Volume 61, Issue 11

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Zusammenfassung Im Bereich Next Generation Media (NGM) muss mit neuen Interaktionsformen dem Problem der Diskrepanz zwischen verfügbarer Informationsmenge und den nur wenigen möglichen Anzeigeflächen begegnet werden. Dazu beschreibt der Artikel vergleichende Experimente für mögliche Eingabemodalitäten zur natürlichen und berührungslosen Steuerung der NGM. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Kombination aus Zeigegesten und Sprachsteuerung besser hinsichtlich ihrer Usability eignet als Gesten allein oder die Kombination aus Blick und Sprachsteuerung. Abstract For the Next Generation Media (NGM) new forms of interaction are needed to cope with the huge amount of possible information for a limited number of displays which are provided in the environments. Therefore, this article describes experiments which compare different interaction modalities for this challenge. The results show that the combination of pointing and speech supports usability and the handling of information in touchless NGM information spaces better than gesture alone or the combination of gaze and speech.

Zusammenfassung Dieser Beitrag beschreibt die multimodalen Interaktionsmöglichkeiten mit der Forschungsroboterplattform ELIAS. Zunächst wird ein Überblick über die Roboterplattform sowie die entwickelten Verarbeitungskomponenten gegeben, die Einteilung dieser Komponenten erfolgt nach dem Konzept von wahrnehmenden und agierenden Modalitäten. Anschließend wird das Zusammenspiel der Komponenten in einem multimodalen Spieleszenario näher betrachtet. Abstract This paper presents the multimodal interaction capabilities of the robotic research platform ELIAS. An overview of the robotic platform as well as the developed processing components is presented, the classification of the components follows the concept of sensing and acting modalities. Finally, the interplay between those components within a multimodal gaming scenario is described.

Zusammenfassung In diesem Beitrag wird Blended Interaction als neuartiger Ansatz zur ganzheitlichen Gestaltung von Arbeitsumgebungen für Operateure in Leitwarten vorgestellt. Hintergrund ist die Herausforderung einer stetig ansteigenden Komplexität der Mensch-Maschine-Schnittstelle. Leitbild bei der Konzeptentwicklung sind die Prinzipien der realitätsbasierten Interaktion, die sowohl den Operateur mit seinen natürlichen Fähigkeiten, als auch den situativen Kontext der Arbeitsumgebung hervorheben. Darüber hinaus werden Ergebnisse einer Evaluation mit Anwendern aus Verkehrsleitzentralen vorgestellt, in welcher ein möglicher Paradigmenwechsel hin zu neuen Interaktionsformen untersucht wird. Abstract Blended Interaction is introduced as a novel approach to a holistic design of the work environment of control room operators. It addresses a continuously growing complexity of human-machine-interfaces in control rooms. The approach bases on the principles of reality-based interaction styles, which emphasize both, the operators with their innate abilities and the work environment's situational context. In addition, results of an evaluation with user from a traffic control room will be presented in which a potential paradigm shift to new forms of interaction is examined.

Zusammenfassung Menschliche Kommunikation basiert auf Signalen wie Sprache, Mimik oder Gestik und deren Interpretation erscheint uns Menschen sehr natürlich. Aus diesem Grund wird seit langem daran geforscht, diese Fähigkeiten auf die Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) zu übertragen. Die Fokussierung auf die Imitation menschlicher Kommunikation lässt allerdings außer Acht, dass neuartige Sensoren mittlerweile Möglichkeit für Schnittstellen eröffnen, die Informationen nutzen können, welche dem Menschen unzugänglich sind. Dieser Artikel stellt laufende Forschungsarbeiten im Bereich der biosignalbasierten Mensch-Maschine Interaktion vor, wie beispielsweise „Airwriting“, das dreidimensionale Bewegungen der Hand beim Schreiben in die Luft erfasst und diese Eingabe in Text konvertiert, die Lautlose Sprachkommunikation, die auf artikulatorischen Muskelbewegungen basiert, sowie adaptive Interaktionssysteme, die Gehirnaktivitäten des Benutzers interpretieren, um ermittelten mentalen Zustände wie kognitive Aktivität und Arbeitsbelastung zur dynamischen Anpassung des Systemverhaltens heranzuziehen. Das Ziel dieser Forschung ist es, eine neue Generation von menschenzentrierten Interaktionssystemen zu entwickeln, die sich den Bedürfnissen seiner Nutzer anpassen, um so intuitive, effiziente, robuste und adaptive Mechanismen zur Interaktion und Kommunikation mit Maschinen und durch Maschinen zu realisieren. Abstract Human communication relies on signals like speech, mimics, or gestures and the interpretation of these signals seems to be innate to human beings. Consequently, the research community investigates long-since the transfer of these capabilities to Man-Machine Interfaces (MMI). While significant progress has been made, the focus on mimicing human skills ignores the potential of emerging new sensor technologies to build innovative MMIs which exploit information that is not available to human beings. This paper discusses ongoing research in the area of „Biosignals and Interfaces“, such as Airwriting, a motion based interfaces for text entry in wearable computing applications, silent speech interfaces that rely on articulatory muscle movement, as well as interfaces that use brain activity to determine users' mental states, such as task activity and cognitive workload in order to adapt the system's behavior accordingly. The goal of this research is to establish a new generation of human-centered systems, which are aware of the users' needs and provide intuitive, efficient, robust, and adaptive mechanisms for interaction and communication with and through machines.

