3: Verhalten und Leistung 2

Ziel: Überprüfung der Brauchbarkeit einer bestimmten Sekundäraufgabe – Peripheral Detection Task (PDT) – für die Erfassung der Beanspruchung beim Autofahren, speziell im Zusammenhang mit Informationssystemen.

Untersuchung der Auswirkungen von Verkehrskomplexität und Displaygröße eines Navigationssystems Feldstudie auf 11,2 km langer Strecke in und um Chemnitz

• Stichprobe: 49 erfahrene Autofahrer (Taxifahrer)

  
  

  Unabhängige Variablen

  • Phasen hoher vs. niedriger Verkehrskomplexität (Messwiederholung)

  • Art des Navigationssystems: großes vs. kleines Display (unabhängige Stichproben)

    
    

    Beanspruchungsmaße

  • Sekundäraufgabe (Peripheral Detection Task); RZ und Fehler auf peripher dargebotene Signale (LEDs); Signalrate: alle 3-5s)

  • Physiologische Aktivität (Herzrate und Herzratenvariabilität)

  • Subjektive Beanspruchung (NASA Task Load Index)

Interpretation: grundsätzlich schwierig, da

• keine Erfassung der Primäraufgabenleistung

• Unterschiede in der Beanspruchung bei unterschiedlichen Displaygrößen könnten sich auch in Leistungsunterschieden bei der Primäraufgabe abgebildet haben

• Unterschiede in Abhängigkeit von der Verkehrskomplexität könnten unterschätzt worden sein

  
  

• keine Einzelleistungsdaten für PDT erhoben wurden

• Haben sich die beiden Teilstichproben möglicherweise in der Ausgangsleistungim PDT unterschieden?

• Macht Interpretationsprobleme von Sekundäraufgaben-Untersuchungen deutlich, wenn keine Daten zu Leistungen bei Einzelbearbeitung vorliegen

Fragestellungen:

• Reduzieren automatisierte Diagnosesysteme die Beanspruchung von Operateur*innen beim Fehlermanagement in der Prozesskontrolle?

• Welche Auswirkungen hat dabei der Automationsgrad?

  
  

  Setting: : Laboruntersuchung unter Nutzung einer „Mikrowelt“

• Phasen mit vs. ohne Fehler im System

• Art der automatischen Unterstützung:

•  Keine (manual; Kontrollbedingung)

•  Diagnosevorschlag

  (decision selection support; DS)

• Diagnosevorschlag und Reparatur

Interpretation:

• Primäraufgabenleistungen weisen auf Entlastung bei Verfügbarkeit der Assistenzsysteme hin

• Sekundäraufgabenleistungen zeigen lediglich erwarteten Beanspruchungsunterschied zwischen Phasen an, in denen Fehler zu bearbeiten sind bzw. nicht vorliegen

• Hinweis darauf, dass die in der Primäraufgabenleistung freiwerdenden Ressourcen offenbar nicht genutzt werden (werden können?), die Leistung in der Sekundäraufgabe zu steigern

• Effekt zusätzlicher visueller Beanspruchung des Assistenzsystems?

• Bleiben VPn mit Aufmerksamkeit bei Fehlermanagement?

• Mängel im Versuchsplan: keine Erfassung der Einzelleistung bei Primäraufgabe; daher Interferenzfreiheit nicht abschätzbar (u.U. tolerierbar da sehr einfache Sekundäraufgabe)

•  gute Sensitivität, sofern gleiche Ressourcen wie bei der Primäraufgabe beansprucht werden

•  Diagnostizität realisierbar über Vergleich qualitativ verschiedener Sekundäraufgaben (bezogen auf Art der beanspruchten Ressourcen)

•  Problem: Widerspruch Sensitivität/Diagnostizität vs. Interenzfreiheit

• Sensitivität/Diagnostizität setzt Ressourcenüberlappung mit Primäraufgabe voraus

  -> dan nInterferenzfreihei taber nicht mehr unbedingt gegeben

  
  

•  Anwendbarkeit: Richtige Anwendung sehr aufwendig und oft auf das Labor beschränkt

• Beobachtung von physiologischen Veränderungen in Abhängigkeit von Unterschieden in der mentalen Beanspruchung

  
  

• Analogie zu physischer Beanspruchung

• Aktivierungstheorien für Indikatoren des peripheren Nervensystems und Spontan-EEG

• Ressourcentheorien für spezifische Indikatoren Ereignis korrelierter Hirnrindenpotenziale

