Forschende der Universität Stuttgart entwickeln ein taktiles Feedback für berührungslose Mensch-Maschinen-Schnittstellen unter Berücksichtigung des Nutzer*innenalters

Ob im Auto, an Fertigungsmaschinen oder im OP-Saal: Immer häufiger werden Bedienelemente berührungslos gesteuert, zum Beispiel durch Blicke, Handgesten oder Sprachsteuerung. Die neuen Kommunikationstechnologien sind intuitiv, ermöglichen zusätzliche Freiheitsgrade in der Interaktion zwischen Mensch und Maschine und haben für die Entwicklung innovativer Produkte großes Potenzial. Ein Feedback auf die Steuerung bekommen Nutzer*innen bisher allerdings in Form von Displayanzeigen oder akustischen Signalen. Das kann verwirrend bis nervig sein, und ob das System die Anweisung in der richtigen Weise ausführt, erfährt man eher nicht.

In einem neuen Projekt am Institut für Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design der Universität Stuttgart wollen Forschende unter der Projektleitung von Prof. Dr. Thomas Maier und Peter Schmid die Informationsübertragung zwischen Mensch und Maschine nun optimieren. Sie berücksichtigen dabei insbesondere das Alter der Nutzer*innen und deren sensomotorische und kognitive Leistungsfähigkeit bei der Handgestensteuerung. Die Forschenden setzen auf Ultraschallwellen, die - zum Beispiel als Kreise, Dreiecke oder sich bewegende Punkte - auf die Handfläche projiziert werden und dort ein Kribbeln verursachen. Hat man die Sprache dieser Signale gelernt, hilft dieses Gefühl, die Hand in die richtige Richtung und in der richtigen Geschwindigkeit zu bewegen. „Wir wollen das ultraschallbasierte Feedback nutzerzentriert gestalten, so dass der audiovisuelle Wahrnehmungskanal insbesondere älterer Menschen bei der Interaktion mit berührungslosen Mensch-Maschine-Schnittstellen durch unterstützende taktile Informationsübermittlung entlastet wird“, erklärt Peter Schmid. „Im Alter auftretende kognitive und sensomotorische Verluste hinsichtlich der taktilen Wahrnehmung sollen dabei kompensiert werden.“

Als Ergebnis werden kontextabhängige Gestaltungsrichtlinien für das ultraschallbasierte Feedback im Raum abgeleitet. Im Fokus steht dabei die Ermittlung konkreter taktiler Feedbackeigenschaften bei der Gestensteuerung in Abhängigkeit des Alters und der sensomotorischen und kognitiven Leistung der Nutzer.

Das Projekt „Ultraschallbasierte taktile Feedbackgestaltung einer berührungslosen Mensch-Maschine-Schnittstelle unter Berücksichtigung des Nutzeralters“ (Projektnummer 500499494) wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG mit rund 355 000 Euro auf 36 Monate gefördert. Projektstart war im Oktober 2022.

Foto: Steuerung der Beleuchtungsstärke via Handgesten mit taktilem Feedback während eines minimalinvasiven Eingriffs an einem medizinischen Phantom ©Universität Stuttgart

Quelle: Universität Stuttgart