Projektaufbau

VENUS erforscht im Arbeitsbereich 1 grundlegende Methoden, Modelle, Verfahren und Regelungen für dynamische, situative, selbst-adaptive vernetzte Systeme. Der Arbeitsbereich ist hierfür in zwei Unterbereiche mit jeweils drei Teilprojekten gegliedert. 

In dem Unterbereich Gestaltungsaspekte 1 werden die Basistechniken Kontext, Wissensent-deckung und Adoption für UC fortentwickelt. Die Identifikation bestimmter Merkmale und potenzieller Anwendungen der aus ihnen zusammengesetzten Anwendungen erfolgt hier wie im gesamten Arbeitsbereich federführend von einem Informatiker unter Beteiligung der anderen drei Disziplinen des ITeG, damit sie auch sozial akzeptabel, ökonomisch sinnvoll und rechtsadäquat gestaltet werden können. 

Im parallelen Unterbereich Gestaltungsaspekte 2 „Sozialverträglichkeit“ werden die Wechselwirkungen zwischen Technik, Benutzern und sozialen Netzen erforscht, Chancen und Risiken für Benutzer und Gesellschaft analysiert und bewertet sowie aus diesen normative Anforderungen an die Technik und ihre Rahmenbedingungen abgeleitet.

Durch die entgegengesetzten Vorgehensweisen der Disziplinen ergibt sich ein inhärentes zeitliches Problem. Während die technischen Vertreter im Unterbereich Gestaltungsaspekte 1 ihren Fokus auf die Technik und ihre potenziellen Möglichkeiten im Rahmen der Gestaltungsentscheidung richten, ist der Ausgangspunkt für die nicht-technischen Disziplinen im Unterbereich Gestaltungsaspekte 2 die Anwendung mit ihren Chancen und Risiken, von denen aus und zu deren Bearbeitung erst im Laufe des Projekts kriteriengerechte Gestaltungsvorschläge entwickelt werden. 

Dies macht ein paralleles Arbeiten und einen ständigen Erfahrungsaustausch erforderlich, bei dem die fachspezifischen Ergebnisse mit Hilfe des Arbeitskreises Koordination in alle Projekte integriert werden können. Ihm gehören alle Teilprojektleiter an. Er sorgt für die Abstimmung der Teilprojekte innerhalb der Unterbereiche und zwischen den Unterbereichen und für die Integration der Ergebnisse.

Arbeitsbereich-Leiter: Prof. Dr. Gerd Stumme

Der Unterbereich Gestaltungsaspekte 1 besteht aus jeweils einem Teilprojekt zu den drei Basistechnologien. Die Zielsetzung der drei Teilprojekte ist es, Basistechnologien weiterzuentwickeln, um mit deren Hilfe Anwendungssysteme zu konstruieren, für diese Demonstratoren zu erstellen und dabei Gestaltungswissen zu vertiefen. Neben der Fortentwicklung der Technik liegt der Innovationsbeitrag dieser Forschungsarbeiten in der integrierten Berücksichtigung von Aspekten der Sozialverträglichkeit von Anfang an. Die methodischen Erkenntnisse aus diesen Arbeiten werden in den Arbeitsbereich 2 („Methodik“) einfließen.

Kontext bedeutet in VENUS insbesondere „situativer“ Kontext des Benutzers. Anwendungen müssen aus unterschiedlichen Kontextdaten (z.B. Ort, Anwesenheit bestimmter Personen, Temperatur, Lautstärke, Kalenderdaten, Informationen über verwendete Programme) Schlussfolgerungen zum situativen Kontext (z.B. Meeting, Telekonferenz, Restaurant, Wohnung) ziehen. 

Dafür sind zunächst die Kontextrohdaten und daraus der situative Benutzerkontext zu erschließen. Methoden für die Spezifikation von Sensorinformationen und Algorithmen für die verteilte Erschließung situativer Benutzerkontexte sind zu entwickeln oder anzupassen. Dabei können Data-Mining-Techniken (zusammen mit Teilprojekt T2) und Vorhersageverfahren zum Einsatz kommen. Es sind Trefferwahrscheinlichkeiten und Prognosezeiträume zu bewerten. Auch die Personalisierung ist dabei ein wichtiger Aspekt. In VENUS werden dabei vertrauensunterstützende Komponenten zur Verwendung personalisierter Kontextinformationen erforscht. Die Ergebnisse werden in eine Systemarchitektur für das Kontextmanagement umgesetzt, welche eine Grundlage für die Aktivitäten von T2 (Wissensentdeckung) und T3 (Adaptionsentscheidung) ist. 

Das Angebot kontextbezogener Dienste erfordert die Erfassung unterschiedlichster Daten, die z.B. mittels Sensoren, GPS oder mobilen Endgeräten generiert werden, um daraus den Kontext einer Person zu bestimmen. Der Schwerpunkt der rechtlichen Untersuchung wird in der rechtlichen Analyse und Bewertung der Datenverarbeitungsvorgänge liegen. Die Juristen werden unter anderem untersuchen, inwieweit personenbezogene Daten verwendet werden und welche Personen in unterschiedlichen Konstellationen für diese Datenverarbeitung verantwortlich sind. Hinsichtlich der Gestaltung wird untersucht, wie die Transparenz der Erhebung kontextbezogener Daten und die Wahrnehmung der Rechte der Betroffenen bei einer allgegenwärtigen Datenverarbeitung gewährleistet werden kann. Zur Bewertung von Gestaltungsalternativen ist zu prüfen, ob in ihnen eine (unzulässige) Vorratsdatenspeicherung stattfindet und ob sie die Risiken der Profilbildung erhöhen. Hinsichtlich der normativen Gestaltung ist zu prüfen, welche Regelungskonzepte zur Bearbeitung der Datenschutzprobleme entwickelt werden können. 

Die nutzungsgerechte Anpassung der Mensch-Maschine-Schnittstelle und Ableitung einer kontextabhängigen Veränderungsnotwendigkeit erfordern ein Benutzer- und Umgebungsfaktorenmodell des Kontextes, das hier erarbeitet werden soll. Aus der Kombination von Benutzereigenschaften (z.B. auditive Wahrnehmungsfähigkeit, Benutzerzustand) und Umgebungsfaktoren (z.B. Straßenlärm) können dann je nach situativem Kontext unterschiedliche Modalitäten des Menschen angesprochen werden.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus David

Ein wesentlicher Aspekt der Vision des UC ist die Möglichkeit, jederzeit und von jedem Ort auf Wissen zuzugreifen. Mit dem rasanten Wachstum von Web-2.0-Anwendungen ist die Menge von Wissen, das von den Endnutzern selbst erzeugt wurde, stark gestiegen.

Für die Automatisierung vieler Anwendungen – beispielsweise die Erkennung des Benutzerkontexts während der Interaktion mit dem Ziel, das Verhalten der Suchmaschine oder des Recommender-Systems an den Kontext anzupassen – ist das Wissen aus diesen Web-2.0.-Anwendungen, die das Ziel vieler Beiträge durch die möglichst geringen Anforderungen an die Strukturierung des Wissens bei seiner Eingabe realisieren, nicht strukturiert genug. Im Projekt werden daher Verfahren entwickelt, die aus dem Inhalt und der Struktur der o.g. Systeme sowie dem Benutzerverhalten Ontologien lernen und mit Instanzen füllen. Basierend auf der entstehenden Wissensbasis werden dann Mechanismen zur personalisierten Navigation und Suche entwickelt. 

Die Vernetzung mit anderen Benutzern wird durch die Entwicklung von Methoden berücksichtigt, um thematisch und geographisch definierte Benutzergruppen aus dem Inhalt und der speziellen Struktur der Systeme (z.B. aus Folksonomies) sowie der Geolokation der Benutzer zu extrahieren und die Ergebnisse nutzergerecht zu präsentieren. Dabei werden Methoden der sozialen Netzwerkanalyse, die bisher weitestgehend nur in manuellen Analysen durch Wissenschaftler (insbesondere Soziologen) eingesetzt wurden, automatisiert und für ungeschulte Endnutzer nutzbar gemacht. 

Aus der rechtlichen Perspektive können sich neue datenschutzrechtliche Risiken ergeben, für die neue Lösungen zu finden sind, da das Datenschutzrecht bisher vorrangig den einzelnen Betroffenen schützt. 

Die Auswirkungen unterschiedlicher Ansätze zur Wissensentdeckung in UC-Systemen auf die Vertrauensentwicklung ist mit allen bekannten Formen IT-gestützter Interaktionsbeziehungen kaum vergleichbar, entsprechend können sich hieraus neue Chancen und Risiken ergeben, die es zu adressieren gilt. Hinsichtlich der Bewertung von Gestaltungsalternativen werden die Juristen insbesondere untersuchen, wie die Analyse personenbezogener Benutzerdaten in Präferenz- und Kontextgemeinschaften zu bewerten ist. Zur Gewinnung von Gestaltungsvorschlägen wird geprüft, inwieweit Wissensentdeckung auch in anonymisierten oder pseudonoymisierten Datenbeständen erfolgreich durchgeführt und wie durch technische und organisatorische Maßnahmen die Transparenz und Akzeptanz von Recommender-Systemen gewährleistet werden kann. 

Um den Benutzer situativ und auf einem angemessenen Abstraktionsniveau mit Informationen versorgen zu können, ist es erforderlich, seinen momentanen Zustand abzuschätzen (z.B. informatorische und motorische Beanspruchung) und daraus seine Bedürfnisse und Interaktionsmöglichkeiten abzuleiten. Dies kann auf der Analyse des Benutzerverhaltens basieren oder sich über eine zusätzliche Sensorik erfassen lassen (z.B. Blickbewegungsmessung und Herzfrequenz für die oben genannten Beanspruchungsarten).

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr. rer. nat. Gerd Stumme

Die Fähigkeit zur Selbst-Adaption wird ein prägendes Merkmal zukünftiger Software des UC sein: Anwendungen, Dienste und Systemsoftware passen sich automatisch an, um dem Benutzer in jeder Situation den optimalen Dienst zu bieten. Im Teilprojekt T3 werden offene Fragen der Adaptionsentscheidung und Steuerung der Adaption erforscht, bei denen nicht-funktionale Aspekte Berücksichtigung finden, die bisher in diesem Zusammenhang noch nicht untersucht wurden. Die Adaption stellt sich somit als mehrdimensionales Optimierungsproblem dar, das auf den aufbereiteten Informationen aufsetzt, die vom Kontextmanagement (T1) und der Wissensentdeckung (T2) geliefert werden. Es ist zu untersuchen, ob die bisher in den Vorarbeiten benutzten Entscheidungsverfahren (d.h. Nutzenfunktionen) durch andere Verfahren (z.B. fallbasiertes Schließen oder regelbasierte Systeme) ersetzt werden sollten. 

Neu hinzu kommen die nicht-funktionalen Aspekte, welche in die Adaptionsentscheidung einfließen. Dazu gehören Fragen der Mensch-Maschine Schnittstelle. Der Benutzer muss beispielsweise das Verhalten des Systems gemäß seiner aktuellen Benutzerpräferenzen beeinflussen können. Auch ist darauf zu achten, dass ergonomische Grundregeln eingehalten werden und die Adaptionen den Benutzer nicht überfordern oder verwirren. Interagiert ein Benutzer in unterschiedlichen Kontexten mit einem System, sollte dies nicht zu einem erhöhten Lernaufwand bezüglich der Benutzungsschnittstelle führen. Aus ergonomischer Sicht ist daher zu untersuchen, wie eine konsistente Schnittstelle gewährleistet werden kann, die erwartungskonform an bereits vorhandenes Erfahrungswissen bei der Benutzung anknüpft. Die Erfüllung dieser Anforderung wird mit Methoden des Usability Engineerings evaluiert. Die Adaption berührt dann auch Fragen des Vertrauens in das System: Wie wird dem Benutzer bewusst gemacht, dass sich das System in seinem Sinne adaptiert? Wie durchschaubar sind die Vorgänge? Wie robust arbeitet das anpassungsfähige System? 

Adaption generiert in der Rechtswissenschaft vielfältige Fragestellungen, die sich in ganz unterschiedlichen Rechtsbeziehungen auswirken können. Vorrangig geht es um die Sicherung der Verbindlichkeit und Nachweisbarkeit rechtserheblicher Handlungen und Erklärungen. Gestaltungslösungen werden für folgende Fragestellungen erarbeitet: Bis zu welchem Grad und in welcher Form muss die Transparenz von Adaptionsentscheidungen adaptiver Systeme gewährleistet sein? Kann die Entwicklung entsprechender rechtlicher Regeln (und die wirksame Kontrolle ihrer Einhaltung) das Vertrauen der Benutzer in die entsprechenden Systeme – und damit die zu erwartende Akzeptanz – steigern? Wie kann der Zustand eines adaptiven Systems, der sich kontinuierlich und anlassbezogen verändert, für einen bestimmten Zeitpunkt beweissicher dokumentiert werden?


Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr. Kurt Geihs

Bei der Entwicklung von Methoden zur Gestaltung von ubiquitären Systemen ist die IT-Sicherheit ein maßgeblicher Faktor für die allgemeine Akzeptanz und die rechtliche Vertretbarkeit solcher komplexer Systeme. Im Rahmen des neuen Teilprojektes T4 sollen daher Methoden und Mechanismen zur sicheren Gestaltung von ubiquitären Systemen untersucht und interdisziplinäre Herangehensweisen erarbeitet werden. 

IT-Sicherheit stellt im Rahmen dieser interdisziplinären Forschung ein Querschnittsthema dar. Während die IT-Sicherheit im Allgemeinen als Informatikdisziplin betrachtet wird, spielen für ihren konkreten Einsatz im Alltag, insbesondere in ubiquitären Systemen, die Nichtinformatikdisziplinen eine große Rolle. So wird z.B. durch die juristischen Vorgaben der grundlegende rechtliche Rahmen definiert. Dieser kann z.T. mit Hilfe von Sicherheitsmechanismen umgesetzt werden. Dabei ist zu unterscheiden, ob die eingesetzten Mechanismen den Rahmen erzwingen sollen oder ob nur Verletzungen der rechtlichen Grundlagen erkannt und die Urheber identifiziert werden sollen. Für die verschiedenen rechtlichen Anforderungen (z.B. Zweckgebundenheit, Löschpflicht etc.) sollen verschiedene Sicherheitsmechanismen, entwickelt werden. 

Auch bei der Untersuchung des Vertrauens der Nutzer in die eingesetzte Software spielt die IT-Sicherheit eine wichtige Rolle. Bisherige Ergebnisse haben gezeigt, dass ein höheres Vertrauen erreicht werden kann, wenn der Nutzer über die eingesetzten Sicherheitsmechanismen informiert ist. Darüber hinaus ist eine weitere Steigerung des Vertrauens zu erwarten, wenn der Nutzer zusätzlich die prinzipielle Funktionsweise der Sicherheitsmechanismen versteht. Daher sollen im Rahmen der restlichen Projektlaufzeit Möglichkeiten zur Steigerung des Sicherheitsbewusstseins untersucht werden. Hier kann auf die visuelle Vermittlung von unterschiedlichen Sicherheitsmechanismen, wie sie in der vom TP-Leiter mitentwickelten Software CrypTool 2.0 umgesetzt wird, aufgesetzt werden. 

Der Aspekt der Gebrauchstauglichkeit steht meist orthogonal zu den verwendeten Sicherheitsmechanismen. Um IT-Sicherheit zu gewährleisten (um damit den rechtlichen Grundlagen gerecht zu werden bzw. das Vertrauen in die Software zu steigern) müssen i.d.R. zusätzliche Schritte vom Nutzer durchgeführt werden. Dies wird sehr häufig als störend empfunden, da der unmittelbare Nutzen nicht sichtbar ist. So sind Mechanismen zu untersuchen, welche den Zusatzaufwand auf ein Minimum (idealerweise auf Null, wenn z.B. die Software den Nutzer eindeutig mit Hilfe von Sensorik identifizieren kann) reduziert. In Situationen, in denen es nicht möglich ist den Aufwand zu reduzieren, muss untersucht werden, wie der Nutzen des Zusatzaufwandes auch dem Nutzer vermittelt werden kann. 

Neben der Untersuchung von geeigneten Sicherheitsmechanismen für die verschiedenen o.g. Aspekte wird ein quantitatives Qualitätsmaß für die Güte der eingesetzten Sicherheitsmechanismen benötigt (z.B. um dem Nutzer den Sicherheitsgrad zu vermitteln). Daher sollen adequate Metriken für die Erfassung der Güte von Sicherheitsmechanismen in ubiquitären Systemen entwickelt werden.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr. Arno Wacker

Der Unterbereich Gestaltungsaspekte 2 besteht ebenfalls aus drei Teilprojekten. Sie bearbeiten drei wichtige Aspekte sozialer Gestaltung, die Erfolgsfaktoren für die Realisierung der informatischen Lösungen sind. Ihre Zielsetzung ist es, mögliche Anwendungen, die auf den drei in Unterbereich Gestaltungsaspekte 1 untersuchten Basistechnologien beruhen, zu untersuchen und übergreifende Lösungsvorschläge zur Gestaltung ihrer Technik und ihrer Rahmenbedingungen zu entwickeln.

Durch den unterschiedlichen Blickwinkel der drei nicht-technischen Disziplinen ist nicht ausgeschlossen, dass sie teilweise widersprüchliche Gestaltungsvorschläge hervorbringen. Ihre Bewertung und Abwägung sowie die Suche nach ihrer praktischen Konkordanz ist Aufgabe des Arbeitskreises Koordination.

Ziel des Teilprojekts S1 ist es, aufgaben- und benutzungsgerechte Mensch-Maschine-Schnittstellen bei situativen ubiquitären Systemen zu gewährleisten. Anders als in der klassischen Mensch-Computer-Interaktion erfolgt die Interaktion nicht nur mit expliziten Kommandos über Tastatur, Zeigegerät und Feedback an einem Bildschirm, sondern über spezialisierte Schnittstellen, bei denen auch passive Objekte eine implizite Interaktion auslösen können, was dem Nutzer möglicherweise nicht unmittelbar offensichtlich ist. Auch die Adaptivität ist für den Benutzer u.U. gewöhnungs- und erklärungsbedürftig. 

Die neuen ergonomischen Anforderungen an die Benutzungsschnittstellengestaltung erfordern die Analyse, Gestaltung und Evaluation-möglichst gebrauchstauglicher Systeme für heterogene Benutzergruppen auch ohne technischen Hintergrund. 

In einem modellbasierten anthropozentrischen Ansatz werden in diesem Teilprojekt die drei Bereiche Aufgaben, menschliche Einflussfaktoren (Human Factors) und Umgebungsbedingungen integriert betrachtet. Bei den zu erfüllenden Aufgaben werden zunächst Sachprobleme und mögliche Lösungswege (z.B. individuell vs. kooperativ) und technischer Unterstützungsbedarf in Kooperation mit den T-Projekten erhoben und abgebildet, um dann daraus auf einer abstrakten Stufe mögliche Informationsbedarfe und Handlungen abzuschätzen und im dritten Schritt das Sachproblem mit der Interaktionsaufgabe abzustimmen. Damit soll die aufgabenbezogene Utilität der technischen Systeme sichergestellt werden. 

