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Veröffentlicht von:Wiebke Laich Geändert vor über 10 Jahren
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ACT-R Anwedungen in der Mensch-Maschine-Interaktion
Referat von Dorothea Kintz Seminar: Einführung in die kognitive Modellierung mit ACT-R Wintersemester 07/08 Leitung: Sven Brüssow
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Inhalt Mensch-Maschine-Interaktion ACT-R in der MMI Zusammenfassung
Entwurf und Evaluation von MM-Schnittstellen Exkurs: Software-Technik Rapid Prototyping Simulation statt Prototyp Zusammenfassung
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Mensch-Maschine-System
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Mensch-Maschine-System
Mensch-Maschine-Interaktion: Häufig verstanden als Wissenschaftsdisziplin, die sich mit der benutzergerechten Gestaltung von Maschinen beschäftigt Mensch-Maschine-System Mensch-Maschine-Schnittstelle
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Mensch-Maschine-Systeme
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Exkurs Entwickelt ein Robotersystem Regale Paletten
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Exkurs Welche Fragen wurden zu Beginn gestellt? Welche Leitfragen halfen beim Entwurf? Aufgabenstellung Teilaufgaben Was wurde bei der Entwicklung beachtet? Funktionalität Effizienz Zuverlässigkeit …
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Softwaretechnik Um Qualität zu gewährleisten, müssen die einzelnen Phasen des Entwurfsprozess getestet werden:
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Softwaretechnik Fehler in SW- Projekten
Fast die Hälfte aller Fehler beruht auf falschem Verständnis – in frühen Entwicklungsphasen! Kommentare 46 % Spezifikation Implemetierung
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Kostenschätzung Wie teuer wird ein Projekt?
Anforderungen aus dem Hochbau: Kostenschätzung: 20 – 25 % Genauigkeit (für die Vorplanung) Kostenberechnung: 10-15% Genauigkeit (für die Entwurfsplanung) Kostenanschlag: 5-10% Genauigkeit (für Ausführungsplanung und als Grundlage für Vergabe) Mensch-Maschine-System: ???
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Entwicklung von Prototypen
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CogTool Ziel: Mehrzweck-Prototypen für die Bewertung von Benutzerschnittstellen im Bereich Pervasive Computing Pervasive Computing: Allgegenwärtigkeit von Informationsverarbeitung
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HTML-Prototypen Erlauben einfaches What-you-see-is-what-you-get –Design z.B: via Dreamweaver Zur Kommunikation von Design-Ideen geeignet Geeignet, um Schwierigkeiten für ungeübte Benutzer herauszufinden Nicht geeignet für Leistungsvorhersagen
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Vorhersage menschl. Leistung
Viele Modelle zur Auswahl Model Human Processor Key-Stroke-Level-Models (siehe Folie 15) GOMS (siehe Folie 24) Kognitive Architekturen (ACT-R) Möglichkeiten zur Modellierung Manuell Computergestützt mit gefakter Interaktion Computergestützt mit reeller Interaktion
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KLM
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KLM - Funktion Annahme sequentieller Verarbeitung
Gesamtaufgabenzeit: Addition der Teilaufgaben Mentaler Operator: an Widgets des Interface gekoppelt
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Vorteile durch ACT-R Bietet detaillierte Beschreibung menschlicher Wahrnehmung, Kognition und Performanz. Theorien zu Augenbewegung, Aufmerksamkeit, visuelle Aufmerksamkeit, Motor Ausführung … ACT Simple verbindet Einfachheit von KLM mit sowie Vorsagefähigkeit von ACT-R Multitasking: Kombination einfacher Tasks via ACT-R Umschalten
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Benutzung von CogTool Theorien zu menschl. Kognition gekapselt Designer braucht kein Wissen darüber Designer stellt über WYSIWYG HTML-Prototypen zusammen – CogTool sorgt für Kommunikation zu CogTool und ACT-R Designer demonstriert gewünschtes Verhalten – CogTool zeichnet dieses auf, speziell die Interaktionen CogTool übersetzt Demonstration auf gewünschte Schnittstelle
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Benutzung von CogTool CogTool platziert Mentale Operatoren an die „richtigen Stellen“ Modell in ACT-R wird erstellt ACT-R interagiert direkt mit HTML-Prototyp,
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Beispiel: Autofahrt
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Beispiel: Autofahrt Vergleich CogTool - echter Mensch
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Simulation der Interaktion
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Vorteil Simulation Schon in frühen Phasen möglich, wenn lediglich Modelle der Prozesse zut Verfügung stehen
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Hierarchische Aufgabenanalyse
GOMS Entwickelt 1983 von Card, Moran und Newell Goals: Ziele, die erreicht werden sollen Methods: Methoden, mit den die Ziele erreicht werden können Operators: kleine Schritte, die einen Unterschied bewirken, haben durchschnittliche Bearbeitungszeit Selection Rules: Regeln zur Auswahl der geeigneten Methoden
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GOMS Ansätze: GOMS-Modelle Sequentiell Programmform KLM CMN-GOMS
NGOMSL CPM-GOMS
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GOMS - Eigenschaften Nach der Bestimmung der GOMS findet Auswertung statt – bestimmbar: Leistung erfahrener Benutzer Zeit zum Lernen von Methoden Wahrscheinlichkeit für Gedächtnisfehler Kostenkalkulation für Subsystem Mensch möglich Notwendigkeit eines Redesigns des Systems Qualität des Designs
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GOMS - Eigenschaften Nachteile und Einschränkungen
GOMS gilt für erfahrene Benutzer Kognitive Prozesse werden wenig beachtet Keine Beachtung von Arbeitslast Keine Modellierung von Ermüdung Zielkonflikte bleiben unbeachtet
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Vorteile kognitiver Architekturen
Phänomenübergreifende Modellierung Basieren auf kognitionswissenschaftlich begründeten Strukturen und Mechanismen Forschergemeinde Sehr gute Bausteine für Gedächtnisleistungen und Wahrnehmung
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Verarbeitung von Zeit Menschliche Fähigkeit, Zeit einzuschätzen, unterliegt starken Schwankungen Erweiterung einer kognitiven Architektur um generischen Baustein zur Dauerschätzung
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Timebuffer
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Situation Externes Programm ACT-R
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AGI ACT-R Graphical User Interface
Externes Programm ACT-R AGI ACT-R Graphical User Interface Abstraktion innerhalb der kognitiven Simulation
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agimap Steigerung der Modellierungseffizienz Externes Programm ACT-R
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Agimap-Framework
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ACT-R als Werkzeug zur SW-Entwicklung
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Nutzung der Tools
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Zusammenfassung CogTool: Benutzen von ACT-R für so genanntes Rapid Prototyping GOMS : Werkzeug zur Aufgabenanalyse Erweiterung von ACT-R zur Verbesserung der Simulation Timer AGI agimap
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Literatur Urbas. Schulze-Kissing, Leuchter: Werkzeuge für die Erstellung kognitiver Nutzermodelle Urbas & Leuchter: Model Based Analysis and Design of Human-Machine-Dialogues through Displays John & Salvucci (2004): Multipurpose Prototypes for Assessing User Interfaces in Pervasive Computing Systems, in IEEE Pervasive Computing, Tichy : Folien zur Vorlesung Softwaretechnik, WiSe 05/06 Kunze (2005): Einführung in die Analyse eines User Interface mittels Goms, Bodnar, Heagy, Henderson, Seals: GOMS, Lecture Notes,
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GOMS -Beispiele KLM: Moving text with the MENU-METHOD CMN –GOMS
GOAL: EDIT-MANUSCRIPT . GOAL: EDIT-UNIT-TASK ...repeat until no more unit tasks . . GOAL: ACQUIRE UNIT-TASK ...if task not remembered Description Operator Duration (sec) Mentally prepare by Heuristic Rule 0 M 1.35 Move cursor to beginning of phrase P 1.10 Click mouse button K 0.20
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GOMS - Beispiele NGOMSL
Method for goal: Move text 1 Step 1. Accomplish goal: Cut text. 1 Step 2. Accomplish goal: Paste text 1 Step 3. Return with goal accomplished. 1
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