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Date
2021Author
Herrmann, RomanSubject
600 Technology 620 Engineering Mensch-Maschine-KommunikationMensch-Maschine-SystemGestenerkennungServiceroboterNavigationMetadata
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Buch
Gestensteuerungen zur teleoperierten Navigation von Servicerobotern
Abstract
Forscher versprechen sich durch die Verwendung von natürlichen Benutzungsschnittstellen
eine Verbesserung der Mensch-Roboter-Interaktion gegenüber den konventionellen Eingabe-paradigmen, die Joysticks, Mäuse oder Tastaturen verwenden.
Gestensteuerungen, als eine Ausprägung von natürlichen Benutzungsschnittstellen, werden daher enorme Potenziale zugeschrieben. Aber ist dies gerechtfertigt?
Rund um diese Frage ist eine Diskussion in der Wissenschaft entstanden. Auf der einen Seite gibt es Forscher, die versprechen, durch Gestensteuerungen konventionelle Eingabegeräte ersetzen zu können, auf der anderen Seite gibt es aber auch Forscher, die auf die Defizite von Gestensteuerungen hinweisen und deren Verwendung eher kritisch sehen. Die hier vorliegende Arbeit soll zu dieser Diskussion beitragen. Sie dokumentiert einerseits die vorhandenen Erkenntnisse über die Gebrauchstauglichkeit von Gestensteuerungen und andererseits Erkenntnisse über den gebrauchstauglichen Einsatz von Gestensteuerungen für die teleoperierte Navigation von Servicerobotern. Insbesondere über den gebrauchstauglichen Einsatz von Gestensteuerungen für diesen Anwendungsfall liegen bisher nur wenige Erkenntnisse vor. Methodisch erfolgt nach einer Einführung in die Problemstellung eine wissenschaftliche und technische Grundlagenrecherche über die Gestaltungsmöglichkeiten einer Gestensteuerung. Aufbauend auf bisher formulierten Anforderungen an eine gebrauchstaugliche Gestensteuerung erfolgt eine Bewertung dieser Gestaltungsmöglichkeiten. Für den Erkenntnisgewinn über den Einsatz von Gestensteuerungen für die teleoperierte Navigation von Servicerobotern wurden aufbauend auf den Bewertungen der Gestaltungs-möglichkeiten empirische Untersuchungen durchgeführt. Diese empirischen Untersuchungen adressieren zum einen die Navigation eines bodengestützten und zum anderen die eines fluggestützten Roboters. Das Ergebnis dieser empirischen Untersuchungen ist die Erkenntnis, dass Gestensteuerungen nicht per se besser abschneiden als konventionelle Eingabeparadigmen, allerdings auch nicht schlechter. Zudem werden Hinweise gegeben, welche Herausforderungen zu lösen sind, damit Gestensteuerungen tatsächlich besser abschneiden als konventionelle Eingabeparadigmen. Damit können die Ergebnisse dieser Arbeit auch genutzt werden, um Gestaltungsempfehlungen für Gestensteuerungen für den Anwendungsfall der teleoperierten Navigation abzuleiten.
eine Verbesserung der Mensch-Roboter-Interaktion gegenüber den konventionellen Eingabe-paradigmen, die Joysticks, Mäuse oder Tastaturen verwenden.
Gestensteuerungen, als eine Ausprägung von natürlichen Benutzungsschnittstellen, werden daher enorme Potenziale zugeschrieben. Aber ist dies gerechtfertigt?
