08 Beanspruchung

• Workload zentrales Konzept im Bereich Human Factors

  • für Systemgestaltung nicht nur Leistung wichtig, sondern auch Anforderungen an Operateure

• Bewertung der Gestaltung von Mensch-Technik-Interaktion

  • Messung der Workload in aktuellem System

  • Vergleich von Alternativen

  • Vergleich mit absolutem Grenzwert

• Bewertung von individuellen Unterschieden der Operateure

  • Bewertung des Fertigkeitsgrads —> Training

  • Beobachtung des Operateurs zur Unterstützung in Überforderungssituationen durch Aufgabenübernahme durch System

• Mental workload als Anforderungen einer Aufgabe, die auf begrenzte Ressourcen des Menschen treffen.

• Theorien der limitierten menschlichen Kapazitäten (Moray, 1972; Kahnemann, 1973)

  —> Capacity model for attention (Kahnemann, 1973)

• Allgemeiner Pool einer Aufmerksamkeitsressource

• Alle Aktivititäten konkurrieren um diese gleiche limitierte Ressource

• Je schwieriger Aktivität, desto mehr Ressourcen werden benötigt

• Befunde

  • Ressourcen können auf die versch. Aufgaben aufgeteilt werden und nicht immer erfolgen Leistungseinbußen

  • Erhöhung der Schwierigkeit einer Aufgabe führt nicht immer zu Leistungseinbußen in anderer, gleichzeitiger Aufgabe

    => Multiple-Ressource-Theorie (z.B. Wickens, 2008)

• Einteilung der Maße in drei Kategorien (nach Sanders, 1979; Meshkatie & Loewenthal, 1988; Wierwille & Eggemeier, 1993):

  1. Verhaltensmaße

     —> Single Task/Primary Task measures

     —> Secondary Task Technique,

  2. Physiologische Methoden,

  3. Subjektive Rating Methoden.

Kriterien für Workload-Index (siehe Wickens & Hollands, 2000)

• Sensitivität

  • Index sollte auf Workload-Veränderungen reagieren

• Diagnostizität

  • Anzeige der Ursache für Workload-Veränderung

• Selektivität

  • Index sollte nur auf Veränderungen in mentaler Workload reagieren

• Beinträchtigungsfreiheit

  • Index sollte Leistung in Primäraufgabe, deren verursachte Workload gemessen wird, nicht beeinflussen

• Bandbreite und Reliabilität

  • Index sollte reliabel sein, und ausreichend hohe zeitliche Auflösung besitzen

Einteilung der Maße in drei Kategorien (nach Sanders, 1977; Meshkatie & Loewenthal, 1988; Verwey, 1993; Wierwille & Eggemeier, 1993):

1. Verhaltensmaße

   • Single Task/Primary Task measures

   • Secondary Task Technique

2. Physiologische Methoden

3. Subjektive Rating Methoden

• Annahme: die Leistung in der Hauptaufgabe wird schlechter bei erhöhtem workload (siehe z.B. Stanton et al., 2001)

• Leistungsmaße in der Hauptaufgabe werden durch unterschiedliche Belastungen beeinflusst

Annahme:

• die Leistung in der Hauptaufgabe wird schlechter bei erhöhtem workload (siehe z.B. Stanton et al., 2001)

• Leistungsmaße in der Hauptaufgabe werden durch unterschiedliche Belastungen beeinflusst

• Beispiel: Einfluss von Verkehrsdichte auf das Fahrverhalten

  • Geschwindigkeit

  • Laterale Kontrolle

Annahmen:

• Zwei Aufgaben werden gleichzeitig bearbeitet

• wenn sich der workload erhöht, wird die Leistung in der Zweitaufgabe schlechter (siehe z.B. Stanton et al., 2001)

• Nur „frei verfügbare“ Kapazitäten, d.h. Rest-Kapazität neben der Ausführungen der Hauptaufgabe, werden für die Bearbeitung der Zweitaufgabe genutzt (Kantowitz, 2000)

• Secondary task technique: Priorisierung der Hauptaufgabe

• Dual-Task technique (= concurrent task or simultaneous task): keine Priorisierung, stattdessen maximale Performanz für beide Aufgaben (Odgen et al.,1973)

• Loading task technique:

  • alle notwendigen Ressourcen zur Beibehaltung der Leistung in der „loading task“ zuwenden

  • Leistung in der „primary task“ wird erhoben

    —> Grad der Beeinträchtigung als Maß der Schwierigkeit

Diagramm der Leistung bei zwei zeitlich geteilten Aufgaben, wenn die Probanden aufgefordert werden, unterschiedliche Strategien der Ressourcenverteilung anzuwenden (Norman & Bobrow, 1975)

• Visuelle Aufgaben:

  • visual detection task: Probanden geben an, dass sie einen visuell präsentierten Reiz entedeckt haben

    —> verbale Antwort (Verwey, 2000)

  • reading digits: lautes vorlesen von zufälligen Zahlen von einem display (Wierwille, 1977)

• Auditive Aufgaben:

  • auditory addition task: die Zahl 12 wird zu einer auditiv präsentierten Zahl addiert à verbale Antwort (Verwey, 2000)

• Time production:

  • Generierung von Zeitintervallen

  • Je höher die Anforderungen der primary task, desto größer die Überschätzung der produzierten Intervalle (Hart, 1975)

• Aufgabe: Entdeckung peripherer Reize

• Bewertung visueller und mentaler Beanspruchung durch Bedienung von Systemen während der Fahrt

• Direkte oder indirekte Erhebung der Meinung des Individuums über den eigenen workload durch Fragebogenverfahren

• Werden entweder während oder nach einer Studie eingesetzt

• Es gibt uni- bzw. multidimensionale Verfahren

• Einige oft verwendete Fragebögen:

  • SWAT (Reid & Nygreen, 1988)

  • NASA-TLX (Hart & Staveland,1988)

• Dissoziation zwischen Maßen

  • Beispiel: Einfluss der Verkehrsdichte auf Workload

    • Subjektives Maß

    • Physiologisches Maß

• Beide Parameter steigen bis zu einer mittleren Verkehrsdichte an

  • Subjektive Beanspruchung erreicht ein Plateau

  • Herzrate nimmt bei höherer Verkehrsdichte wieder ab

• Mögliche Ursachen:

  • Begrenzter Handlungsspielraum bei höheren Verkehrsdichten

• Workload ein zentrales Konzept in der Gestaltung der MenschMaschine-Interaktion

• Mental workload als Anforderungen einer Aufgabe, die auf begrenzte Ressourcen des Menschen treffen

• Zur Messung stehen verschiedene Ansätze und Maße zur Verfügung:

  • Verhaltensbasierte Maße

  • Physiologische Maße

  • Subjektive Maße

  • die unterschiedliche Aspekte erfassen und unterschiedliche Vor- und Nachteile aufweisen

• Oft keine hohen Korrelationen zwischen diesen Maßen

• Zur Erfassung des vermutlich multidimensionalen Konstrukts „mental workload“ ist eine Kombination von Maßen zu empfehlen (Sanders & McCormick, 1993)