• Unterscheidung eines allgemeinen Aktivierungsniveaus (arousal), das ein Kontinuum von tiefstem Schlaf bis Zuständen höchster Erregung umfasst (Duffy, 1951, 1957)

-> „Intensitätsaspekt “des Verhaltens (Duffy,1951)

„...indicated roughly b yanyon eof a number of physiological measures(e.g.skin resistance, muscle tension, EEG, cardiovascular measures, and others.“ Duffy, 1957, S, 265)

• Annahme eines unspezifischen arousal ursprünglich um Wirkungen äußerer Stressoren, psychotroper Substanzen oder Emotionen auf die Aktivität des sympathischen Nervensystems zu beschreiben („energy mobilization“ als Reaktion auf „hunger, fear and rage“; Cannon, 1915)

• Schon früh Zusammenhänge zwischen Leistung und Aktivierung angenommen

  -> „The degree of activation appears to affect the speed,the intensity and the coordination of responses.“ (Duffy, 1957, S. 268).

•  Leistungsschwankungen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Zuständen (z.B. Müdigkeit, emotionale Anspannung) als Effekt von Arousal-Verschiebungen

•  Spezifische Annahme eines umgekehrt U-förmigen Zusammenhangs zwischen Arousal und Leistungsfähigkeit (Duffy, 1932, Freeman, 1940)

•  Bekannt geworden als „Yerkes-Dodson Gesetz“

  -> Bezug auf Untersuchungen zu Auswirkungen von Elektroschocks auf das Diskriminationslernen von Mäusen (Yerkes & Dodson, 1908)

1. Leistung steigt mit zunehmender Aktivierung bis zu einem Punkt optimaler Aktivierung an; weitere Aktivierung führt zu Leistungseinbußen

2. Das optimale arousal-Niveau liegt bei einfachen Aufgaben höher als bei schwierigen

In der Originaluntersuchung keine direkte Erfassung des Arousals, sondern indirekt geschlossen aus Schockstärke.

•  Zunehmende Fokussierung der Aufmerksamkeit mit ansteigendem Arousal

  Höhe des Aktivierungsniveau sbeeinflusst den Umfang der Umweltreize(„range of cues“), die für die Steuerung des Verhaltens verarbeitet werden

•  Bis zu einem bestimmten Punkt wirkt Fokussierung fördernd, darüber hinaus hemmend auf Leistung

•  Da schwierigere Aufgaben in der Regel die Berücksichtigung von mehr „Reizen“ erfordern, wird der Punkt optimaler Fokussierung schneller erreicht

keine oder einfache lineare Beziehung zwischen Stärke des Arousals/Stressors und der Leistungsfähigkeit

Frühe Ausdifferenzierung aktivierungssteuernder neuroanatomischer und - physiologischer Strukturen

Aktivierungsmodell von Pribram & McGuinness (1975, 1980)

•  Arousal-System für phasische Aktivierung bei Reizeingang

•  Activation-System für tonische Aktivierung beim otorischer Bereitschaft

•  Effort-System als koordinierender Mechanismus

• Als Modell besonders einflussreich fü rweitere Theorienbildung (Boucsein, 1991; Sanders, 1983)

•  Fokus auf Aktivierungsmuster anstelle von Aktivierungsniveau

• „Arousal“: Grundlage für Reizaufnahme und Mustererkennung

•  Passive (stimulusbezogene) Reaktivität in Abhängigkeit der Stimulusintensität

•  Aktive Komponente im Sinne einer Aufmerksamkeitsausrichtung „Activation“: Aktivierung in Zusammenhang mit Kontrolle motorischer Prozesse

• Vorbereitung motorischer Prozesse („readiness to response“) „Effort“: Übergeordneter Mechanismus mit Doppelfunktion

•  Energetische Grundlage von zentralen Verarbeitungsprozessen

• Kompensatorische Funktion gegenüber untergeordneten Systemen (Anpassung bei zu hohem/r niedrigem/r arousal/activation)

•  Klassisches, gut untersuchtes Konzept mit langer Forschungstradition

• vor allem relevant für peripher-physiologische (vegetative) Indikatoren und Spontan-

  EEG, wenn es darum geht, den physiologischen Aufwand abzubilden

•  ursprüngliche Vorstellung eines eindimensionalen Aktivierungsniveaus aus wissenschaftlicher Sicht zu einfach, aber in der Praxis immer noch populär

• interessante Parallele zwischen Ausdifferenzierung des Aktivierungskonzepts mit Entwicklung der Ressourcentheorien

-> weist auf enge theoretische Verbindung der Konzepte hin