1 Einleitung 1
1.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Grundlagen, Fragestellung und Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2 Theoretische Grundlagen 8
2.1 Mensch-Maschine Interaktion (MMI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.1 Soziologische Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.2 Interaktion in der Informatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.3 Interaktionale & ökologische Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.4 Aspekte der Gebrauchstauglichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2 Emotionen in der MMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.1 Vielfältige Begrifflichkeit: Emotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.2 Emotionsmodelle für die MMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2.3 Zusammenhang von Fühlen und Denken . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2.4 Emotionen in der Interaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3 Adaptive Benutzungsschnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.1 Gründe für Adaption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.2 Ziel der Adaption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.3 Arten der Adaption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.4 Designprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3 Vorüberlegungen 26
3.1 Vorläuferarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.1 Affektive Daten und ihre Nutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.2 Einsatzgebiete affektiver UI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1.3 Integration des Affekts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.2 Designabwägungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.2.1 Adaptionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.2 Softwaretechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.3 Adaptive Interaktion als Lernprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3.1 Induktives Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.3.2 Entscheidungsbäume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3.3 Neuronale Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3.4 Bayessche Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4 Lösungsansatz 43
4.1 Emotionsinduktion, -messung und -darstellung . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1.1 Computerspiel zur Emotionsinduktion . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1.2 Sensorik und Vorverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.1.3 Maschinelles Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.1.4 Visualisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.5 Konfiguration, Synchronisation und Datentransport . . . . . . . . . 53
4.2 Das „EmoControl“ Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.2.1 Komponenten des Frameworks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.2.2 Adaptionspotential der Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5 Implementierung 60
5.1 Schnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.1.1 Anbindung EmoTetris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.1.2 Datensynchronisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.1.3 Anbindung Interaktionsagent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.2 Interaktionsagent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.2.1 Funktionsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.2.2 Bewertungsfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.2.3 Maßnahmenkatalog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.2.4 Inferenzmechanismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
5.3 Integration der Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6 Diskussion 75
6.1 Emotionsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6.1.1 Ergänzung zum Circumplexmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6.1.2 Einsatz anderer Emotionsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
6.2 Interaktionsagent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.2.1 Andere Lernalgorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.2.2 Generalisierungsfähigkeit des Maßnahmenkatalogs . . . . . . . . . 77
6.2.3 Adaptionsziel hinterfragt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.3 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.3.1 Anwendung der Architektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.3.2 Datenerfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.3.3 Ethische Abwägung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
7 Fazit 80