Internationales Verkehrswesen (68) 2 | 2016 69 Fahrzeugdesign TECHNOLOGIE Multitalent Auto-Cockpit aus-der Nutzerperspektive Sicherheitsempfinden, Cockpit-Design, Komplexität, Überforderung, Mensch-Maschine-Schnittstelle Heutige Cockpits sind Alleskönner: Navigator, Entertainer, Sicherheitsratgeber, Bord-Computer. Immer mehr Information wird auf engstem Raum vermittelt und steigert so die Komplexität der Cockpit-Designs. Der Artikel zeigt Ergebnisse einer Untersuchung zur Wirkung von Cockpit-Designs auf das Fahrgefühl: Komplexe Designs überfordern den Fahrer demnach, da sie als weniger benutzerfreundlich und weniger nützlich empfunden werden als simple Designs. Geschlechterunterschiede werden deutlich. Implikationen für die Gestaltung insbesondere hinsichtlich der zunehmenden Automatisierung können abgeleitet werden. Autoren: Josef Strenzke, Isabella Geis, Wolfgang H. Schulz D as Automobil unterliegt derzeit einem radikalen Wandel. Die Digitalisierung hält immer stärker auch in den Fahrzeugen Einzug. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Manche Systeme wollen über eine höhere Fahrsicherheit und eine optimierte Routenwahl sowohl die gesamtwirtschaftliche Verkehrssicherheit als auch die Verkehrseffizienz erhöhen. Wieder andere dienen dazu, den Fahrer während der Fahrt zu unterhalten - am besten ohne die Konzentration der Fahrer zu beeinflussen und damit einen negativen Trade-Off zur Verkehrssicherheit zu erzeugen. Diese Entwicklungen führen allerdings dazu, dass sich das Bild eines Fahrzeugs von innen wandelt, ebenso wie die Bedienung. Die Entwicklung eines nutzerzentrierten Human-Machine-Interfaces (HMI) erhält daher eine völlig neue Relevanz. Auf der einen Seite ist es wichtig, die neuen Funktionen in das Fahrzeug zu integrieren, beispielsweise um den Verkehrsfluss zu verbessern, oder die Sicherheit für den Fahrer und alle Verkehrsteilnehmer zu erhöhen. Gleichzeitig muss die Anordnung und Bedienung aller Systeme intuitiv sein und darf die Konzentration des Fahrers nicht zu weit von der Straße und seiner Fahraufgabe lenken. Das Cockpit eines Autos steht damit in einem Spannungsfeld aus vielfältigen Funktionen, die einander bedingen, aber manchmal auch gegeneinander wirken. Es soll ein Multitalent sein: Navigator, Entertainer, Sicherheitsratgeber, Bord-Computer. Es ist mit allen Geräten des Fahrers vernetzt, kann Nachrichten vom Smartphone vorlesen und gleichzeitig den Fahrer sicher durch den Straßenverkehr navigieren, während Musik aus den Lautsprechern tönt. Die Fahrer sind von der aktuellen Entwicklung zu immer mehr Ausstattung und technischen Raffinessen in modernen Autos interessiert und fasziniert. Sie neigen dazu, ihren Fokus weniger dem Verkehr zu widmen und richten ihre Aufmerksamkeit stattdessen ganz auf die Kommandozentrale mit ihren zahlreichen Displays und Schaltern. So stellt sich die Frage, welchen Einfluss die Vielzahl an Systemen und deren Darstellung auf das Sicherheitsempfinden hat. Autofahrer sollten sich dank der zahlreichen unterstützenden Systeme im Umgang mit ihrem Fahrzeug sicherer fühlen. Die Nervosität im Straßenverkehr sollte sinken. Doch passiert das wirklich? Die Ergebnisse einer aktuell durchgeführten Studie [1] sollen hierauf Antworten geben. Sie zeigen die Notwendigkeit für ein Umdenken hinsichtlich der Gestaltung der Fahrzeug-Cockpits, um den Fahrer nicht abzulenken und zu überfordern. Die Studie untersuchte zunächst, welche Kriterien das Sicherheitsempfinden in einem Auto