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Einfluß ortsabhängiger Dämpfung

Im Experiment I von Millman (1995) sollen Versuchspersonen durch Betätigen eines Hebels Regionen unterschiedlicher Dämpfung innerhalb der Regelstrecke finden: Über die gesamte Regelstrecke hinweg ist die Dämpfung konstant, nur in einem kleinen Bereich ist sie stärker oder schwächer. Anhängige Variablen sind die Genauigkeit der Lokalisierung und die benötigte Zeit. Es ergibt sich, daß die Leistung der Versuchspersonen sehr eng mit der absoluten Differenz im Dämpfungsfaktor zwischen Gesamt- und Zielregion zusammenhängt, wenn die Zielregionen nicht visuell erkennbar sind.

Wird dagegen auch visuelle Information über die Lage der Zielregion zur Verfügung gestellt, dann hängt die Leistung der Versuchspersonen kaum mehr von Unterschieden im Dämpfungsfaktor ab; haptische Informationen werden in diesem Fall also weitgehend ignoriert. Wird die Zielregion nicht visualisiert, werden teilweise auch mechanische Constraints des Versuchsaufbaus zur Bestimmung der Zielregion verwendet: Bei sehr großen Dämpfungsunterschieden bewegen die Versuchspersonen den Regler einfach so lange, bis er an der Zielregion ``hängenbleibt''. Visuelles Feedback alleine über die Lage des Reglers bringt wenig. Visuelles, aber nicht haptisches Feedback ist alleine haptischem Feedback überlegen und die Kombination aus beidem erweist sich als optimal.

Es ergeben sich keine Unterschiede aufgrund der Richtung des Dämpfungsunterschieds (ob also in der Zielregion eine höhere oder niedrigere Dämpfung vorliegt). Es zeigt sich bei haptischem Feedback auch kein Zusammenhang zwischen der Entfernung zwischen Startposition und Zielregion und der für das Auffinden benötigten Zeit. Bei visuellem Feedback ergibt sich dagegen eine Korrelation, die sich durch Fitts´ Law gut beschreiben läßt.

Im zweiten Experiment von Millman (1995) soll auch der Einfluß unterschiedlicher Steifigkeit auf die Lokalisierbarkeit von Zielregionen untersucht werden. Insbesondere sollte der Einfluß verschiedener Parameter der Steifigkeit auf die Entdeckbarkeit betrachtet werden. In einem two-intervall-forced-chioce-Verfahren sollen die Versuchspersonen angeben, in welchem von zwei Intervallen eine Unregelmäßigkeit in der Dämpfung vorliegt. Die Größe der Veränderungen in der Kraft des Reglers - also eigentlich die Höhe der Unregelmäßigkeiten - beeinflußt die Entdeckbarkeit am stärksten. Die Breite und Steifigkeit der Unregelmäßigkeiten wirkt sich dagegen nur dann deutlich auf die Entdeckbarkeit aus, wenn auch der Hintergrund eine Kraft oder Steifigkeit aufweist (d.h. selbst großen, aber langsamen Kraftveränderungen unterliegt): In diesem Falle sind breitere (und weniger steife) Unregelmäßigkeiten schwieriger zu entdecken.

Die Unregelmäßigkeiten in diesem Experiment simulieren verschiedene Oberflächenprofile (abgeflachte Stufe, Rampe, Hügel, Kerbe, Spitze, Delle usw.). Für jede dieser Profile wurden die ebenmerkliche Höhe bestimmt. Insgesamt ergibt sich ein Einfluß der beiden folgenden Merkmale auf die Entdeckbarkeit von Unterschieden:

Die interindividuellen Unterschiede fallen in dieser Untersuchung allerdings größer aus als die systematischen Unterschiede aufgrund der Breite der Unregelmäßigkeiten (also der Profile).

Insgesamt ergibt sich aus dem zweiten Experiment von Millman (1995), daß Kraft- und Beschleunigungssignale die wichtigsten Informationen über das Vorhandensein bestimmter lokalisierbarer Merkmale liefern. Besonders wichtige Eigenschaften der zu entdeckenden Profile sind deren Höhe (der wichtigste einzelne Parameter) und deren Steifigkeit.

Millman (1995) kommt aus den Ergebnissen seiner beiden Experimenten zu folgenden Empfehlungen für die Implementierung haptischer Displays:

Es ist denkbar, daß haptische Displays auch zur Steuerung von graphischen (Fenster-)Benutzeroberflächen eingesetzt werden können, wobei Schaltflächen, Fensterrahmen, Menüs usw. erfühlt werden können.


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rainer@zwisler.de

Last modified 10-29-98