Mensch-Maschine-Interaktion
Die Mensch-Maschine-Interaktion (MMI), im Englischen „human-machine interaction“ (HMI) genannt, behandelt die Interaktion zwischen Mensch und Maschine. Synonym oder mehr auf die Kommunikation bezogen spricht man auch von Mensch-Maschine-Kommunikation („human-machine communication“).
In vielen Fällen ist die Maschine ein Computer, enthält Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) oder dient als Anwendungs- oder Informationssystem. Von daher existieren enge Beziehungen zur und erhebliche Überschneidungen mit der Mensch-Computer-Interaktion (MCI), im Englischen „human-computer interaction“ (HCI). Spektakuläre jüngere Produkte, an denen die MMI mitgewirkt hat, sind Touchscreen und Datenbrille.
Der Fachbereich Mensch-Computer-Interaktion der Gesellschaft für Informatik (GI) in Deutschland definiert auf seiner Website unter der Überschrift „Ziele und Aufgaben“ als Themen der MCI – die auch zentral für die Mensch-Maschine-Interaktion sind – u.a. „die benutzerorientierte Analyse und Modellierung von Anwendungskontexten“, „Prinzipien, Methoden und Werkzeuge für die Gestaltung von interaktiven, vernetzten Systemen“ und „multimodale und multimediale Interaktionstechniken“.
Evaluation und Zertifizierung spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Zudem wird die Integration der benutzergerechten Gestaltung von Informatiksystemen in die Softwareentwicklung angeführt.
Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) als Erweiterung der Sinne für den Nutzer
In Summe erweitern die neuen Technologien die Sinne sowie den Informations- und Handlungshorizont des Nutzers. Konzepte der erweiterten Realität ergänzen Informationen oder Erlebnisse zur realen Umwelt, um so den Nutzer umfassendere und anschaulichere Informationen darzustellen und erlebbar zu machen. Die Smartphone-App zur Identifikation von Sternbildern am Nachthimmel mag hier noch als Spielerei angesehen werden, Beispiele wie die Unterstützung von Montagearbeiten und Operationen mittels Datenbrille zeigen dagegen klar das zukünftige Potenzial in und für Unternehmen und die Gesellschaft. Dabei ist der Übergang zum Konzept der virtuellen Realität fließend. Je mehr virtuelle Wahrnehmungsbausteine hinzukommen, desto stärker bewegt sich ein Nutzer in einer künstlich generierten Welt, die in der Regel auf Modellen der realen Umwelt basiert – die aber auch ohne Entsprechung in einer bis dahin bekannten Realität sein kann.
Visuelle Interaktion benötigt vergleichsweise hohe Datenraten, die über entsprechende Schnittstellen und – möglicherweise drahtlose – Datennetze übertragen werden müssen. Für zukünftige Kommunikationsnetze ist vor allem eine hochqualitative Übertragung mit einer kurzen Reaktionszeit zwischen Ein- und Ausgabe eine Herausforderung, um eine als natürlich empfundene Interaktion zu ermöglichen. Zur Unterstützung durch weitere Sinne ist die Synchronität von visuellen Ereignissen und beispielsweise akustischen oder taktilen Rückmeldungen erforderlich. Die Schaffung reichhaltiger, multimodaler Schnittstellen postuliert dabei zugleich das Versprechen einer vereinfachten und barrierefreien Nutzung von Systemen.
Innerhalb der MMI und neben der MCI ist die Mensch-Roboter-Interaktion („human-robot interaction“) relevant. Roboter sind nicht einfach Computer; oft sind sie mobil und haben, vor allem wenn sie tier- oder menschenähnlich umgesetzt sind, einen Körper und Gliedmaßen. Ihre Art der Verkörperung („embodiment“) hat mannigfache Implikationen, für Fortbewegung und Selbstlernen sowie die Mensch-Maschine-Interaktion. In der Tier-Maschine-Interaktion geht es, wenn man den Begriff analog zu demjenigen der MMI denkt, um Design, Evaluierung und Implementierung von (in der Regel höher entwickelten bzw. komplexeren) Maschinen und Computersystemen, die mit Tieren interagieren und kommunizieren. Im englischsprachigen Raum taucht der Begriff „animal-machine interaction“ (AMI) durchaus auf. Der deutsche Begriff muss sich erst etablieren.
Neue Disziplin: Maschinenethik als Basis zur Ausgestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion
Bei (teil-)autonomen Maschinen wie Agenten, Robotern, Drohnen und selbstständig fahrenden Autos stellt sich die Frage nach dem adäquaten Design nicht bloß im herkömmlichen, sondern auch im sozialen und moralischen Sinne. Sie sollen sich z.B. zum Wohle ihrer Interaktionspartner verhalten und diese weder verletzen noch beleidigen. Die Maschinenethik („machine ethics“) begreift Maschinen als Subjekte der Moral, Menschen und Tiere als Objekte. Sie kann, wie die soziale Robotik, die sich mit (teil-)autonomen Maschinen beschäftigt, die in Befolgung sozialer Regeln mit Menschen (evtl. auch mit Tieren) interagieren und kommunizieren, eine wichtige Partnerin der Mensch-Maschine-Interaktion sein.