beeinflussen. Im Ergebnis haben laut den Teilnehmern der Fokusgruppen 19 Kriterien einen Einfluss auf das Sicherheitsgefühl der Fahrer. Die technische Ausstattung des Fahrzeugs erwies sich als wichtigstes Kriterium, um sich in einem Fahrzeug sicher zu fühlen. Auffallend war hierbei, dass die Wahrnehmung von Sicherheit sich mit dem Ausstattungsniveau erheblich verändert. Während bei niedrigen Ausstattungsniveaus weitere Features bei den Probanden als Gewinn an Sicherheit empfunden werden, ändert sich diese Einschätzung nach dem Erreichen eines Ausstattungsoptimums (AO). Ist das Fahrzeug mit einer großen Zahl an zusätzlichen Systemen ausgestattet, zeigt sich, dass das Sicherheitsgefühl der Fahrer in ihrem Fahrzeug sinkt (Bild 1). Nach der Ermittlung der Einflusskriterien begann die Recherche nach einem theoretischen Fundament für die Studie. Betrachtet man das Interieur eines Fahrzeugs, steht die intuitive Benutzbarkeit der Schalter und Systeme im Fokus. Aus dieser Überlegung heraus schienen drei wissenschaftliche Konstrukte sinnvoll, die mithilfe eines Fragebogens geprüft wurden und nachfolgend beschrieben werden. Fred D. Davis entwickelte im Jahr 1989 Konstrukte zur Überprüfung der Nützlichkeit und Benutzerfreundlichkeit von damals neuartigen Computersystemen [2]. Die Skalen lassen sich an die beschriebene Thematik adaptieren. Zudem sollte die grundsätzliche Bereitschaft, neue Technologien zur Erlangung bestimmter Ziele anzunehmen (vgl. [3]), getestet werden. Um zu prüfen, ob unterschiedliche Ausstattungsniveaus auch unterschiedliche Ef- Bild 1: Wirkung des Ausstattungsniveaus auf das Sicherheitsempfinden Quelle: Eigene Darstellung Internationales Verkehrswesen (68) 2 | 2016 70 TECHNOLOGIE Fahrzeugdesign fekte auslösen, wurde ausgehend von der Überlegung, wo der Fahrer neben der Straße am häufigsten hinsieht, der Tacho ausgewählt, da sich dieser normalerweise in der ständigen Sichtachse befindet. So wurden drei verschiedene Tachotypen aus den Ergebnissen der Fokusgruppen der Vorstudie hergeleitet, die in unterschiedlichen Abstufungen den Ausstattungsgrad eines Fahrzeugs widerspiegeln. Der erste Tachotyp stellte die Basis dar: Es handelte sich um eine stark vereinfachte, analoge Version, die nur das Nötigste abbildet und auf Warnlampen oder zusätzliche Symbole gänzlich verzichtet. Auf dem zweiten Tachotyp sind neben zahlreichen Warnleuchten auch Verkehrszeichen-Abbildungen oder die Himmelsrichtung ablesbar, was auf ein höheres Ausstattungsniveau schließen lässt. Der dritte Tachotyp bestand im Vergleich aus einer volldigitalen Darstellung der Instrumente. Das Vorhandensein von Assistenzsystemen wurde durch die Vielzahl von Angaben auf dem Display repräsentiert, und durch die volldigitale Darstellung wurde auch klar, dass es sich um eine sehr moderne Ausstattung des Fahrzeugs handelte. Auf dieser Grundlage wurden Hypothesen entwickelt, um zu prüfen, ob mit steigendem Ausstattungsniveau die von den Teilnehmern empfundene Nützlichkeit sinkt und ob die Benutzerfreundlichkeit der Abbildungen unterschiedlich eingeschätzt wird. Das Konstrukt der Technologiebereitschaft sollte die Hypothese überprüfen, ob diese einen Einfluss auf die oben genannten Wahrnehmungen hat. Die Annahme war, dass Personen mit geringerer Technologiebereitschaft technisch höher ausgestattete Fahrzeuge als komplexer empfinden und somit schneller überfordert sind als Personen mit hoher Technologiebereitschaft. Die Ergebnisse dieser Hypothesenüberprüfung geben