Rund um diese Frage ist eine Diskussion in der Wissenschaft entstanden. Auf der einen Seite gibt es Forscher, die versprechen, durch Gestensteuerungen konventionelle Eingabegeräte ersetzen zu können, auf der anderen Seite gibt es aber auch Forscher, die auf die Defizite von Gestensteuerungen hinweisen und deren Verwendung eher kritisch sehen. Die hier vorliegende Arbeit soll zu dieser Diskussion beitragen. Sie dokumentiert einerseits die vorhandenen Erkenntnisse über die Gebrauchstauglichkeit von Gestensteuerungen und andererseits Erkenntnisse über den gebrauchstauglichen Einsatz von Gestensteuerungen für die teleoperierte Navigation von Servicerobotern. Insbesondere über den gebrauchstauglichen Einsatz von Gestensteuerungen für diesen Anwendungsfall liegen bisher nur wenige Erkenntnisse vor. Methodisch erfolgt nach einer Einführung in die Problemstellung eine wissenschaftliche und technische Grundlagenrecherche über die Gestaltungsmöglichkeiten einer Gestensteuerung. Aufbauend auf bisher formulierten Anforderungen an eine gebrauchstaugliche Gestensteuerung erfolgt eine Bewertung dieser Gestaltungsmöglichkeiten. Für den Erkenntnisgewinn über den Einsatz von Gestensteuerungen für die teleoperierte Navigation von Servicerobotern wurden aufbauend auf den Bewertungen der Gestaltungs-möglichkeiten empirische Untersuchungen durchgeführt. Diese empirischen Untersuchungen adressieren zum einen die Navigation eines bodengestützten und zum anderen die eines fluggestützten Roboters. Das Ergebnis dieser empirischen Untersuchungen ist die Erkenntnis, dass Gestensteuerungen nicht per se besser abschneiden als konventionelle Eingabeparadigmen, allerdings auch nicht schlechter. Zudem werden Hinweise gegeben, welche Herausforderungen zu lösen sind, damit Gestensteuerungen tatsächlich besser abschneiden als konventionelle Eingabeparadigmen. Damit können die Ergebnisse dieser Arbeit auch genutzt werden, um Gestaltungsempfehlungen für Gestensteuerungen für den Anwendungsfall der teleoperierten Navigation abzuleiten.
Natural user interfaces (NUIs) refer to an interface that can easily and efficiently transmit an idea from user’s mind into action with little additional effort. NUIs are using natural human communication capabilities. Therefore, they should lend themselves to easily learned, intuitive interaction techniques. Among NUIs, gesture-based interfaces have always played a fundamental role in human-machine interaction. Gesture input is a natural communication, because humans are using gestures for communications in their everyday life. Therefore, researchers have shown increased interest in developing gesture interfaces for controlling service robots. The underlying theory is that a natural and intuitive interface leads to an effective and reliable interface. But there are several warnings about the usability of such interfaces. Nevertheless scientists promise natural and intuitive interaction and the potential to replace conventional input devices. But is this justified? So far, only a few findings on the usability of gesture-based interfaces for teleoperating service robots are available. The aim of this work is to provide knowledge about usability of gesture-based interfaces for teleoperating service robots. To reach this aim, this work presents current research results about gesture-based interfaces and transfers these results to the use case of teleoperating a service robot. In order to provide knowledge about usability, empirical studies were designed, conducted and evaluated.
The result of these empirical studies is the knowledge that gesture-based interfaces per se are neither better nor worse than conventional input paradigms. This work can be used to identify methods for establishing requirements and benchmarks about gesture-based interfaces or teleoperating service robots.
The result of these empirical studies is the knowledge that gesture-based interfaces per se are neither better nor worse than conventional input paradigms. This work can be used to identify methods for establishing requirements and benchmarks about gesture-based interfaces or teleoperating service robots.