Die MMI gewinnt offensichtlich neue Bereiche hinzu. Für die beteiligten Disziplinen ergeben sich damit verschiedene Herausforderungen. Die GI nennt auf ihrer Website, ausgehend von der Informatik, u.a. Design, Pädagogik, Psychologie, Organisations-, Arbeits- und Wirtschaftswissenschaften, Kultur- und Medienwissenschaften sowie Rechts- und Verwaltungswissenschaften; hinzuzufügen wären noch Philosophie und Ethik im Allgemeinen und Maschinen- oder Roboterethik im Besonderen sowie natürlich die Künstliche Intelligenz.
Sie müssen sich mit bis dato unbekannten Objekten befassen, und sie müssen weitere Disziplinen wie Tierethik und Biologie neben sich zulassen. Ist die interdisziplinäre Kraftanstrengung von Erfolg gekrönt, sind neuartige Technologien zu erwarten, die auch für die Wirtschaft erhebliche Bedeutung haben, sei es als Teil cyber-physischer Systeme in der Industrie 4.0, sei es in Form von innovativen Endbenutzerwerkzeugen.
Sensoren als Mittler zwischen den Welten – die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine als kritischer Erfolgsparameter
Neben der direkten, befehlsartigen Kommunikation zwischen Mensch und Maschine wird die Interaktion in Zukunft abstrakter und indirekter. Um den vollen Funktionsumfang von komplexen, automatisierten Systemen nutzen zu können, ist eine entsprechend leistungsfähige Kommunikation notwendig. Zur Beherrschung der Komplexität wird die Erkennung von Semantik wichtiger, damit Nutzer mit Maschinen auf Basis abstrakter Konzepte kommunizieren können. Sensoren und weitere Informationsquellen tragen dazu bei, dass Maschinen zudem ein eigenes unabhängiges und umfassendes Bild von ihrer Umwelt und Einsatzanforderungen aufbauen können.
Das umfassende Bild der Umwelt wird auch von Maschinen benötigt, die indirekt mit Menschen kommunizieren können müssen. Das reicht von der Erkennung von Handzeichen im Verkehr durch autonom fahrende Automobile bis zu Robotern, die in der Pflege oder in einer Fertigung direkt und nahtlos mit Menschen zusammen arbeiten. Informationen aus verschiedenen Quellen helfen einem System dabei, zuverlässig die richtigen Entscheidungen zu treffen. Zu viele Informationen können aber auch Mensch oder Maschine überfordern, da sie die Komplexität der Entscheidungsfindung erhöhen. Im Idealfall trägt das Design der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine dazu bei, die Stärken der unterschiedlichen Kommunikationspartner zu unterstützen.
Die Veränderungen der Arbeitswelt durch Künstliche Intelligenz
Das neue an der Mensch-Maschine-Interaktion im Zeitalter der Künstlichen Intelligenz ist nun folgendes: Menschen werden nicht mehr wie Maschinen arbeiten müssen. Das war bisher nämlich stets der Fall. Von der Dampfmaschine, über den Webstuhl, das Telefon, das Automobil, den Computer oder das Smartphone. Die Technik, ihre Programmierung und die Konstruktion und Anatomie von Maschinen und maschinellen Produktionsprozessen: Stets gaben diese im Sinne der Optimierung von Effizienz und Kosten vor, wie der Mensch sie zu bedienen, sie zu nutzen und sich ihnen anzupassen hatte. Das hatte bereits Charly Chaplin in seinem berühmten Film „Modern Times“ eindrucksvoll dargestellt. (-> https://www.youtube.com/watch?v=DfGs2Y5WJ14)
Und das war noch lange vor modernen Optimierungsmethoden wie Kaizen, Six Sigma oder TQM. Und es war lange vor den Möglichkeiten der Steuerung, Auswertung und Optimierung, die in den jüngsten Zeiten von Data Science und Digitalisierung an der Tagesordnung sind. Grundsätzlich hat sich aber nichts verändert, außer die äußere Erscheinung. Wenn auch ohne Zahnräder, Schmieröl und schweren Industriemaschinen, sondern mit Datenbanken, Algorithmen und Touchscreen: Die Maschinen und maschinellen, binären Logiker geben den Takt und das Arbeiten vor.
Mit selbstlernenden und flexiblen Systemen und Netzen ändert sich das. Maschinen und Algorithmen sind jetzt in der Lage, auf Menschen und ihre speziellen Bedürfnisse und Fähigkeiten Rücksicht zu nehmen, auf sie einzugehen und sie zu stärken, indem sie dem Menschen den Freiraum geben, sich voll darauf zu konzentrieren und immer besser und kreativer zu werden. Das bedeutet auch, dass die Abläufe und Prozesse flexibler, agiler und volatiler werden können, ja es sogar müssen. Denn KI getriebene Systeme und Anwendungen können, wie Menschen, dazulernen, umlernen und neu kombinieren. Das eröffnet völlig neue Möglichkeiten.
Die können aber nur genutzt und deren Potenziale entdeckt und realisiert werden, wenn sich auch das Verständnis von Mensch und Maschine in Interaktion, das Mindset für KI in unserer Arbeitswelt, entsprechend mit entwickelt und ebenfalls offen, flexibel und kreativ ist.
Genau hierin sehen wir unsere Aufgabe mit unserer Initiative WeGo5. Und wir laden Sie dazu ein, mitzugehen und die Zukunft mit zu gestalten.
Quellen: https://wirtschaftslexikon.gabler.de/definition/mensch-maschine-interaktion-54079/version-277133; https://www.oeffentliche-it.de/-/mensch-maschine-interaktion ;