Anlass, die aktuelle Entwicklung der Innenraumgestaltung - die sich nicht nur um den Tacho an sich dreht, sondern natürlich alle Komponenten des Interieurs umfasst - neu zu denken und hinsichtlich ihrer Zweckdienlichkeit zur Erhöhung der Sicherheit zu hinterfragen. Komplexe Cockpit-Designs überfordern laut den Ergebnissen der Studie den Fahrer tatsächlich, denn sie werden weniger benutzerfreundlich und weniger nützlich empfunden als einfache Designs (Bild 2). Resultate Für die Untersuchung wurde mit den Mittelwerten der jeweiligen Konstrukte gearbeitet, die die Testteilnehmer auf Grundlage einer der Tachoabbildungen abgegeben haben. So konnten die unterschiedlichen Ausstattungsniveaus miteinander verglichen werden. Die Mittelwerte für die Überprüfung der empfundenen Benutzerfreundlichkeit liegen für den Basis-Tachotyp 1 bei M = 3,67 (für die Untersuchung wurde mit einer 5-Punkte-Likert-Skala gearbeitet), für den Tachotyp 2 bei M = 3,83 und für den komplexen Tachotyp 3 bei M = 3,07. Die Mittelwerte für das Konstrukt der empfundenen Nützlichkeit zeigen eine ähnliche Verteilung: Tachotyp 1 M = 2,97, Tachotyp 2 M = 3,21 und Tachotyp 3 M = 2,44 (Bild 3). Die Tatsache, dass der zweite Tachotyp stets am höchsten bewertet wurde, konnte auf eine überdurchschnittliche Verteilung von bestimmten Testteilnehmern in dieser Gruppe zurückgeführt werden: Sie besaßen ein Fahrzeug mit ähnlichem Tacho wie dem, von dem die verwendete Abbildung abgeleitet war. Deshalb ist davon auszugehen, dass die Ergebnisse hier aufgrund der Vertrautheit mit der Abbildung beeinflusst wurden. Ebenso konnten Geschlechterunterschiede festgestellt werden, wonach Teilnehmerinnen eine signifikant niedrigere Technologiebereitschaft angaben: So lag der ermittelte Wert für das Konstrukt bei Frauen bei M = 3,05 - bei Männern hingegen bei M = 3,30. Ebenso konnte gezeigt werden, dass Frauen den Unterschied zwischen den Tachotypen im Kontext der Benutzerfreundlichkeit besonders stark wahrnehmen. Demnach empfinden Männer die technisch komplexeren Tachotypen 2 mit M = 4,06 und Tachotyp 3 mit M = 3,32 als signifikant benutzerfreundlicher als Frauen mit M = 3,62 für Tachotyp 2 und M = 2,86 für Tachotyp 3. Der Effekt tritt jedoch nicht beim Tacho-Basismodell (Typ 1) auf. Diesen empfinden die weiblichen Teilnehmer wiederum mit M = 3,72 benutzerfreundlicher, als die Männer mit M = 3,63 (Bild 4). Insgesamt umfasst der Datensatz 153 Frauen (49,7 %) und 155 Männer (50,3 %). Das Durchschnittsalter liegt bei M = 35 Jahren (SD = 13 837, Min = 18, Max = 82). Zudem weist die Stichprobe ein hohes Bildungsniveau auf. So haben 276 Personen mindestens die allgemeine Hochschulreife oder mittlerweile einen Hochschulabschluss. Das entspricht 89,6 % aller Teilnehmer. Bild 2: Überforderung im Kontext des Ausstattungsniveaus Quelle: [1] Bild 3: Benutzerfreundlichkeit und empfundene Nützlichkeit der Tachotypen Quelle: Eigene Darstellung Bild 4: Geschlechtsspezifische Bewertung der Tachotypen Quelle: Eigene Darstellung Internationales Verkehrswesen (68) 2 | 2016 71 Fahrzeugdesign TECHNOLOGIE Schlussfolgerungen Die Ergebnisse der Studie haben einen großen Einfluss nicht nur für die Automobilindustrie selbst, sondern zum Beispiel auch für Automobilzulieferer und digitale Unternehmen sowie den Gesetzgeber. Eine Hauptzielsetzung, welche für alle Bereiche gilt, ist die Reduktion der Komplexität im Interieur, schließlich zeigt die aktuelle technische Entwicklung weiter stark in Richtung Digitalisierung