Entwicklung eines adaptiven Hilfesystems für multimodale Anzeige-Bedienkonzepte im Fahrzeug

Zusammenfassung (Deutsch)

Die Neukonzeption eines Hilfesystems für Sprachdialogsysteme (SDS) im Fahrzeug unterliegt den Forderungen nach kürzeren Dialogen, einer gesteigerten Nutzerfreundlichkeit und einer sinkenden mentalen Belastung. Die teilweise langen Hilfedialoge des iDrive SDS wurden zunächst in mehrere Teildialoge basierend auf verschiedenen Hilfeebenen untergliedert. Dies wirkt sich einerseits positiv auf die ...

Zusammenfassung (Deutsch)

Die Neukonzeption eines Hilfesystems für Sprachdialogsysteme (SDS) im Fahrzeug unterliegt den Forderungen nach kürzeren Dialogen, einer gesteigerten Nutzerfreundlichkeit und einer sinkenden mentalen Belastung. Die teilweise langen Hilfedialoge des iDrive SDS wurden zunächst in mehrere Teildialoge basierend auf verschiedenen Hilfeebenen untergliedert. Dies wirkt sich einerseits positiv auf die Behaltensleistung aus (Serieller Positionseffekt) und trägt andererseits direkt zur Verkürzung der Dialoge bei. Die Inhalte der kontextspezifischen Hilfe werden an das Wissen des Benutzers angepasst. Mit Hilfe des Potenzgesetzes der Übung und einer Vergessenskurve wird dieses Wissen mathematisch erfasst und in ein Benutzermodell überführt. Der Lernerfolg eines Benutzers hängt nach dem Potenzgesetz der Übung primär von der Zeit bei der ersten Verwendung einer Funktion ab. Durch die Bestimmung dieser Zeit kann errechnet werden, wie oft eine bestimmte Funktion wiederholt werden muss, um als gelernt zu gelten. Zu diesem Zweck erhält jede Funktion einen Index, der die Häufigkeit der Verwendung wiedergibt. Wurde eine Funktion häufiger als der berechnete Schwellenwert verwendet, gilt die Funktion als gelernt und wandert an das Ende der Hilfeausgabe. Wird die entsprechende Funktion jedoch über einen längeren Zeitraum nicht mehr verwendet, muss davon ausgegangen
werden, dass die Funktion u.U. vergessen wurde. Diesem Vergessensprozess
wird durch die Anwendung einer Vergessenskurve auf den Index einer Funktion
Rechnung getragen. Fällt der Index im Laufe der Zeit wieder unter den zugehörigen Schwellenwert, wird die Funktion wieder an ihre ursprünglichen Position in der Hilfeausgabe verschoben. Aufbauend auf diesem Benutzermodell beinhaltet die Hilfe primär Informationen über diejenigen Funktionen, die ein Benutzer nicht so gut kennt oder selten verwendet. Häufig verwendete Funktionen und Funktionen, die bereits bekannt sind und als gelernt betrachtet werden, befinden sich am Ende der Hilfeausgabe. Die Einführung eines SDS beseitigt zwar z.T. bestehende Nachteile rein visuell-haptischer Bedienkonzepte, jedoch kann der Aufruf einer Funktion per Sprache je nach Dialogziel u.U. umständlicher sein (z.B. Blättern in langen Listen, kurze Bestätigung per Druck auf den Controller, etc.). Ziel muss es also sein, für verschiedene Dialogziele die optimale Ein- und Ausgabemodalität zur Verfügung zu stellen. Dies kann entweder isoliert geschehen (exklusiv-multimodale Interaktion) oder verknüpft (alternierend-multimodale bzw. simultan-multimodale Interaktion).
Das prototypische Hilfesystem stellt dem Benutzer exklusiv-multimodale und
alternierend-multimodale Interaktionsvarianten zur Verfügung. Je nach Präferenz
kann ein per Sprache begonnener Dialog mit dem Controller fortgeführt oder beendet werden. Die akustischen Sprachausgaben werden durch eine visuelle Repräsentation ergänzt. Die visuelle Ausgabe erfolgt zeitlich synchron zur Sprachausgabe, was währen der Hilfe eine Hervorhebung des aktuell vorgelesenen Sprachkommandos ermöglicht. In Analogie zum Barge-In hat der Benutzer die Möglichkeit, einen Push-In durchzuführen und eine vorgelesene Funktion per Controller aufzurufen. Das prototypische Hilfesystem wurde mit dem Hilfesystem des iDrive Anzeige-Bedienkonzepts verglichen. Die Tests wurden mit zwei unabhängigen Testgruppen bestehend aus 15 bzw. zwölf Versuchspersonen durchgeführt. Die Untersuchung des prototypischen Hilfesystems fand aus technischen und organisatorischen im Fahrsimulator statt, das iDrive-System wurde in einem Serienfahrzeug getestet. Alle Probanden erhielten jedoch die gleiche Aufgabenstellung. Die Versuche wurden mittels Videokameras aufgezeichnet, um eine nachträgliche Auswertung verschiedener Interaktionsparameter zu ermöglichen. Die Analyse der Videoprotokolle und der Fragebögen lieferten ein überwiegend positives Resultat zu Gunsten des Prototyps. Sowohl die beobachteten Systeminteraktionen als auch die subjektiven Bewertungen durch die Probanden heben das prototypische Hilfesystem positiv vom iDrive-System ab. Hinsichtlich der Aufgabendauer, der Anzahl der Hilfeaufrufe, der Länge der Hilfeausgaben und der auftretenden Unklarheiten nach dem Aufruf der Hilfe weist der Prototyp bessere Resultate auf als das iDrive-System. Die Untersuchung der Gebrauchstauglichkeit des Prototyps fand mit Hilfe des PARADISE Evaluierungsframeworks statt. Die Nutzerzufriedenheit ist beim Prototyp tendenziell stets höher als beim iDrive-System. Gleiches gilt für das Erfolgsmaß seitens der Benutzer (wieviel hat der Benutzer zum Erreichen eines Dialogziels beigetragen) und bei gleichen Systemvoraussetzungen für den Aufgabenerfolg. Lediglich das Erfolgsmaß auf Systemseite liefert minimal bessere Resultate für das iDrive-System. Die Bildung einer einheitlichen Performanzfunktion für den direkten Vergleich beider Systeme liefert jedoch ein unbefriedigendes Resultat.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

A new help system for speech dialogue systems is introduced on the basis of BMW's iDrive system. The help system combines shorter dialogues with a higher usability and decreasing mental load. The long iDrive dialogues are split into shorter subdialogues, which has positive effects concerning the memorization. The help contents are adapted to the user's knowledge about the system. The knowledge is ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

A new help system for speech dialogue systems is introduced on the basis of BMW's iDrive system. The help system combines shorter dialogues with a higher usability and decreasing mental load. The long iDrive dialogues are split into shorter subdialogues, which has positive effects concerning the memorization. The help contents are adapted to the user's knowledge about the system. The knowledge is modelled by the usage of the power law of learning and a forgetting curve. The speech help system has an additional component for multimodal interactions. The central information display shows the contents of the speech output, therefore it's synchronized with the audio output. The iDrive controller can be used to additionally interact with the dialogue system. The system allows speech and haptic input in alternative modes. The prototype system is compared to the standard help system of the iDrive system in an evaluation (user tests and PARADISE framework). The results show that the prototype system has an improved performance concerning the usability, success rate and joy of use. The quantitative tests show advantages of the prototype system compared to the iDrive system.

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