Die Nachrichten des Instituts für Medieninformatik

Gratulation zur Promotion an Dr. Frank Honold!

Universität Ulm

Am 2. August 2018 hat Frank Honold, langjähriger Mitstreiter der Forschungsgruppe Ubiquitous Computing, Prof. Dr.-Ing. Michael Weber, seine Promotion zum Thema "Interaktionsmanagement und Modalitätsarbitrierung für eine adaptive und multimodale Mensch-Computer Interaktion" abgeschlossen.

Frank Honold, der u.a. im Sonderforschungsbereich Companion-Technology for Cognitive Technical Systems mitwirkte, beschließt mit seiner Arbeit seine akademische Karriere an der Universität Ulm. Die Dissertation wurde von Prof. Dr.-Ing. Michael Weber, Institut für Medieninformatik, und Prof. Dr. Dr.-Ing. Wolfgang Minker, Institute of Communications Engineering, betreut.

Bei einer kleinen, kulinarisch köstlichst von seiner Frau und ihm ausgestalteten Feier waren zahlreiche alte Weggefährten zugegen.

Wir wünschen dir, Frank, alles Gute auf der rauhen Alb, oder wohin es dich sonst ziehen wird!

Für das Fachpublikum hier die Zusammenfassung seiner Arbeit:

Gegenwärtig findet ein Paradigmenwechsel im Bereich der Mensch-Computer Interaktion statt. Anwendungen wurden bisher nach einer eingehenden Kontextanalyse nutzerzentriert auf ein spezifisches Einsatzszenario ausgerichtet entworfen. Aktuell folgt ein Trend hin zu Cloud-basierten Anwendungen, bei denen die Benutzerschnittstellen allgemeingültig auf unterschiedlichen Geräten und in verschiedenen  Einsatzumgebungen realisiert werden sollen. Ansätze wie das responsive Webdesign belegen dabei die Notwendigkeit und den Wunsch nach Adaption, um auch bei stark unterschiedlichen Geräten eine adäquate Benutzerschnittstelle zu realisieren. Das Medium wird dabei beibehalten. Es erfolgt kein Modalitätswechsel, bspw. von einer grafisch-haptischen Interaktionsform zu einem Sprachdialog. Trotz der Vielzahl an interaktiven Geräten, die uns im Alltag umgeben, kann ein Wechsel der Anwendungsumgebung oder der Hardware die Nutzung einer Anwendung unmöglich machen, da sich die bis dato genutzte Benutzerschnittstelle nicht in dem geforderten Maße an die neue Kontextsituation anpassen kann.

Menschen passen die Art der Kommunikation dagegen ständig an ihre Umgebung und an ihren aktuellen Gesprächspartner an. Wir sprechen, gestikulieren oder skizzieren,  und nutzen verschiedene Modalitäten abwechselnd oder sich ergänzend, um uns  auszudrücken. Die damit verbundenen Entscheidungen werden auf Grund diverser Kontextinformationen getroffen. Obwohl kontextsensitive ubiquitäre Systeme bereits heute eine Vielzahl an unterschiedlichen Informationen auswerten um ihre Funktionalität zu maximieren, bleibt die Flexibilität der Benutzerschnittstelle weitgehend unangetastet.


Ständig wechselnde Anwendungsszenarien bedingen Interaktionen mit zur Designzeit noch unbekannten Diensten und verlangen nach einer Konkretisierung der Benutzerschnittstelle zur Laufzeit. Da dies von unterschiedlichen und teils externen Komponenten delegiert wird, ist in der Regel keine a priori fest vorgegebene Interaktionsschnittstelle vorhanden. Darüber hinaus sollen zukünftige Anwendungen auf multiplen Geräten mit unterschiedlichen Modalitäten lauffähig sein. Bestehende Ansätze in diesem Bereich unterstützen einerseits die modellgetriebene Realisierung einer Benutzerschnittstelle, lassen andererseits jedoch Kontextinformationen für nutzerindividuelle Adaptionen weitgehend ungenutzt. Unabhängig davon basieren bestehende Ansätze zur Modalitätsarbitrierung meist auf einfachen Regelwerken, die die wesentliche Eigenschaft der Unsicherheit von Kontextparametern nicht berücksichtigen.

Die vorliegende Arbeit nimmt sich dieser Problematik an und präsentiert anhand eines Architektur-Frameworks einen methodischen Rahmen, der es erlaubt, ein dynamisches und kontinuierliches Interaktionsmanagement für unterschiedliche Anwendungssysteme zu realisieren. Der vorgestellte Ansatz erlaubt die Integration eines dynamischen Systems zur kontinuierlichen und nutzerindividuellen modellgetriebenen Modalitätsarbitrierung unter Unsicherheit in beliebigen Einsatzdomänen.

An einer prototypischen Realisierung werden verschiedene Parameter der Modalitätsarbitrierung diskutiert und der Zusammenhang zwischen Reasoning-Zeit und Güte einer adaptiven Benutzerschnittstelle, in Abhängigkeit verschiedener Algorithmen, untersucht. Die durch diese Arbeit gewonnenen Erkenntnisse können in zukünftigen interaktiven Systemen zum Einsatz kommen, um eine nahtlose Interaktion auch über Modalitätsgrenzen hinweg zu ermöglichen.