und Vernetzung. Auch muss man diese Thematik weiterdenken, weil die künftige fahrzeugtechnische Entwicklung sowohl durch den allgemeinen Digitalisierungstrend als auch durch den mobilitätsspezifischen Trend vom kooperativvernetzten Fahren bis möglicherweise hin zum autonomen Fahren angetrieben wird. Betrachtet man die Automobilindustrie, fällt zunächst auf, dass für eine größere Entlastung des Fahrers allgemein die bereits vorhandenen Systeme wie die Sprachsteuerung optimiert werden müssen, denn diese ist an sich als Bedienkonzept eine große Entlastung für den Fahrer, da er weder den Blick von der Straße abwenden muss, noch auf verschiedene Knöpfe drücken muss. Die Entlastung gelingt jedoch nur, wenn dieses System auch problemlos funktioniert und man den Sprachbefehl nicht immer wiederholen muss, bis das System den Befehl erfasst. Das gilt auch für die Gestensteuerung. Betrachtet man das Interieur, so ist dieses zunehmend von Displays und digitalen Anzeigen geprägt. Diese sollten in ihrer Darstellungsweise grundsätzlich flexibel sein, weil unterschiedliche Fahrer sich entsprechend ihrer Gewohnheiten und spezifischen Anforderung dann individuelle Darstellungsarten ihrer Displays einrichten können, wie aktuelle Konzepte zeigen in denen dies bereits möglich ist. Die Individualisierung des Displays hat weiterhin den Vorteil, dass gerade Fahrergruppen, die sich in der Befragung relativ schnell überfordert fühlten, hier die Möglichkeit haben, das Display so zu reduzieren, dass die Anzeige bis auf das gesetzlich vorgeschriebene Minimum reduziert werden kann. Wenn digitale Cockpiteinheiten individuell konfigurierbar sind, kann optisch unterstützend mit Farbschemata gearbeitet werden, um verschiedene Fahrmodi intuitiv unterscheiden zu können, wie es einige Hersteller bereits in Ansätzen verfolgen. Diese Möglichkeit könnte man jedoch noch einen Schritt weiterdenken. So lässt sich die Entwicklung eines 2-Wege-Displays als Zentraldisplay ergänzen, welches aus der Sichtachse des Fahrers nur die für ihn und die Fahrt relevanten Informationen anzeigt, nicht aber z.B. Entertainmentbestandteile wie Video- oder Musikeinstellungen. Sind diese nur aus der Sichtachse des Beifahrers zu erkennen, lässt sich auch hier die Überforderung für den Fahrer verringern, ohne die unmittelbaren Entertainmentfunktionen für den Beifahrer einzuschränken. Der Fahrer kommt somit mittelbar in den Genuss aller Funktionen, ohne dass die Fahrsicherheit beeinträchtigt wird. Unabhängig von der Hardware ist auch die verstärkte Entwicklung von automatisierten Assistenzsystemen zweckmäßig, die ohne sichtbare Bedienelemente auskommt und einfach im Hintergrund agiert - wie zum Beispiel beim Bremsassistenten ABS. Dieses System lässt sich manuell weder einnoch ausschalten, sondern ist einfach an Bord und funktioniert, ohne dass der Fahrer davon etwas mitbekommt, es sei denn das System muss seine Aufgabe erfüllen. Dies lässt sich auch für Systeme wie Spurhalteassistenten, Anfahrassistenten, Abstandsassistenten etc. umsetzen. Zeitgleich sollte der Fahrer nach sicherheitsrelevanten Bedienelementen, wie zum Beispiel die Warnblinkanlage, in einer potentiellen Gefahrensituation nicht lange suchen müssen. Die Entwicklung immer leistungsfähigerer sogenannter Human-Machine-Interactions (HMI) ist ein wichtiger Wettbewerbsparameter in der Automobilindustrie geworden. Diese leisten immer mehr und können diverse Informationen bündeln und dem Fahrer zur Verfügung stellen, nur geschieht