Additional Information
Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2020Druckausgabe
Link zu kassel university pressCitation
@book{doi:10.17170/kobra-202109284817,
author={Herrmann, Roman},
title={Gestensteuerungen zur teleoperierten Navigation von Servicerobotern},
publisher={kassel university press},
year={2021}
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2021-12-03T07:39:43Z 2021-12-03T07:39:43Z 2021 doi:10.17170/kobra-202109284817 http://hdl.handle.net/123456789/13418 Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2020 ger kassel university press Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ Teleoperierte Navigation Mensch-Roboter-Interaktion Gestensteuerungen Servicerobotik 600 620 Gestensteuerungen zur teleoperierten Navigation von Servicerobotern Buch Forscher versprechen sich durch die Verwendung von natürlichen Benutzungsschnittstellen eine Verbesserung der Mensch-Roboter-Interaktion gegenüber den konventionellen Eingabe-paradigmen, die Joysticks, Mäuse oder Tastaturen verwenden. Gestensteuerungen, als eine Ausprägung von natürlichen Benutzungsschnittstellen, werden daher enorme Potenziale zugeschrieben. Aber ist dies gerechtfertigt? Rund um diese Frage ist eine Diskussion in der Wissenschaft entstanden. Auf der einen Seite gibt es Forscher, die versprechen, durch Gestensteuerungen konventionelle Eingabegeräte ersetzen zu können, auf der anderen Seite gibt es aber auch Forscher, die auf die Defizite von Gestensteuerungen hinweisen und deren Verwendung eher kritisch sehen. Die hier vorliegende Arbeit soll zu dieser Diskussion beitragen. Sie dokumentiert einerseits die vorhandenen Erkenntnisse über die Gebrauchstauglichkeit von Gestensteuerungen und andererseits Erkenntnisse über den gebrauchstauglichen Einsatz von Gestensteuerungen für die teleoperierte Navigation von Servicerobotern. Insbesondere über den gebrauchstauglichen Einsatz von Gestensteuerungen für diesen Anwendungsfall liegen bisher nur wenige Erkenntnisse vor. Methodisch erfolgt nach einer Einführung in die Problemstellung eine wissenschaftliche und technische Grundlagenrecherche über die Gestaltungsmöglichkeiten einer Gestensteuerung. Aufbauend auf bisher formulierten Anforderungen an eine gebrauchstaugliche Gestensteuerung erfolgt eine Bewertung dieser Gestaltungsmöglichkeiten. Für den Erkenntnisgewinn über den Einsatz von Gestensteuerungen für die teleoperierte Navigation von Servicerobotern wurden aufbauend auf den Bewertungen der Gestaltungs-möglichkeiten empirische Untersuchungen durchgeführt. Diese empirischen Untersuchungen adressieren zum einen die Navigation eines bodengestützten und zum anderen die eines fluggestützten Roboters. Das Ergebnis dieser empirischen Untersuchungen ist die Erkenntnis, dass Gestensteuerungen nicht per se besser abschneiden als konventionelle Eingabeparadigmen, allerdings auch nicht schlechter. Zudem werden Hinweise gegeben, welche Herausforderungen zu lösen sind, damit Gestensteuerungen tatsächlich besser abschneiden als konventionelle Eingabeparadigmen. Damit können die Ergebnisse dieser Arbeit auch genutzt werden, um Gestaltungsempfehlungen für Gestensteuerungen für den Anwendungsfall der teleoperierten Navigation abzuleiten. Natural user interfaces (NUIs) refer to an interface that can easily and efficiently transmit an idea from user’s mind into action with little additional effort. NUIs are using natural human communication capabilities. Therefore, they should lend themselves to easily learned, intuitive interaction techniques. Among NUIs, gesture-based interfaces have always played a fundamental role in human-machine interaction. Gesture input is a natural communication, because humans are using gestures for communications in their everyday life. Therefore, researchers have shown increased interest in developing gesture interfaces for controlling service robots. The underlying theory is that a natural and intuitive interface leads to an effective and reliable interface. But there are several warnings about the usability of such interfaces. Nevertheless scientists promise natural and intuitive interaction and the potential to replace conventional input devices. But is this justified? So far, only a few findings on the usability of gesture-based interfaces for teleoperating service robots are available. The aim of this work is to provide knowledge about usability of gesture-based interfaces for teleoperating service robots. To reach this aim, this work presents current research results about gesture-based interfaces and transfers these results to the use case of teleoperating a service robot. In order to provide knowledge about usability, empirical studies were designed, conducted and evaluated. The result of these empirical studies is the knowledge that gesture-based interfaces per se are neither better nor worse than conventional input paradigms. This work can be used to identify methods for establishing requirements and benchmarks about gesture-based interfaces or teleoperating service robots. open access Herrmann, Roman 2020-10-29 XVI, 181 Seiten Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Maschinenbau Schmidt, Ludger (Prof. Dr.) Szwillus, Gerd (Prof. Dr.) Kassel 978-3-7376-0990-6 Mensch-Maschine-Kommunikation Mensch-Maschine-System Gestenerkennung Serviceroboter Navigation publishedVersion Schriftenreihe Mensch-Maschine-Systemtechnik Band 1 true 39,00 Schriftenreihe Mensch-Maschine-Systemtechnik Naturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin Dissertation FB 15 / Maschinenbau Softcover true
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