Zusammenfassung Unsere Augen sind für die Wahrnehmung unserer Umwelt wichtig und geben gleichzeitig wertvolle Informationen über unsere Aufmerksamkeit und damit unsere Denkprozesse preis. Wir Menschen nutzen dies ganz natürlich in der alltäglichen Kommunikation. Mit einer echtzeitfähigen Blickbewegungsmessung ausgestattet können auch technische Systeme den Nutzern wichtige Informationen von den Augen ablesen. Der Artikel beschreibt verschiedene Ansätze wie in der Konstruktion, der Instruktion von Robotern oder der Medizin Blickbewegungen nutzbringend eingesetzt werden können. Abstract We use our eyes to perceive our everyday environment. In doing so, we also reveal our current focus of attention and thus allow others to draw insights regarding our internal cognition processes. We humans make use of this dual function of the eyes quite naturally in everyday communication. Using realtime eye tracking, technical systems can learn to read relevant information from their users' eyes. This article describes approaches to make use of gaze information in construction tasks, the instruction of robots or in medical applications.

Zusammenfassung In diesem Artikel beschreiben wir die wesentlichen Eigenschaften eines multimodalen Dialogsystems für interaktive Anwendungen im Fahrzeug. Dabei beziehen wir uns auf Ergebnisse des Forschungsprojektes CARMINA (Car-Oriented Multimodal Dialog Architectures), die in dieser zusammenhängenden Form hier erstmals veröffentlicht werden. Neben dem Basis-Dialogsystem beschreiben wir die Kombination von Sprache mit sogenannten berührbaren Schnittstellen, Mikrogesten, Kopforientierung und Blickbewegungen („Blickgesten“) und führen darüber hinaus mit der sprachbasierten Lokalisierung von Insassen im Fahrzeug ein Beispiel für weiterführende Aspekte von Multimodalität auf. Abstract In this article we describe the main features of a multimodal dialogue system for interactive applications in the car. We refer to the results of the research project CARMINA (Car-Oriented Architectures Multimodal dialogue), which are published in this contiguous form the first time. Aside from the basic dialog system, we describe the combination of language with so-called tangible interfaces, micro gestures, head orientation, and eye movements (“eye gestures”). Additionally we present further aspects of Multimodality on the example of the voice-based localizing of occupants in the vehicle.

Zusammenfassung Im Rahmen des Fraunhofer-internen Attract-Förderprojektes „Visuelle Perzeption für die Mensch-Maschine Interaktion – Interaktion in und mit aufmerksamen Räumen” wird am Fraunhofer IOSB an der Entwicklung interaktiver, wahrnehmender Umgebungen gearbeitet, welche mit Kameras Personen, deren Position, Körperhaltung, Kopfdrehung und Gestik in Echtzeit erfassen können. Die gewonnene Information wird dazu genutzt, Personen bei Ihrer Zusammenarbeit sowie bei der Interaktion, beispielsweise mit einer großen Videowand oder anderen Geräten, zu unterstützen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die im Rahmen des Projektes entworfene Infrastruktur einer aufmerksamen Umgebung sowie praxisnahe Anwendungsfälle, in denen die entwickelten Technologien neuartige Lösungsansätze zur Optimierung bestehender Prozesse ermöglichen. Abstract Within the Fraunhofer-internal ATTRACT program “Visual perception for human-machine-interaction – interaction in and with attentive environments”, an intelligent and attentive room is developed, which uses cameras to recognize people, their locations, articulated body postures, head poses and gestures in real time. This information is used to support both collaborative team work as well as individual users interacting with large video walls and other devices within the environment. This article presents an overview of the attentive environment's implemented infrastructure as well as different use cases, in which the developed technologies allow innovative solutions for the optimization of existing processes.

Zusammenfassung Smartphonesysteme erfordern neue Interaktionsparadigmen, die die integrierte Sensorik auswerten (GPS, Inertial, Kompass), die aber insbesondere auf die Smartphonekamera aufsetzten, mit der die Umgebung aufgezeichnet wird. In diesem Zusammenhang liefern Augmented Reality Verfahren großes Potential besonders für industrielle Anwendung bei Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten. Abstract The use of smartphone systems requires new interaction paradigms that can process the integrated sensory (GPS, inertial, compass) but that in particular benefits from the integrated video camera used to capture the environment. In this context Augmented Reality offers high potential to support industrial maintenance and service procedures.

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