dies meist auf Kosten der Sicherheit. Ziel wäre es hierbei, dass dieses System bereits eine Filterung der Informationen vornimmt und für den Fahrer nur die Informationen anzeigt oder weitergibt, die in der jeweiligen Fahrsituation wirklich relevant sind. Fährt man beispielsweise mit 180-km/ h auf der Autobahn, sollte die Darstellung für den Fahrer so reduziert wie möglich sein, da bei diesem Tempo ausschließlich die aktuell gefahrene Geschwindigkeit und gegebenenfalls die derzeit erlaubte Höchstgeschwindigkeit wirklich relevant ist. Neue Player „digitale Unternehmen“ Auch „digital geprägte“ Unternehmen spielen heute in der Forschung und Entwicklung neuer Fahrzeuge eine immer wichtigere Rolle. Durch stärkere wettbewerbskonforme Kooperationen der Hersteller mit diesen digitalen Unternehmen ließe sich auch hier auf die Expertise der anderen aufbauen und somit eine für den Nutzer optimierte Bedienungs- und Darstellungsform finden. Würden digitale Unternehmen die Interfacegestaltung der Fahrzeuge übernehmen oder intensiv mitentwickeln, könnte auf einen wesentlich größeren Erfahrungsschatz hinsichtlich der Interfacegestaltung von technischen Systemen zurückgegriffen werden. Eine weitere Überlegung wäre, mehr und mehr Funktionen, die derzeit vor allem Smartphones anbieten, wie das Versenden von Textnachrichten und der Zugang zu diversen Internetdiensten, von Beginn an in das Fahrzeugsystem zu integrieren. Diese Systeme ließen sich dann wiederum mithilfe der zuvor erwähnten Sprachsteuerung problemlos bedienen, sodass ein Griff zum Telefon nicht mehr notwendig wäre. Ein zusätzlicher Sicherheitsaspekt könnte zudem die Einführung eines „Auto-Modus“ sein (ähnlich wie beim „Flug-Modus“), der automatisch aktiviert wird, sobald der Fahrer sich ins Auto setzt. Der „Auto-Modus“ würde zum Beispiel das Display des Smartphones deaktivieren, um dem Fahrer nicht die Möglichkeit zu geben, sich zusätzlich ablenken zu lassen. Die Studie hat gezeigt, dass sich solche Cockpit-Erlebniswelten durchaus negativ auf das Sicherheitsempfinden auswirken können. Die Folge wären fatale Unfälle, die die Systeme eigentlich vermeiden sollten. Die kommenden Entwicklungen werden zeigen, ob es der Automobilindustrie gelingen wird, durch immer weiter steigende Technisierung der Fahrzeuge die Komplexität für den Fahrer dennoch durch die soeben beschriebenen Maßnahmen zu reduzieren, damit daraus keine Überforderung entsteht. ■ LITERATuR [1] Strenzke, J. (2015): Zu viel des Guten! - Eine quantitative Untersuchung des Einflusses moderner Ausstattungssysteme in Fahrzeugen auf das subjektive Sicherheitsempfinden. Bachelorarbeit, Herbstsemester 2015, Zeppelin Universität, Friedrichshafen [2] Davis, F. D. (1989): Perceived Usefulness, Perceived Ease of Use, and User Acceptance of Information Technology. In: MIS Quarterly. September 1989. S. 319-340 [2] Parasuraman, A. (2000): Technology Readiness Index (TRI), A Multiple-Item Scale to Measure Readiness to Embrace New Technologies. In: Journal of Service Research, May 2000. S. 307-320 Isabella Geis, M.A., Projektleitung Mobilität, Fraunhofer- Institut für Materialfluss und Logistik - Center für Logistik und Mobilität, Frankfurt am Main isabella.geis@iml.fraunhofer.de Wolfgang H. Schulz, Prof. Dr., Inhaber des Lehrstuhls für Mobilität, Handel und Logistik, Zeppelin Universität, Friedrichshafen wolfgang.schulz@zu.de Josef Strenzke, B.A., Mitarbeiter Zeppelin Universität, Friedrichshafen j.strenzke@zeppelin-university.net