Bei den menschlichen Einflussfaktoren soll als zentrales Ergebnis dieses Teilprojekts ein Benutzermodell für ubiquitäre Systeme entwickelt werden, das interpersonellen Unterschieden (z.B. durch Altersdifferenzierung) und intrapersoneller Variabilität (z.B. durch unterschiedliche Erfahrungen des Benutzers mit dem System) Rechnung trägt. Dazu werden Kategorien und Wertebereiche perzeptiver, kognitiver und motorischer Fähigkeiten für die Interaktion abgeleitet, Wissen, Erfahrung und Gewohnheiten des Benutzers im Modell aufgegriffen und im Sinne des arbeitswissenschaftlichen Belastungs-Beanspruchungskonzepts der Benutzerzustand (z.B. physisch, kognitiv, emotional) integriert. 

Hinsichtlich der Umgebungsbedingungen sind für die Ergonomie die physikalischen Faktoren (wie Lärm, Licht, Temperatur) zu modellieren und für die Interaktion zu berücksichtigen (z.B. welche menschliche Modalität wird in welchem situativen Kontext angesprochen). Zu den Umgebungsbedingungen zählen aber auch die vorhandene technische Infrastruktur (z.B. Daten- und Sensornetz, Energieversorgung) und die Lokation von Geräten und Personen. 

Analyse und anthropozentrische Modellierung, prototypische Umsetzung und experimentelle Untersuchung der beschriebenen Aspekte sollen letztlich als Gesamtergebnis des Teilprojekts S1 empirisch abgesicherte Gestaltungsregeln für die Benutzungsschnittstellen und die Interaktion mit situativen ubiquitären Systemen liefern, so dass diese aufgabenangemessen und für den individuellen Benutzer ergonomisch und gebrauchstauglich sind.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt

Vertrauensbildung ist von entscheidender Bedeutung für die Akzeptanz und somit den wirtschaftlichen Erfolg von situativen ubiquitären Systemen. Die Erhebung und Speicherung der für technische Wissensentdeckung benötigten Daten, der automatisch erfasste Kontext sowie sich unsichtbar und automatisch anpassende Systeme sind für den Benutzer neuartig und daher unter Umständen verunsichernd. Aus diesem Grund müssen bei der Entwicklung von situativen ubiquitären Systemen von Anfang an vertrauensunterstützende Komponenten zur späteren Akzeptanzförderung in die Technikgestaltung miteinbezogen werden und entsprechende Methoden, Modelle und Konzepte zu deren Gestaltung entwickelt werden. 

Im Teilprojekt S2 wird hierfür ein Theory-Driven-Design-Ansatz nach Briggs gewählt. In der ersten Phase des Teilprojektes werden zentrale Ursache-Wirkungs-Mechanismen für die Vertrauensbildung in ubiquitär vernetzten Systemen erforscht, die auch auf die  entsprechenden Mechanismen und Konzepte zur Gestaltung von Geschäfts-, Service- und Betreibermodellen eingehen. 

Zuerst werden auf Basis explorativer Analysen Determinanten der Vertrauensbildung in Austauschbeziehungen in situativen ubiquitären Systemen identifiziert und ihre Abhängigkeiten modelliert. 

In einer zweiten Phase werden diese Modelle empirisch getestet. In der dritten Phase des Teilprojektes werden aus den erforschten Hypothesen Konzepte, Modelle und Methoden zur Entwicklung vertrauensunterstützender Komponenten entwickelt und konkrete Gestaltungsrichtlinien für ubiquitär vernetzte Systeme erarbeitet. Im Rahmen der Demonstra¬toren von VENUS wird evaluiert, ob sie sinnvoll umgesetzt und implementiert sind und ob die entwickelten vertrauensunterstützenden Komponenten auch tatsächlich zur Vertrauensbildung geführt haben. 

Der Ansatz, direkt aus empirisch erprobten Theorien zur Vertrauensbildung Gestaltungsoptionen und Entwurfsricht­linien für Vertrauen in selbst-adaptiven UC-Systemen abzuleiten und empirisch zu testen, führt zu weitergehenden Forschungsfragen:

• Wie verändern sich Vertrauens-beziehungen und der Vertrauens-bildungsprozess bei sich wandelndem Kontext, wenn der Großteil der Interaktionen automatisiert und im Hintergrund abläuft, die dem Benutzer als Vertrauensgeber nicht mehr direkt zugänglich sind?
• Ist Vertrauen ein konstantes Phänomen oder kann es „gewartet“ werden?
• Wie können vertrauensunterstützende Komponenten für spezifische ubiquitäre Anwendungen entwickelt werden? 
• Wie kann dies in die Entwicklung von ubiquitären Systemen integriert werden?
• Können verallgemeinerbare Patterns für die Vertrauensunterstützung von ubiquitären Systemen abgeleitet werden?
• Was sind mögliche Auswirkungen auf Geschäftsmodelle und Prozesse?
• Wie unterscheidet sich das Vertrauensverhältnis zum Service Provider (oder mehreren) von den  Vertrauens-verhältnissen zu anderen Endbenutzern?
• Was sind mögliche Auswirkungen auf Geschäftsmodelle und Prozesse?

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr. oec. Jan Mar­co Lei­meis­ter

In Teilprojekt S3 werden vier Kontext, Wissensentdeckung und Adaption übergreifende Fragen rechtswissenschaftlicher Technikgestaltung des UC bearbeitet: 

Der Zusammenhang zwischen Selbstbestimmung, Willensfreiheit und Transparenz wird in allen drei informationstechnischen Themenbereichen virulent. Der Schutz der Autonomie ist sowohl für die Persönlichkeitsentwicklung des Individuums als auch für eine soziale Vernetzung innerhalb einer freien Kommunikations- und Gesellschaftsordnung unabdingbare Voraussetzung. Selbstbestimmung setzt Willensfreiheit voraus, die bisher in den rechtlichen Instituten der Einwilligung, Willenserklärung und Vertragsfreiheit zum Ausdruck gebracht wird. Diese drei erfordern wiederum Transparenz über die wesentlichen Entscheidungsgrundlagen. Die Untersuchung wird in mehreren Schritten erfolgen. Zunächst müssen die grundsätzlichen Herausforderungen für die rechtlichen Schutzkonzepte der Selbstbestimmung erarbeitet werden. Anschließend werden die bestehenden Datenschutzkonzepte für die Bedingungen unmerklicher und selbsttätiger technischer Assistenz technikadäquat fortentwickelt, um schließlich aus den fortentwickelten Konzepten Anforderungen an die Technik des UC abzuleiten. 

Wichtige rechtliche Prinzipien des Datenschutzes sind unter den Bedingungen situativer ubiquitärer Systeme kaum noch durchsetzbar. Will man nicht zwischen der Skylla des Verbots dieser Systeme und der Charybdis der Kapitulation des Rechts enden, bleibt nur, die rechtlichen Grundsätze des Datenschutzrechts technikadäquat fortzuentwickeln. Hierfür wird untersucht, welche rechtlichen Anreize möglich sind, um datenschutzrechtliche Regeln in die Technik zu integrieren. Um zu verhindern, dass viele Daten gesammelt werden, die bei ihrer Erhebung keinen Personenbezug aufweisen, dieser aber nachträglich – ohne Schutzmaßnahmen – für alle Daten auf einmal hergestellt werden kann, werden Vorsorgeregeln entwickelt, die sich durch Verhalten oder Technik umsetzen lassen. Außerdem werden Konzepte für eine technikadäquate Fortentwicklung institutioneller Datenschutzkontrolle untersucht. Schließlich wird geprüft, ob und wie Privatpersonen stärker in datenschutzrechtliche Pflichten, etwa hinsichtlich der Anforderungen an die Datensicherheit, einbezogen werden müssen und können. 

Zukünftige Systeme werden nur rechtlich akzeptabel sein – und nur von den Benutzern akzeptiert werden, wenn in den wenigen, aber entscheidenden Fällen eines eingetretenen oder drohenden Schadens die Verantwortung geklärt ist. Untersucht werden Anforderungen an die Technik, die die Nachvollziehbarkeit konkreter Systemzustände zu einem gegebenen Zeitpunkt sicherstellt, sowie die Eignung technischer Konzepte und Instrumente für diesen Zweck. Weiter wird analysiert und bewertet, welche Beweiseignung und welcher Beweiswert den so gestalteten Techniksystemen zukommt. Schließlich wird geprüft, inwieweit Handlungen und Erklärungen Personen zugerechnet werden können, wenn sie von adaptiven Systemen generiert werden, und wer die Haftung für zumindest teilweise autonom agierende Systeme trägt. 

Das vom Bundesverfassungsgericht im Frühjahr 2008 neu entwickelte „Grundrecht auf Vertraulichkeit und Integrität informationstechnischer Systeme“ wird in Zukunft neben dem Recht auf informationelle Selbstbestimmung entscheidend die verfassungsrechtliche Bewertung technischer Systeme bestimmen. Diese Entscheidung gibt Anlass für weitere wissenschaftliche Untersuchungen. Insbesondere wird die über die konkreten Aussagen des Gerichts zur Online- Durchsuchung hinausgehende Bedeutung des neuen Grundrechts für UC (im öffentlichen Recht und im Privatrecht) herausgearbeitet. Aus dem neuen Grundrecht werden sodann Anforderungen an die Technikgestaltung abgeleitet. Schließlich wird untersucht, inwieweit gesetzliche Konkretisierungen der Anforderungen des Grundrechts notwendig sind – wie sie für die informationelle Selbstbestimmung durch das Datenschutzrecht umgesetzt worden sind.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr. jur. Alex­an­der Roß­na­gel

VENUS entwickelt im Arbeitsbereich 2 eine Kasseler Methodik zur interdisziplinären Gestaltung von Techniksystemen des UC. Trotz aller Bekenntnisse zur interdisziplinären Kooperation in der Technikgestaltung sind die Probleme der disziplineigenen Begriffswelten und Sprachen, der zeitlichen Synchronisation der domänenspezifischen Beiträge, fehlender Brückenkonzepte und mangelnder gemeinsamer Theorien und Methoden noch immer ungelöst. Diese Probleme werden in VENUS aufgenommen und es werden zumindest für die Gestaltung von UC-Anwendungen Lösungen erarbeitet. Möglichkeiten weitergehender Verallgemeinerung werden deutlich gemacht. Angesichts der Größe des Aufgabenbereichs ist es praktisch ausgeschlossen, dass VENUS bereits alle anstehenden Fragen in allgemeiner Form löst. Die Arbeiten von VENUS sollen daher Grundlage eines anschließenden DFG-Sonderforschungsbereichs sein, der die Ergebnisse von VENUS stabilisiert, erweitert und verallgemeinert. 

Die Forschung im Arbeitsbereich 2 kann auf geeigneten theoretischen Grundlagen wie der Theorie der Einbettung (Giddens), der rechtswissenschaftlichen Technikfolgenforschung (Roßnagel) und der Systematik einer ergonomischen Systemgestaltung aufbauen. Sie beruht vor allem darauf, die bereits von den Mitgliedern des ITeG entwickelten Ansätze zur interdisziplinären Kooperation in der Technikgestaltung zu einer gemeinsamen Methodik zu integrieren. Sie stützt sich dabei auf die in den unterschiedlichen Disziplinen verfügbaren methodischen Ansätze: 

• Requirements Engineering (RE),
• Modellgetriebene Software-Entwicklung, 
• Konkretisierung rechtlicher Anforderungen (KORA) (entwickelt von Roßnagel), 
• Simulationsstudien im juristischen Umfeld (entwickelt von Roßnagel), 
• Benutzer-orientierte Gestaltung interaktiver Systeme (DIN EN ISO 13407), 
• Ergonomie der Mensch-System-Interaktion (DIN EN ISO 9241) 

Die Vernetzung der disziplineigenen Vorgehensweisen zu einer gemeinsamen Gestaltungsmethodik soll aufbauend auf den bisherigen methodischen Vorarbeiten im ITeG gemäß der in Kapitel 1 genannten methodischen Richtlinie erfolgen. Sie gliedert sich in die Schritte Analyse, Design, Implementierung, Evaluierung und Synthese, wobei diese Reihung keineswegs einen linearen Ablauf der Schritte suggerieren soll. Welches Ablaufmodell für die neue Kasseler Methodik adäquat ist, wird ein Ergebnis der Forschungsarbeiten sein. 

Für diese Schritte sind gemeinsame theoretische Grundlagen und methodische Konzepte zu entwerfen, die zusammengenommen die Kasseler Methodik begründen und als Grundlage dienen sollen, ein gemeinsames Labor für sozialverträgliche Technikgestaltung zu entwickeln. Die Methodik ist Gegenstand der vier Teilprojekte des Arbeitsbereichs 2, während sich Arbeitsbereich 3 dem Labor widmet. Die Teilprojekte im Arbeitsbereich 2 fokussieren und integrieren dabei die methodischen Grundlagen der Technikgestaltung aus Sicht der beteiligten Disziplinen. Zusätzlich wird sich der Arbeitskreis „Entwurfsprozess“ als Querschnittsaktivität mit dem zeitlichen Ablauf der Entwurfsschritte und der zeitlichen Verschränkung der Entwurfsphasen beschäftige

Arbeitsbereich-Leiter: Prof. Dr. jur. Alex­an­der Roß­na­gel

Die Analyse des Gestaltungsbedarfs setzt voraus, dass die technischen Möglichkeiten in Form von Anwendungskonzepten so konkretisiert werden, dass ihre Anwendungen in realitätsnahen Szenarien so beschrieben werden können, dass sie auf ihre Vertrauenswirkung, ihre Rechtsverträglichkeit und ihre Benutzereignung bewertet werden können. Aus der Bewertung entsteht ein Katalog von Gestaltungsthemen. Da die an der Entwicklung beteiligten Disziplinen teilweise verschiedene Vorgehensweisen bei der Erhebung und dem Management von Anforderungen haben, ist ein struktureller und inhaltlicher Vergleich der in Literatur und Praxis eingesetzten, existierenden Methoden und Modelle zum Anforderungsmanagement und zur Analyse notwendig. Ziel ist hierbei, ein disziplinenübergreifendes Verständnis von Anforderungen und Anforderungsmanagement in Theorie und Praxis zu entwickeln und ein Metamodell zu entwickeln, das alle Anforderungen aus den Themen Recht, Vertrauen und Ergonomie insbesondere auch für situative ubiquitär vernetzte Systeme abbilden kann. Untersucht werden 

• geeignete Formen zur frühzeitigen Entwicklung und Beschreibung von Anwendungskonzepten, die technisch, wirtschaftlich, rechtlich und gesellschaftlich realistisch erscheinen, 
• geeignete Formen der partizipativen Anforderungserhebung und –analyse, 
• geeignete gemeinsame Szenarien zur Beschreibung von Einbettungsfolgen, 
• ein gemeinsamer Kriterienkatalog zur Bewertung von Chancen und Risiken einer UCAnwendung, 
• geeignete Analysen der Abhängigkeiten und Auswirkungen von Anforderungen: Anforderungen ändern sich und dies kann signifikante Auswirkungen auf den Projektverlauf haben, 
• geeignete Formen der Konfliktbewältigung: Welche Interdependenzen bestehen zwischen den Anforderungen der einzelnen Disziplinen? Wie können Konflikte frühzeitig erkannt werden und wie sieht ein geeignetes Konfliktmanagement für ein Requirements Negotiation im UC aus? 
• eine gemeinsame Form der Beschreibung der Anforderungen und Gestaltungsparameter.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr. Jan Marco Leimeister

Die Gestaltungsthemen sind in enger Kooperation zwischen den Disziplinen Informatik, Wirtschaftsinformatik, Recht und Ergonomie so zu bearbeiten, dass am Ende Vorschläge zur vertrauenswürdigen, rechtsadäquaten und nutzergerechten Gestaltung von selbst-adaptiven Anwendungssystemen für das UC vorliegen. Neben der Erstellung domänenspezifischer Modelle der Anwendung in den einzelnen Disziplinen, die als Ausgangspunkt für die Implementierung dienen, sind dabei vor allem zwei Transferleistungen zu erbringen, nämlich zum einen der Transfer von normativen Konzepten zu technischen Zielen und Vorschlägen und zum anderen zugleich die „Übersetzung“ von Bewertungen aus der Sprache der Wirtschafts-, Rechts- und Verhaltenswissenschaft in die Sprache der Informatik. 

Hierfür hat sich in vielen Forschungs- und Entwicklungsprojekten die Methode zur Konkretisierung rechtlicher Anforderungen (KORA) bewährt. Sie verfolgt das Ziel, die Divergenz zwischen sehr allgemeinen und unspezifischen rechtlichen Vorgaben und konkreten technischen Gestaltungshinweisen zu überbrücken. Sie erreicht dies in einem vierstufigen Begründungs- und Übersetzungsprozess. In einer ersten Stufe werden aus verfassungs- und einfachrechtlichen Vorgaben bezogen auf die spezifischen Chancen und Risiken der betreffenden Technik grundlegende rechtliche Anforderungen abgeleitet. Aus diesen Anforderungen können im zweiten Schritt Kriterien zur Bewertung und Gestaltung der zu betrachtenden technischen Systeme gewonnen werden, indem danach gefragt wird, welche Kriterien diese Techniksysteme erfüllen müssen, um die im ersten Schritt definierten Anforderungen zu erfüllen. Während Anforderungen und Kriterien in der Sprache des Rechts beschrieben werden, erfolgen die Schritte drei und vier in der Sprache der Technik. Im dritten Schritt werden zusammen mit Informatikern diese rechtliche Anforderungen und Kriterien zu Gestaltungszielen konkretisiert, indem von der Technik her nach den Elementarfunktionen gefragt wird, die die Leistungsmerkmale des Techniksystems erfüllen müssen, um kriteriengerecht zu sein. Schließlich werden in einem letzten Schritt exemplarische technische und organisatorische Gestaltungsvorschläge abgeleitet, die diese technischen Ziele erfüllen. 

KORA bietet eine strukturierte Vorgehensweise, um für jeden nachvollziehbar und daher auch für alle diskutierbar von allgemeinen normativen Vorgaben zu umsetzbaren Gestaltungsvorschlägen zu gelangen. Sie kann dadurch als gemeinsames  Brückenkonzept zwischen den Disziplinen der Informatik und der Rechtswissenschaft wie auch in anderen Disziplinen angewendet werden und soll in VENUS die methodische Lücke zwischen den normativen Anforder-ungen von Recht, Ergonomie und Ökonomie und der Gestaltung von Informatiksystemen schließen. 

Demzufolge wird KORA in M2 zu einer die Ansätze von Leimeister und Schmidt umfassenden „Methode zur Konkretisierung normativer Anforderungen zu technischen Gestaltungsvorschlägen“ fortentwickelt und mit den Methoden des Requirements Engineering abgeglichen. Untersucht werden 

• die Schnittstellen und die Verwebung des technischen Entwurfsprozesses mit den Konkretisierungsstufen von KORA, 
• die Verknüpfungsmöglichkeiten von KORA mit den Methoden des Requirements Engineering, 
• die Übertragbarkeit des Vorgehens auf die Konkretisierung abstrakt formulierter ergonomischer Kriterien (wie Aufgabenangemessenheit, Selbsterklärungsfähigkeit, Steuerbarkeit) und die Untersuchung der Analogie zur Methodik des benutzerzentrierten Designs, die in multidisziplinären Teams angewendet werden kann, 
• die Übertragbarkeit der Konkretisierungsstufen von KORA auf die Konkretisierung der Ziele des Rechts, der Vertrauensbildung und der Ergonomie mit besonderem Augenmerk auf der Beschreibung von Anforderungen und Kriterien, 
• die strukturellen Übereinstimmungen in diesen Zielen und deren Auswirkungen auf die Methodenbildung.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr. jur. Alex­an­der Roß­na­gel

Das Anwendungsdesign zusammen mit den Gestaltungsvorschlägen ist in eine konkrete Realisierung umzusetzen. Als methodische Unterstützung kommt hier vor allem die modellgetriebene Softwareentwicklung in Betracht, bei der eine weitgehend automatisierte Transformation der unterschiedlichen Modelle einer Anwendung durchgeführt wird. Der Antragsteller Geihs hat in den vergangenen Jahren diese Vorgehensweise mehrfach in unterschiedlichen Anwendungsszenarien mit Erfolg angewendet (mobile adaptive Systeme, Software für Fußballroboter, dienstorientierte Architekturen). 

