Human-Machine Cooperative Decision Making

Abstract

Diese Dissertation beschäftigt sich mit der gemeinsamen Entscheidungsfindung in der Mensch-Maschine-Kooperation und liefert neue Erkenntnisse, welche von der theoretischen Modellierung bis zu experimentellen Untersuchungen reichen. Zunächst wird eine methodische Klassifikation bestehender Forschung zur Mensch-Maschine-Kooperation vorgenommen und der Forschungsfokus dieser Dissertation mithilfe eines vorgestellten Taxonomiemodells der Mensch-Maschine-Kooperation, dem Butterfly-Modell, abgegrenzt. Darauffolgend stellt die Dissertation zwei mathematische Verhaltensmodelle der gemeinsamen Entscheidungsfindung von Mensch und Maschine vor: das Adaptive Verhandlungsmodell und den n-stufigen War of Attrition. Beide modellieren den Einigungsprozess zweier emanzipierter Kooperationspartner und unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Ursprünge, welche in der Verhandlungs- beziehungsweise Spieltheorie liegen. Zusätzlich wird eine Studie vorgestellt, die die Eignung der vorgeschlagenen mathematischen Modelle zur Beschreibung des menschlichen Nachgebeverhaltens in kooperativen Entscheidungsfindungs-Prozessen nachweist. Darauf aufbauend werden zwei modellbasierte Automationsdesigns bereitgestellt, welche die Entwicklung von Maschinen ermöglichen, die an einem Einigungsprozess mit einem Menschen teilnehmen können. Zuletzt werden zwei experimentelle Untersuchungen der vorgeschlagenen Automationsdesigns im Kontext von teleoperierten mobilen Robotern in Such- und Rettungsszenarien und anhand einer Anwendung in einem hochautomatisierten Fahrzeug präsentiert. Die experimentellen Ergebnisse liefern empirische Evidenz für die Überlegenheit der vorgestellten modellbasierten Automationsdesigns gegenüber den bisherigen Ansätzen in den Aspekten der objektiven kooperativen Performanz, des menschlichen Vertrauens in die Interaktion mit der Maschine und der Nutzerzufriedenheit. So zeigt diese Dissertation, dass Menschen eine emanzipierte Interaktion mit Bezug auf die Entscheidungsfindung bevorzugen, und leistet einen wertvollen Beitrag zur vollumfänglichen Betrachtung und Verwirklichung von Mensch-Maschine-Kooperationen