TU Darmstadt / ULB / TUprints

Untersuchung der taktilen Wahrnehmung für die Gestaltung konkaver Rückmeldungen

Röbig, Sinja Kristin :
Untersuchung der taktilen Wahrnehmung für die Gestaltung konkaver Rückmeldungen.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2015)

[img]
Preview
Text
Roebig_2015_Untersuchung der taktilen Wahrnehmung für die Gestaltung konkaver Rueckmeldungen.pdf
Available under Creative Commons Attribution Non-commercial No-derivatives 3.0 de.

Download (6MB) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Untersuchung der taktilen Wahrnehmung für die Gestaltung konkaver Rückmeldungen
Language: German
Abstract:

In den letzten Jahren haben technische Fortschritte zu einem starken Wandel in der Gesellschaft geführt. Während früher das Arbeiten auf das Büro beschränkt war, so ist das Arbeiten aufgrund neuer Technologien überall möglich. Egal ob im Büro, zu Hause oder gar unterwegs, mit Tablet-PCs und Smartphones können beispielsweise auch unterwegs E-Mails geschrieben oder sonstige Arbeitstätigkeiten erfüllt werden. Dies ist nur möglich, da die neuen Geräte, neben dem erschwinglichen Preis, leicht und klein geworden sind, sodass sie in jede Tasche passen. Weniger Gewicht und die geringere Größe sind unter anderem durch neue Interaktionskonzepte wie Touchscreens möglich, wodurch keine Tastaturen mehr benötigt werden. Nachteil ist hierbei jedoch, dass das taktile Feedback ohne Tasten verloren geht. Dadurch sinkt die Arbeitsgeschwindigkeit. Um dem Nachteil der fehlenden taktilen Informationen entgegenzuwirken, werden neue Technologien entwickelt. Hierzu zählen unter anderem die sogenannten dielektrischen Elastomer-Stapelaktoren, kurz DEA genannt. Sie ermöglichen es, ein entsprechendes taktiles Feedback zu geben. Allerdings, anders als bei herkömmlichen Tastaturen, werden hierbei Bedienfelder generiert, welche nicht konvex sind, also erhaben, sondern konkav. Die Wahrnehmung solcher konkaven Formen ist derzeit in der Literatur noch wenig erforscht. Daher wurden im Rahmen dieser Arbeit Gestaltungshinweise für die Verwendung konkaver Formen erstellt. Diese sind jedoch nicht nur für die Anwendung bei DEA geeignet, sondern auch übertragbar auf alle Anwendung, welche konkave Formen verwenden. Für die Ermittlung der Gestaltungshinweise wurden vier Studien durchgeführt. Untersucht wurde dabei, ab welcher Größe und Tiefe konkave Formen wahrgenommen, also erfühlt werden können, und ab welcher Größe und Tiefe die Formen auch erkannt werden können. Ebenso wurde untersucht, welchen Abstand zwei konkave Formen haben müssen, um als zwei Formen erkannt zu werden. Darüber hinaus erfolgten die Betrachtung unterschiedlicher Materialien (Silikon, Aluminium und PVC) sowie die Betrachtung geführter und ungeführter Bewegungen. Die Gestaltungshinweise wurden jeweils gemittelt für alle Probanden und für männliche und weibliche Probanden getrennt erstellt. Auch wurden in drei der Studien unterschiedliche Altersgruppen betrachtet. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass eine Formwahrnehmung bei 0,1 mm Formtiefe bei Aluminium und PVC, sowie bei 0,3 mm bei Silikon problemlos möglich ist. Die benötigte Formgröße variiert dabei je nach Material und Probandengruppe zwischen 4 mm und 8 mm für eine 100%-ige Wahrnehmung. Eine Formerkennung hingegen ist deutlich schwieriger und erreicht beispielsweise bei nie 100%. Bei der statistischen Auswertung zeigen sich bestätigt, dass sich Wahrnehmung und Erkennung signifikant unterscheiden. Auch das Alter spielt bei der Formwahrnehmung, sowie bei der Formerkennung bis 0,3 mm Formtiefe eine signifikante Rolle. Für das Geschlecht konnten bei der Formwahrnehmung bis 0,3 mm Formtiefe und bei der Formerkennung bei 0,1 mm Formtiefe signifikante Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Probanden aufgezeigt werden. Auch das Material hat einen signifikanten Einfluss auf die Formwahrnehmung und Formerkennung, wohingegen ein Einfluss der Form nur bei einzelnen Formtiefen festgestellt wurde. Die Regressionsanalyse zeigt, dass bei den verwendeten Formgröße und –tiefen die Formgröße einen stärkeren Einfluss auf die Formwahrnehmung und –erkennung hat als die Formtiefe.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Within the last years, technical progress has led to major changes in society. Whereas previously work was manly performed to the office, it is now possible to work everywhere thanks to new technologies. No matter if at the office, at home or on the road, tablet PCs and smartphones make it possible to write e-mails or do other work activities on one ́s way. This is only possible since these new devices are portable and affordable. Thanks to new technologies as touch screens, they are even more Handy since they do not need a keyboard. But those new technologies also have disadvantages. For example, without a keyboard, there is no tactile feedback. This reduces the operation speed. To counteract the disadvantage of the lack of tactile feedback, new technologies are developed. These include the so-called dielectric elastomer stack actuators, briefly called DEA. They make it possible to give a corresponding tactile feedback. However, unlike conventional keyboards, DEAs generate a control panel with concave control elements. The perception of such concave shapes is currently being explored in the literature very little. Therefore within this work design suggestions for the use of concave shapes where determined. However, these are not only suitable for use of DEA, but they can also be applied to all applications that use concave shapes. Four studies were conducted to determine the design guidelines. Parameters as the size, depth, shape and material were varied to examine the perception and identification of concave shapes. The results show that a perception is easily possible at a depth of 0.1mm for concave shapes in aluminum; for PVC and silicon 0.3mm of depth are suggested. The identification of shapes is more difficult and not all of the subjects were able to identify the shapes. If identified, the shapes had to be deeper and larger than for the perception. The results also show that age and gender have a significant influence on the percept ion and identification of concave shapes, as well as the material. No significant influence of the shape on the perception and identification was found. The influence of the size had a stronger influence on the perception and identification than the depth.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering > Ergonomics (IAD)
Date Deposited: 03 Nov 2015 07:15
Last Modified: 09 Nov 2015 08:54
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-50146
Referees: Bruder, Prof. Dr. Ralp and Dörsam, Prof. Dr. Edgar
Refereed: 7 July 2015
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/5014
Export:
Actions (login required)
View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year