Browsing by Author "Peissner, Matthias"

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Open Access
Entwurfsmusterbasierter Ansatz für adaptive Benutzungsschnittstellen zur Überwindung von Nutzungsbarrieren
(2014) Peissner, Matthias; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.)
Die vorliegende Arbeit beschreibt einen neuartigen Ansatz für Benutzungsschnittstellen, die sich selbstständig und dynamisch während der Nutzung an individuelle Nutzerbedürfnisse, unterschiedliche Umgebungsbedingungen und Interaktionsgeräte anpassen können. Dadurch kann eine hohe Zugänglichkeit (Accessibility) interaktiver Computersysteme erreicht werden: In Verbindung mit einer kontinuierlichen Erfassung des Nutzungskontexts können die in dieser Arbeit entwickelten Mechanismen zur Generierung und Adaptation der Benutzungsschnittstelle dafür sorgen, dass jeder Nutzer im Laufe der Interaktion eine Benutzungsschnittstelle erhält, die seinen individuellen Bedürfnissen zunehmend besser entspricht. Zwar besteht auch die Möglichkeit, dass die Nutzer die Einstellungen der Benutzungsschnittstelle selbst nach den eigenen Wünschen verändern. Aufgrund der automatischen Anpassungen erhalten aber auch die Nutzer, die aufgrund von Einschränkungen oder geringer Computer-Erfahrung Konfigurationsdialoge scheuen oder nicht bedienen können, eine individualisierte Benutzungsschnittstelle. Darüber hinaus können Nutzungsbarrieren und Bedienprobleme durch automatische Adaptationen direkt behoben werden, wenn sie auftreten. Veränderliche Nutzerbedürfnisse, die sich zum Beispiel häufig im Zuge des Älterwerdens ergeben, können durch dynamische Anpassungen selbstständig kompensiert werden. Technisch beruht der Ansatz auf einer Modularisierung der Benutzungsschnittstelle. Alle anzupassenden Gestaltungsaspekte werden als Entwurfsmuster beschrieben. Für jeden Aspekt liegen mehrere alternative Entwurfsmuster vor, um verschiedene Lösungen für verschiedene Anforderungen anbieten zu können. Die Generierung der ABS zu Beginn der Interaktion basiert auf einer Komposition der für die aktuellen Kontextanforderungen am besten geeigneten Entwurfsmuster. Für Adaptationen während der Interaktion werden einzelne Entwurfsmuster durch andere ersetzt. Damit der Nutzer die intelligenten Anpassungen erkennen und kontrollieren kann, werden spezielle Anpassungsdialoge verwendet, die ebenfalls als Entwurfsmuster vorliegen. Der Ansatz ist generisch und kann prinzipiell für verschiedene Anwendungen verwendet werden, um beliebige Nutzungsbarrieren durch entsprechende Anpassungen zu überwinden. Das dafür notwendige Gestaltungswissen wird aus den Entwurfsmustern gezogen. Im Rahmen einer ersten Implementierung wurde nur ein Grundstock von Entwurfsmustern entwickelt. Die Erweiterbarkeit des Entwurfsmusterrepositoriums ist daher eine wichtige Eigenschaft des Ansatzes, um sukzessive eine möglichst umfassende Abdeckung verschiedener Anforderungen, Einschränkungen und Interaktionssituationen zu ermöglichen. Das Entwurfsmusterrepositorium ist öffentlich zugänglich, um möglichst viele externe Experten an der Weiterentwicklung der Entwurfsmuster beteiligen zu können. Für Entwickler von ABS bietet der Ansatz große Vorteile. Sie müssen nur ein abstraktes Modell der Interaktion erstellen, das als Grundlage für die automatische Generierung der ABS dient. Das eigens entwickelte Modellierungsformat setzt auf einen möglichst geringen Spezifikationsaufwand und den Einsatz von Zustandsdiagrammen als leicht verständlichen und weit verbreiteten Standard. Dadurch wird versucht, den Ansatz auch für die kommerzielle Software-Entwicklung attraktiv zu machen. Die Evaluierung des Ansatzes erfolgt am Beispiel von webbasierten Applikationen für das interaktive Fernsehen, deren Benutzungsschnittstellen sich an typische Einschränkungen älterer Nutzer anpassen. Neben einer technischen Validierung anhand einer Referenzimplementierung werden empirische Studien mit potenziellen Endnutzern, potenziellen ABS-Entwicklern und Entscheidungsträgern aus Software-Unternehmen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass der entwickelte Ansatz die relevanten Anforderungen an ABS zur Überwindung von Nutzungsbarrieren gut erfüllt und einen deutlichen Fortschritt gegenüber dem aktuellen Stand der Forschung und Technik erzielt.
Open Access
Oscillatory EEG signatures of affective processes during interaction with adaptive computer systems
(2020) Vukelić, Mathias; Lingelbach, Katharina; Pollmann, Kathrin; Peissner, Matthias
Affect monitoring is being discussed as a novel strategy to make adaptive systems more user-oriented. Basic knowledge about oscillatory processes and functional connectivity underlying affect during naturalistic human–computer interactions (HCI) is, however, scarce. This study assessed local oscillatory power entrainment and distributed functional connectivity in a close-to-naturalistic HCI-paradigm. Sixteen participants interacted with a simulated assistance system which deliberately evoked positive (supporting goal-achievement) and negative (impeding goal-achievement) affective reactions. Electroencephalography (EEG) was used to examine the reactivity of the cortical system during the interaction by studying both event-related (de-)synchronization (ERD/ERS) and event-related functional coupling of cortical networks towards system-initiated assistance. Significantly higher α-band and β-band ERD in centro-parietal and parieto-occipital regions and β-band ERD in bi-lateral fronto-central regions were observed during impeding system behavior. Supportive system behavior activated significantly higher γ-band ERS in bi-hemispheric parietal-occipital regions. This was accompanied by functional coupling of remote β-band and γ-band activity in the medial frontal, left fronto-central and parietal regions, respectively. Our findings identify oscillatory signatures of positive and negative affective processes as reactions to system-initiated assistance. The findings contribute to the development of EEG-based neuroadaptive assistance loops by suggesting a non-obtrusive method for monitoring affect in HCI.