Forschungszentrum Nutzerzentrierte Technologien
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As the boundary between real and virtual life is becoming increasingly blurred, researchers and practitioners are looking for ways to integrate the two intending to improve human lives in a plethora of domains. A cutting-edge concept is the design of Digital Twins (DT), having a broad range of implications and applications, spanning from education, training, as well as safety and productivity in the workplace. An emergent approach for implementing DTs is the usage of mixed reality (MR) and augmented reality (AR), which are well aligned with merging real and virtual objects to enhance the human’s ability to interact with and manage DTs. Yet, this is still a novel area of research and, as such, a grounded understanding of the current state, challenges, and open questions is still lacking. Towards this, we conducted a PRISMA-based literature review of scientific articles and book chapters dealing with the use of MR and AR for digital twins. After a thorough screening phase and eligibility check, 25 papers were analyzed, sorted and compared by different categories like research topic (e.g., visualization, guidance), domain (e.g., manufacturing, education), paper type (e.g., design study, evaluation), evaluation type (user study, case study or none), used hardware (e.g., Microsoft HoloLens, mobile devices) as well as the different outcomes (result type and topic, problems, outlook). The major finding of this research survey is the predominant focus of the reviewed papers on the technology itself and the neglect of factors regarding the users. We, therefore, encourage researchers in this area to keep the importance of ease and joy of use in mind and include users in multiple stages of their work.
Der Einsatz von Robotik im Pflegekontext wird kontrovers diskutiert und löst unterschiedliche Assoziationen aus. In diesem Beitrag stellen wir Ergebnisse aus einer schriftlichen Befragung bei Pflegekräften aus Deutschland vor. Es wird aufgezeigt, für welche Funktionen und Aufgaben sich Pflegekräfte den Einsatz von Roboter vorstellen können und wo gegensätzliche Einstellungen gegenüber Robotern bestehen. Ein Fallbeispiel illustriert ein mögliches Anwendungsfeld. Mit den reflexiven Fragen laden wir die:den Lesenden ein, sich selbst mit der Idee Roboter als Alltagshelfer für ältere Menschen auseinanderzusetzen.
Trotz der Relevanz von Partizipationsprozessen in Unternehmen und deren belegte Auswirkungen zeigt sich ein deutliches Ungleichgewicht zwischen der aufgezeigten Bedeutung von Beteiligungsprozessen und dem gleichzeitig geringen Umsetzungsstand in Betrieben. Deshalb soll geprüft werden, inwiefern sich die Erwartungen jüngerer Mitarbeiter:innen mit ihrer erlebten Arbeitsrealität decken. Dazu wurden 459 Personen (59,5% Frauen) im Alter zwischen 16 und 35 Jahren zu allgemeinen Partizipationsmöglichkeiten und zu flexiblen Arbeitsbedingungen befragt. Es zeigen sich signifikante Unterschiede in beiden Teilbereichen der Partizipation zwischen den Erwartungen der Arbeitnehmer:innen und deren erlebter Realität in den Unternehmen. Über Angleichung der betrieblichen Realitäten der Partizipation könnten Unternehmen und Mitarbeiter:innen auf verschiedenen Ebenen gewinnen.
Hallo. Ich bin Lio.
(2022)
Von Assistenzrobotern im Pflegebereich erhofft man sich Unterstützung in vielfacher Weise: Sie sollen zur Erleichterung für das Pflegepersonal führen (z.B. durch Handreichung von Gegenständen), mehr Sicherheit bringen (z.B. indem sie Nachschauen, sobald Auffälliges registriert wird) und zu einem gesunden Altern (z.B. körperliche Aktivierung) und zu mehr Teilhabe (z.B. psychosoziale Aktivierung) beitragen. Ihre Funktionen versprechen daher einerseits Assistenz für Pflege- und Betreuungspersonal (z.B. Transport- und Serviceaufgaben) und andererseits soziale Assistenz für Senior:innen in Pflegesituationen (z.B. Unterhaltung, Aktivierung).
In dem Projekt PUR (Pflegeunterstützende Robotik) wurde der Roboter Lio der Firma F&P Robotics AG über einen Zeitraum von 22 Monaten in Wohnbereichen in zwei Pflegeeinrichtungen in Konstanz und Schaffhausen getestet und situationsangepasst weiterentwickelt. Mit Unterstützung des Personals und der Bewohner:innen vor Ort wurde Lio anhand der Kriterien Usability, User Experience, Akzeptanz sowie seinen Nutzen für die Organisation evaluiert. Neben den Befragungen der Akteur:innen in den beiden Einrichtungen erfolgte eine systematische Erfassung und Analyse von Informationen und Daten anhand von Logfiles und Dokumenten in welchen Nutzungsdauer und -häufigkeit sowie Fehlerraten erfasst wurden.
Es wurde deutlich, dass Lio sich noch hinsichtlich aller Kriterien verbessern muss um die hohen Erwartungen bezüglich einer wahrnehmbaren Entlastung des Pflegepersonals bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung oder Verbesserung der Lebensqualität der Bewohner:innen erfüllen zu können. Als Schlüsselfunktion für eine optimierte Usability und User Experience wird die Bedienbarkeit über Sprache betrachtet. Zum einen aus Sicht der Pflege- und Betreuungskräfte die Lio z.B. in hektischen Situationen in der Nachtschicht schnell und einfach in seinem Autonomiemodus (z.B. Desinfizieren von Türen) unterbrechen müssen. Zum anderen aus Sicht der Bewohner:innen die ihn ansprechen, aber nicht verstanden werden, womit das aktivierende Potential, das in Lio steckt, nicht ausgeschöpft wird.
Eine routinemäßige Einbindung von Assistenzrobotern wie Lio in die Pflege- und Betreuungspraxis erfordert neben der Lösung von technischen Problemen (wie zuverlässige Navigation, Sprachinteraktion) auch geeignete Beteiligungsansätze der Akteuer:innen. Diese sind so zu gestalten, dass nicht nur die technikaffinen Personen abgeholt werden, sondern allen ein entsprechendes Angebot gemacht wird, den Umgang mit dem technischen System zu erproben und in der Kontrolle und Bedienung Sicherheit zu erlangen.
Die befragten Akteur:innen sehen eine Zukunft für Assistenzroboter sofern sie autonom, zuverlässig und jederzeit gut kontrollierbar funktionieren und stehen dem digitalen Transformationsprozess in der Pflege größtenteils sehr offen gegenüber.
One goal of the project described in this paper is to create learning algorithms for machines and robots that lack a precise virtual controller for correct simulations. Using a digital twin approach, the developed mixed reality application aims for an overlay of a virtual robot model with the real world counterpart using Microsoft HoloLens 2 smart glasses. The application should help users to have an inside look into the results of the learning algorithm and therefore supervise and improve those results. The main focus of this paper is the visual representation of the digital twin on the smart glasses. One of the challenges is the level of abstraction and specific use of shaders (program code defining material attributes) to help the user differentiating between virtual and real objects. Therefore different presentation methods are described and evaluated. Study results with 48 persons show that the most abstract representation (wireframe) scores lowest, whereas a half-transparent model works best.