In M3 sollen grundlegende Konzepte der automatisierten Transformation domänenspezifischer Modelle untersucht werden. Aus Zeit- und Kapazitätsgründen kann VENUS hier nicht die komplette methodische Integration leisten, sondern wird sich mit einer vorläufigen Erforschung zufrieden geben müssen. Das bedeutet auch, dass die VENUS-Demonstratoren zu einem gewissen Teil manuell erstellt, Benutzungsschnittstellen prototypisch umgesetzt werden und noch nicht die volle Implementierungsunterstützung in Form von Modelltransformationen und Werkzeugen nutzen können. Die Fortentwicklung in eine automatisierte Softwareentwicklung im Sinn der Model Driven Architecture soll intensiv in dem anschließenden SFB untersucht werden. Folglich werden in M3 untersucht: 

• die Verträglichkeit der perspektivischen Anwendungsmodelle, 
• die prinzipiellen Vorgehensweisen bei der Transformation und Integration der Anwendungsmodelle, 
• die Generierung von Testpunkten und Testfällen im Rahmen der Modellierung und Implementierung der Software.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus David

Das Ziel der interdisziplinären Technikgestaltung sind möglichst frühzeitige Gestaltungsvorschläge, um technische Sachzwänge zu vermeiden. Gelingt dies, gerät die Evaluation der Gestaltungsvorschläge allerdings in eine paradoxe Situation: Sie soll eine Technikanwendung evaluieren, die es noch gar nicht gibt. Sie benötigt eigentlich Erfahrung mit der zu gestaltenden Technik, um deren Folgen erkennen und beurteilen zu können. Dies ist aber nicht möglich, weil der Technik ihre technische und organisatorische Einbettung sowie ihre Anwendungsmöglichkeiten noch fehlen. Außerdem müssten mit der Technik Erfahrungen – wie etwa mit Technikversagen – gemacht werden, die durch entsprechende Gestaltungen gerade vermieden werden sollen. 

Einen Lösungsansatz stellt die Simulationsstudie dar, mit der dieses Dilemma durch eine realitätsnahe, aber geschützte Umgebung umgangen wird. Spätere echte Benutzer erproben Demonstra¬toren unter simulierten, aber realitätsgerechten Bedingungen anhand von spezifischen, gestaltungs- oder regelungsrelevanten Testfällen, um daraus Gestaltungsvorschläge abzuleiten.  

Simulationsstudien sind ein Instrument, um Erfahrungen in (beinahe) Echtsituationen mit technikvermittelter sozialer Vernetzung zu gewinnen. Sie können von allen Disziplinen genutzt werden, die an der Gestaltung technisch-sozialer Vernetzung arbeiten. Jede Simulationsstudie ist polivalent. Sie kann jedem Erkenntnisse vermitteln, der sie und ihre Teilnehmer beobachtet, interviewt und mit ihnen diskutiert. Bei den bisherigen Simulationsstudien haben neben Juristen und Informatikern meist auch Arbeitswissenschaftler und Psychologen sie für ihre Erkenntnisziele genutzt. In M4 ist die Methode der Simulationsstudie für die Gestaltungsziele von VENUS fortzuentwickeln. Untersucht werden hierfür konkret 

• die Nutzungsmöglichkeiten und Grenzen von Simulationsstudien für die notwendige Erfahrungsgewinnung in den einzelnen Disziplinen, 
• die Anforderungen an die Fallgestaltungen, um zu aussagekräftigen Ergebnissen zu gelangen, 
• die Anforderungen an prototypische Teilrealisierungen, z.B. von Benutzungsschnittstellen, um diese simulativ untersuchen zu können, 
• die Anforderungen an die Demonstratoren (Funktionen, Oberfläche, Vernetzung, Umgebung), 
• der Erweiterungs- oder Modifikationsbedarf, um die Evaluationsmöglichkeiten zu optimieren, 
• der Bedarf an ergänzenden Evaluationsmethoden und -schritten, 
• das Verhältnis von Simulationsstudien zu anderen Evaluationsmethoden und Methoden des Usability Engineerings wie Pilot- und Feldtest, Planspiel, Praxistest, partizipative Technikgestaltung, Computersimulation oder Gedankenexperiment und deren komparative Vor- und Nachteile.

Bezogen auf einen der Demonstratoren wird im Arbeitsbereich 3 eine Simulationsstudie vorbereitet, durchgeführt und ausgewerte.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt

VENUS hat sich zum Ziel gesetzt, sowohl konzeptionell-theoretische Grundlagen zu erarbeiten als auch die Gültigkeit und Machbarkeit der Konzepte zu demonstrieren. Gleichzeitig mit der Bearbeitung der Sachprobleme der Kontextverarbeitung, Wissensverarbeitung und Adaption im UC und der Fortentwicklung und Integration von Theorie und Methoden interdisziplinärer Technikgestaltung erfolgt in den ersten zwei Jahren der Aufbau eines Labors für interdisziplinäre Technikgestaltung. Im dritten Jahr werden in ihm Demonstratoren entwickelt sowie Labortests und Simulationsstudien durchgeführt. Dieses Labor wird in dieser Form erstmals aufgebaut und ein Aushängeschild von VENUS sein. Es integriert die bisherigen Methoden und apparativen Ausstattungen der Antragsteller zu einem gemeinsamen Experimentierfeld, in dem Wissenschaftler unterschiedlicher Disziplinen innovative Anwendungen des UC aus den Perspektiven der Technik und der Sozialverträglichkeit gestalten, implementieren, demonstrieren und evaluieren. 

