Interaktion zwischen Bedienern und Maschinen, um Personal effizient einzusetzen und komplexe Aufgaben in gefährlichen oder schwer zugänglichen Umgebungen zu meistern. Sie können in verschiedenen Domänen eingesetzt werden, wie zum Beispiel bei unbemannten LKW-Konvois oder unbemannten Luftsystemen.
Ein wichtiger Forschungsschwerpunkt der Systemergonomie ist die Entwicklung benutzerfreundlicher Schnittstellen, die eine intuitive Steuerung ermöglichen. Ziel ist es, das Situationsbewusstsein der Bediener zu fördern und deren kognitive Belastung zu reduzieren. Dazu gehören ergonomische Bedienelemente und die Nutzung von Technologien wie AR oder VR, um komplexe Informationen klar und verständlich darzustellen.
Entwicklung physiologischer Messsysteme für Echtzeitanwendungen in der Ergonomie und Mensch-Technik-Interaktion
Die Anwendung ergonomischer Analyseverfahren hilft, Gefahren und Belastungen für den Menschen zu identifizieren und zu bewerten. Damit unterstützen diese die ergonomische Gestaltung. Oft wird jedoch viel Zeit für die Analyse aufgewendet, sodass weniger Zeit für die Gestaltung bleibt.
Die Forschung konzentriert sich auf die teilweise Automatisierung der Datenerhebung und -verarbeitung in der ergonomischen Analyse durch den Einsatz von Sensoren. Dies verbessert die Situation und ermöglicht eine genauere und umfangreichere Datenerhebung, wodurch komplexere Bewertungsmodelle genutzt werden können. Zum Beispiel kann die Kompressionsbelastung auf die Bandscheibe L5/S1 in Echtzeit berechnet werden, ohne dass eine Kalibrierung nötig ist. Dies ist besonders hilfreich in Arbeitsplätzen mit manuellen Lasten.
Wissenstransfer für Arbeitsweisen und Methoden im Bereich der Ergonomie und Produkt- und Systementwicklung
Fokus der Forschung liegt auf der nachhaltigen Integration und Verbesserung ergonomischen Wissens in Arbeitsprozesse. Dies umfasst die Gestaltung von Arbeitsplätzen und die Entwicklung von Produkten, angefangen bei Grobkonzepten über die Definition von Anforderungen bis hin zur Nachweisführung und kontinuierlichen Verbesserung.
Es werden wirksame Konzepte entwickelt und in Pilotprojekten getestet. Dabei sind der Anwendung des ergonomischen Wissens keine Grenzen gesetzt. Das reicht von Innovationspartnerschaften über die Entwicklung von KI-gestützten Ergonomie-Agenten bis hin zu einfachen Checklisten und Handbüchern für Unternehmen.
Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE
