Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kognitive Koordination von Flugzeugen

06.01.2016

Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Virtual Humans der TU Chemnitz erforschen die Arbeitsweise von Fluglotsen, um sie künftig mit verbesserter Technik zu unterstützen

Fluglotsen denken in zweieinhalb Dimensionen – und sind wesentlich leistungsstärker in Sachen Aufmerksamkeit als andere Menschen. Diese Schlüsse lassen sich aus der bisherigen Forschung im Verbundprojekt „StayCentered – Methodenbasis eines Assistenzsystems für Centerlotsen (MACeLot)" ziehen, das am Kompetenzzentrum Virtual Humans der Technischen Universität Chemnitz angesiedelt ist.


Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Virtual Humans der TU Chemnitz erforschen die Arbeitsweise von Fluglotsen, um sie künftig mit verbesserter Technik zu unterstützen. Promovendin Linda Pfeiffer (l.) und Studentin Tabea Sims bereiten eine Nutzerstudie vor, mit der die Chemnitzer Wissenschaftler die Effizienz verschiedener Höhenvisualisierungen im Fluglotsenalltag untersuchen. Foto: TU Chemnitz/Steve Conrad

Wissenschaftler der Juniorprofessur Visual Computing und der Professur Medienpsychologie arbeiten hierbei in Kooperation mit der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH. Ziel der Wissenschaftler ist dabei nicht nur, den Flugverkehr sicherer zu machen, sondern die Lotsung effizienter:

„Wir gehen davon aus, dass die Arbeit der Fluglotsen schon heute eine maximale Sicherheit gewährleistet. Wir arbeiten daran, ihnen technische Lösungen zur Verfügung zu stellen, um Flugzeuge beispielsweise schneller landen zu lassen. Wenn weniger Warteschleifen geflogen werden müssen, reduzieren sich die Minuten, die ein Flugzeug in der Luft verbringt – und das hat auch große Auswirkungen auf die Kosten“, erklärt Jun.-Prof. Dr. Rosenthal, Inhaber der Juniorprofessur Visual Computing.

Die Technik, mit der Fluglotsen heute arbeiten, sei in Sachen Darstellung und Nutzerschnittstelle zweckmäßig nicht auf Höhe der Zeit, sagt Rosenthal. „Die Technik ist historisch gewachsen, die Fluglotsen sind beispielsweise an die einfarbige Darstellung des Radarschirms auf quadratischen Bildschirmen gewohnt. Neuerungen einzuführen ist extrem anspruchsvoll, da sie strenge Sicherheitstests durchlaufen müssen.“

Schließlich dürfen die Lotsen nicht durch zusätzliche Informationen irritiert oder durch sinnlose Farbgebung abgelenkt werden. Dabei arbeiten die Wissenschaftler interdisziplinär: Die Psychologen erforschen in diesem Zusammenhang die Arbeitsweise der Fluglotsen. Darauf aufbauend entwickeln die Informatiker des Teams in Kooperation mit Elektro- und Informationstechnikern Lösungen für moderne Nutzerschnittstellen.

„Bisher bietet das Interface häufig zu viele Informationen, die aktiv ausgeblendet werden müssen. Wenn jedoch in bestimmten Situationen wiederum spezielle Informationen benötigt werden, müssen diese zunächst aufwändig und mausbasiert eingeblendet werden“, beschreibt Rosenthal ein Arbeitsfeld.

Bislang haben die Projektpartner unter anderem die Sprache und Körperhaltung von Fluglotsen untersucht, um daraus emotionale Zustände abzuleiten. Ferner haben sie die Aufmerksamkeit und Konzentrationsfähigkeit der Fluglotsen getestet. Mit beeindruckendem Ergebnis, wie Dr. Nicholas Müller von der Professur Medienpsychologie berichtet. Denn dieser Test ist nicht darauf ausgelegt, innerhalb der vorgegebenen Zeit beendet zu werden; ist eine Aufgabe gelöst, kommt immer eine neue. Eigentlich.

Einer der Fluglotsen schaffte es jedoch, den Test komplett zu durchlaufen – in weniger als der gegebenen Zeit. Den gesamten Test absolvierten jedoch alle Lotsen außergewöhnlich besser als durchschnittliche Probanden. „Fluglotsen sind in Sachen Konzentration und Aufmerksamkeit weit entfernt von anderen Menschen“, schließt Müller daraus.

Des Weiteren konnten die Wissenschaftler erfassen, wie die Fluglotsen denken: Sie stellen sich den Luftraum nicht etwa dreidimensional vor, sondern in zwei Dimensionen plus der Höhe der Flugzeuge. „So konnte meine Doktorandin Linda Pfeiffer in ihren Tests nachweisen, dass die Fluglotsen sozusagen in zweieinhalb Dimensionen denken. Solche Untersuchungen sind auch für die DFS von hohem Interesse“, so Rosenthal.

Ihre bisherigen Ergebnisse bestätigen die Chemnitzer Wissenschaftler darin, den engen Kontakt zur Praxis zu suchen: „Wir könnten die Untersuchungen auch mit studentischen Probanden durchführen und auf dieser Basis neue technische Lösungen entwickeln. Aber das würde zu Ergebnissen führen, die für die Fluglotsen in der Praxis nicht tauglich sind – denn Fluglotsen unterliegen anderen Anforderungen“, so Müller.

Durch die Kooperation mit der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH können die Wissenschaftler auf Fluglotsen als Probanden zugreifen und erhalten reale Flugdaten. Hierzu sind sie regelmäßig im Entwicklungszentrum der DFS in Langen bei Frankfurt/Main zu Gast. Sie führen darüber hinaus aber auch Tests an anderen Standorten, wie Karlsruhe und München, durch, um einen breiten Durchschnitt an Fluglotsen zu erreichen. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung für drei Jahre bis Januar 2018 mit einem Gesamtvolumen von rund 1,7 Millionen Euro.

Eine erste Publikation zum Projekt ist 2015 im Tagungsband der „International Conference on Human and Social Analytics” erschienen und wurde mit dem Best-Paper-Award ausgezeichnet: Linda Pfeiffer, Georg Valtin, Nicholas H. Müller, Paul Rosenthal: Aircraft in Your Head: How Air Traffic Controllers Mentally Organize Air Traffic; in: Pascal Lorenz, Christian Bourret (Hg.): Proceedings of HUSO, the International Conference on Human and Social Analytics, Seiten 19-24, IARIA, 2015, ISBN: 978-1-61208-447-3

Weitere Informationen erteilt Jun.-Prof. Dr. Paul Rosenthal, Telefon 0371 531-39227, E-Mail paul.rosenthal@informatik.tu-chemnitz.de

Katharina Thehos | Technische Universität Chemnitz

Weitere Berichte zu: Computing DFS Medienpsychologie Traffic Visual Computing

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Deep Learning und KI in der Motorenentwicklung – IAV und DFKI eröffnen gemeinsames Forschungslabor
23.01.2018 | Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI

nachricht Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder
19.01.2018 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Lebensrettende Mikrobläschen

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

3D-Druck von Metallen: Neue Legierung ermöglicht Druck von sicheren Stahl-Produkten

23.01.2018 | Maschinenbau

CHP1-Mutation verursacht zerebelläre Ataxie

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics