MuSiMMS – Modellbildung und Simulation in Mensch-Maschine-Systemen II

Daten

Plan

Literatur

Die Veranstaltung behandelt die Nachbildung des dynamischen Verhaltens von Bedienern in Mensch-Maschine-System-Umgebungen. Im Mittelpunkt der Veranstaltung stehen Theorien der menschlichen Informationsverarbeitung sowie ihre Umsetzung und Anwendung in Simulationsmodellen. Ausgehend von kognitionswissenschaftlichen Grundlagen werden die Studierenden zu aktuellen Modellierungsansätzen herangeführt. Beginnend mit psychologischen Theorien der Handlungstheorie werden Beispiele der quantitativen Modellbildung des Menschen in unterschiedlichen dynamischen Umgebungen vorgestellt. Im Vordergrund stehen dabei Modelle von Piloten, Autofahrern und Wartenbedienern. In der integrierten LV werden die Teilnehmer an Methoden der Arbeitswissenschaft (hierarchischen Aufgabenanalyse), der Human-Computer-Interaction (GOMS) und der Kognitionswissenschaft (ACT-R/PM) herangeführt, die dann in einem Modellierungsprojekt eingesetzt werden. In einem parallelen Seminaranteil werden Themen zur Modellierung von kognitiven Leistungen in Kognitionspsychologie, Arbeitswissenschaft und Human-Computer-Interaction vertieft.

MuSiMMS I wird in der Regel im Wintersemester, MuSiMMS II im Sommersemester angeboten.

Vorbesprechung Di. 13.04., v. 12:30 - 14:45 Uhr J 238. Folgetermine werden hierbei vereinbart

Für welche Studiengänge ist die Vorlesung besonders interessant?

Die Veranstaltung ist besonders interessant für Studierende …der Fahrzeugtechnik, Psychologie, Informatik aus dem Bereich der KI

Vorkenntnisse, Voraussetzungen
Die Veranstaltung ist für fortgeschrittene Hörer gedacht. Wegen des interdisziplinären Charakters sind Voraussetzungen nicht generell angebbar.

Zu erbringende Leistungen
Hausarbeit (Referat + kurze schriftliche Ausarbeitung), aktive Teilnahme, mündl. Prüfung

Termin	Kurzbeschreibung (Übung)	Folien
13.04.04	Organisatorisches: Lehr- und Lernziele, Termine, Räume, Inhalte, Vorgehen, Bewertung, Scheine
20.04.04	Einführung, Mensch-Maschine-Systeme, Modellierung Lesezirkel ACT 1/2 (The Architecture of Cognition)	PDF (700 KB)
27.04.04	Kognitionswissenschaft: Modellierungszyklus, Produktionssysteme, physical symbol system; Lesezirkel ACT 2/2 (Modellierung Kognitive Arithmetik)	PDF (541 KB) PDF (254 KB)	Kopfrechnen aus Sicht der ACT-R Theorie (W. Schoppek, Uni Bayreuth)
04.05.04	ACT-R, HCI 1: Hierarchical Task Analysis Konfiguration PCs, Übungen zu Kognitiven Architekturen, ACT-R Tutorium 1	PDF (1,15 MB)	http://act.psy.cmu.edu
11.05.04	fällt aus ACT-R Tutorium 2
18.05.04	HCI 2: GOMS, Syntaktische Modelle ACT-R Tutorium 3	PDF (913 KB)
25.05.04	Domäne Prozesstechnik, SOPs (standard operating procedure); Analyse SOP, Nacherhebung HTA, Auswahl Modellierungsaspekt	PDF (1,3 MB)	Anlage (Java Plugin) Meta-SOP 1200° SOP TU Kolonnen-SOP
01.06.04	Modellierung 1
08.06.04	Vorträge 1 (zusammen mit VL Mensch-Maschine-Systeme, Prof. Timpe) Sascha Mahlke: Systemevaluation mit Human Performance Modellen (Überblick von Sandro) Matthias Kühm: Kompilationsansätze Modellierung 2	PDF (537 KB) PDF (228 KB) PDF (394 KB)	Anlage (inkl. Mini-Doku und Konfigurationsfiles 648 KB ZIP) Referatsausarbeitung Kompiationsansätze (90 KB PDF)
15.06.04	Vorträge 2 Sascha Mahlke: Systemevaluation mit Human Performance Modellen Fabian Hoffmann: Aktuelle SOAR Anwendungen inkl. Computer Games Modellierung 3	PDF (456 KB) PDF (1,6 MB)
22.06.04	Evaluation; Abschlusspräsentation Modellierung 4
29.06.04.	keine Veranstaltung!!
06.07.04
13.07.04

Einführung

• Anderson, J. R. (2002). Spanning seven orders of magnitude: a challenge for cognitive modeling. Cognitive Science, 26 (1), 85-112.
• Anderson, J.R. (1983) The Architecture of Cognition. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum. [Kapitel “Preface” & “Production Systems and ACT”]
• Anderson, J. R. & Lebiere, C. (1998). Atomic Components of Thought. Hillsdale, N.J.: Erlbaum.

Überblick und aktuelle Forschung

• MMI-Interaktiv 7, Schwerpunktausgabe: Modellierung und Simulation in Mensch-Maschine-Systemen

Referat: Systemevaluation mit Human Performance Modellen

• Amant, R. St., Horton, Th. E., & Ritter, F. E. (2004). Model-based evaluation of cell phone menu interaction. Human Factors in Computing Systems: CHI 2004 Conference Proceedings. New York: ACM Press.
  http://www.csc.ncsu.edu/faculty/stamant/papers/RSA-TEH-FER-chi04-actr.pdf
• John, B.E., Prevas, K., Salvucci, D.D., & Koedinger, K. (2004). Predictive Human Performance Modeling Made Easy. In Human Factors in Computing Systems: CHI 2004 Conference Proceedings. New York: ACM Press.
  http://hcil.cs.drexel.edu/papers/CHI04-John.pdf
• Salvucci, D.D. (2001). Predicting the effects of in-car interface use on driver performance: an integrated model approach. International Journal of Human-Computer Studies, 55 (1) 85-107.
  http://www.idealibrary.com/links/doi/10.1006/ijhc.2001.0472/pdf

Referat: Compilation Ansätze (simple ACT, agimap, GOMS2ACT-R, ACT-GOMS)

simple-act

• Salvucci, D. D., Lee, F. J. (2003). Simple Cognitive Modeling in a Complex Cognitive Architecture. In Stacey Ashlund, Kevin Mullet, Austin Henderson, Erik Hollnagel & Ted White (Eds.), Human Factors in Computing Systems: CHI 2003 Conference Proceedings. New York: ACM Press. http://hmil.cs.drexel.edu/papers/CHI03.pdf

agimap

• Leuchter, S., & Urbas, L. (in press). Useware Engineering mit kognitiven Architekturen. Useware 2004, Darmstadt 22.-23.06.2004.

GOMS2ACT-R

• Amant, R.St. & Ritter, F. (submitted). Automated GOMS–to–ACT-R model generation. ICCM 2004, Pittsburgh. http://www.csc.ncsu.edu/faculty/stamant/papers/RSA-FER-ACTG/RSA-FER-iccm04.1.pdf

ACT-GOMS

• Schoppek, W., Boehm-Davis, D.A., Diez, M., Hansberger, J., & Holt, R.W. (2000). Letting ACT-R fly - A model of the interaction between trained airline pilots and the flight management system. Proceedings of the Seventh Annual ACT-R Workshop 2000, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA.
  http://www.uni-bayreuth.de/departments/psychologie/schoppek/ACTR-2000/index.htm
• Holt, R.W. , Chong, R., Schoppek, W. Hansberger, J.T. & Boehm-Davis, D.A. (2002). Modeling Crew Interaction. Workshop on ACT-R Models of Human-System Interaction.
  http://www.dtic.mil/AFRL/Holt_Paper.pdf http://www.dtic.mil/AFRL/Holt_Slides.pdf
• Schoppek, W. & Boehm-Davis, D. A. (2004). Opportunities and challenges of modeling user behavior in complex real world tasks. MMI interaktiv, 7.
  http://useworld.net/ausgaben/06-2004/04-Schoppek_Boehm-Davis.pdf

Referat: Anwendungen von SOAR

• Soar Coloring Book
• The Soar Papers Vol 1
• Soar Workshops: http://sitemaker.umich.edu/soar/soar_workshops

Referat: Referat Anwendungen von ACT-R/PM

• Anderson, J. R. & Lebiere, C. (1998). Atomic Components of Thought. Hillsdale, N.J.: Erlbaum.
• ACT-R Workshops: http://act-r.psy.cmu.edu/workshops/

Referat: Task Network Models

• See, J. E. & Vidulich, M. A. (1997). Operator Workload in the F-15E: A Comparison of TAWL and Micro Saint Computer Simulation ( AL/CF-TR-1997-0017 (January 1997)).
  http://mentalmodels.mitre.org/cog_eng/reference_documents/operator%20workload%20in%20the%20f-15e-micro%20saint.pdf.
• See, J. E. & Vidulich, M. A. (1997). Computer Modeling of Operator Mental Workload During Target Acquisition: An Assessment of Predictive Validity ( AL/CF-TR-1997-0018 (January 1997)). http://mentalmodels.mitre.org/cog_eng/reference_documents/computer%20modeling%20of%20operator%20mental%20workload.pdf.
• Schunk, D., & Bloechle, W. K. (2001). SIMULATION INTEROPERABILITY WITH THE MICRO SAINT SIMULATION SOFTWARE AND COM SERVICES. Proceedings of the 2001 Winter Simulation Conference 239-245.
  http://www.informs-cs.org/wsc01papers/028.PDF.
• Bloechle, W. K. & Schunk, D. (2003). MICRO SAINT SHARP SIMULATION SOFTWARE. Proceedings of the 2003 Winter Simulation Conference 182-187.
  http://www.informs-cs.org/wsc03papers/022.pdf.

Referat: Modellierung von Unterbrechbarkeit und Wiederaufnahme

• Monk C. A., Boehm-Davis D. A. and Trafton J. G. (under review) Recovering from interruptions: Implications for driver distraction research. Submitted to: Human Factors.
  http://interruptions.net/literature/Monk-HF-in-press.doc
• Altmann E. M. and Trafton J. G. (2002) Memory for goals: An activation-based model, Cognitive Science, 26, 39–83.
  http://interruptions.net/literature/Altmann-CogSci02.pdf
• Trafton J. G., Altmann E. M., Brock D. P. and Mintz F. E. (2003) Preparing to resume an interrupted task: Effects of prospective goal encoding and retrospective rehearsal, International Journal of Human-Computer Studies, 58, 583-603.
  http://interruptions.net/literature/Trafton-IJHCS03.pdf
• Gelau, C. , Keinath, A., Baumann, M., Bengler, K. & Krems, J.F. (1999). Die Okklusionsmethode als Verfahren zur Bewertung von visuellen Displaydarstellungen in Kraftfahrzeugen. Zeitschrift für Arbeitswissenschaft 53.