Der Arbeitsbereich 3 besteht aus drei Teilprojekten. Die Vernetzung zwischen den Informatikern und den anderen Disziplinen konkretisiert sich in diesem Arbeitsbereich durch ein gemeinsames Labor. Darüber hinaus werden die Aktivitäten für diese Vernetzung personell durch die neue Juniorprofessur „Software Engineering für Ubiquituous-Computing-Anwendungen“ gestärkt. Sie unterstützt den Entwurf und die Entwicklung der Demonstratoren sowie die geplanten Untersuchungen und Experimente, welche geeignet sind, die interdisziplinären Aspekte der neuen Kasseler Methodik zu evaluieren. 

Zusätzlich sorgt der Arbeitskreis „Labor“ im Arbeitsbereich 3 für die gemeinschaftliche Planung der Laborgestaltung und eine adäquate Abstimmung der Laboraktivitäten mit den in den Arbeitsbereichen 1 und 2 erzielten Ergebnisse.

Arbeitsbereich-Leiter: Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt

Zielsetzung von L1 ist es, die räumliche, apparative und infrastrukturelle Umgebung für die mit den im Arbeitsbereich 2 entwickelten Methoden erstellten Demonstratoren zur Verfügung zu stellen und die Überprüfung der Methoden zu ermöglichen. Das Labor wird auf die Arbeiten zur Theorie und zu den Methoden der interdisziplinären Technikgestaltung gegründet (Arbeitsbereiche 1 und 2) und in seinen Funktionen und seiner Ausstattung auf deren Ergebnisse abgestimmt. Das Labor besteht aus drei Funktionsbereichen: einem Entwicklungsbereich, einem Innenbereich sowie einem Außenbereich. Die für L1 durchzuführenden Arbeitsschritte sind: 

Im Entwicklungsbereich erfolgen Entwurfs- und Implementierungs- sowie erste Testphasen für die an den Experimenten beteiligten Komponenten (Hard- und Software). Dazu werden zehn IT-Arbeitsplätzen auf Basis handelsüblicher PC-Systeme sowie Apple Maceingerichtet, die es ermöglichen für unterschiedliche Sensor/Aktorsysteme und Mobile Platformen wie iOS und Android zu entwickeln. Zur Durchführung von Simulationsaufgaben werden mehreren leistungsfähigen Rechensystemen zur Verfügung gestellt. Der Entwicklungsbereich wird zudem mit einer ausreichenden Anzahl von Sensor/Aktorsystemen ausgestattet. 

Im Innenbereich werden die von VENUS analysierten Szenarien in den Bereichen Assisted Living, Mobile Government oder Büroumfeld realisiert. Der Demonstra¬tions-bereich erfordert neuartige architek¬tuelle Konzepte zur Verwendung von UC-Techniken in Wohn- und Arbeitsräumen. Die Simulation einer typischen Wohn- und Büroumgebung inklusive UC-gestützter Konferenzen wird sowohl von stationären Arbeitsplatzrechnern wie auch von mobilen Komponenten (z.B. Laptops, Präsentationsgeräte) geprägt. Sensoren werden Kontextinformationen liefern, die bestimmte optische oder akustische Informationen (z. B. durch Kameras und Mikrofone) verarbeiten oder die Gegenwart von Personen oder Objekten in bestimmten Bereichen feststellen (etwa mittels RFID). 

Im Außenbereich werden Aktivitäten erfasst, die sich außerhalb geschlossener Räume zutragen, so etwa Anwendungen, die dem mobilen Benutzer kontextabhängige und lokationsbezogene Dienste anbieten. Diese Experimente ermöglichen, relevante Technikfolgen, wie etwa die Lokalisierung von Personen und die Erstellung von Bewegungsprofilen im Kontext von UC-Diensten zu erproben. 

Für Demonstratoren im Innen- und Außenbereich sind moderne mobile Endgeräte erforderlich. Der Einsatz in unterschiedlichen Anwendungsszenarien verlangt dabei eine möglichst flexible Konfigurierbarkeit, Modifizierbarkeit und Nutzung. Ferner müssen Softwarelizenzen in ausreichendem Maße erworben werden, wenn die Entwicklung den Einsatz spezifischer Werkzeuge erfordert.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Da­vid

Anhand von ausgewählten Demonstratoren im Labor werden die Methoden und Techniken von VENUS praktisch erprobt und demonstriert. Dazu werden sich die VENUS-Partner auf gemeinsame Anwendungsszenarien einigen, in denen die in Arbeitsbereich 1 untersuchten Basistechnologien und Gestaltungsvorschläge und die in Arbeitsbereich 2 entwickelte Methodik zur Anwendung kommen. Hier sind solche Demonstratoren von besonderem Interesse, die eine starke Benutzerinteraktion oder Fragen des Schutzes der Privatsphäre beinhalten. Ein gut passendes Beispiel sind sog. Social Awareness-Anwendungen. Hierbei geben die Benutzer einem ausgewählten Bekanntenkreis aktuelle Informationen, etwa über ihren Aufenthaltsort, ihre Tätigkeit und Stimmung. Weitere Kandidaten für Demonstratoren sind aus den auch im Projekt mik21 untersuchten Bereichen Mobile Living, Mobile Working und Mobile Government zu gewinnen. 

Im Rahmen von VENUS werden im Labor mehrere Demonstratoren entworfen und realisiert, welche die Effektivität des neuartigen interdisziplinären Entwicklungsprozesses („Kasseler Methodik“) anhand von realistischen Situationen belegen sollen. Besonderer Wert wird auf die enge Verzahnung von technischen, wirtschaftlichen und rechtlichen Belangen bereits in der Entwurfsphase gelegt, die in den bekannten Methodiken ausbleibt und häufig erst in einer späten Phase zum Tragen kommt (etwa, wenn rechtliche Bedenken erst nach der Bereitstellung einer neuen Technologie geäußert werden). 

Die detaillierte Ausgestaltung der Anwendungsszenarien ist Gegenstand der Untersuchungen in diesem Teilprojekt; grundsätzlich sind folgende Vorgaben denkbar: 

• Innenbereichsszenario: Diese betreffen das Wohnraum- oder Büroumfeld. Der Anwender nutzt Dienste, die ihn während eines typischen Tagesablaufs unterstützen. Seine Umgebung reagiert kontextabhängig auf seine Anforderungen, jedoch ohne seine Privatsphäre über das gewünschte Maß hinaus zu berühren. Während im Wohnraumszenario Bereiche der persönlichen Lebensführung Beachtung finden müssen, sind im Büroumfeld arbeitsrechtliche Aspekte relevant. 
• Außenbereichsszenario: Hier steht die Bereitstellung eines Systems von lokationsabhängigen Diensten im Vordergrund. Auch dabei sind individueller Nutzen (Gebrauch von Mehrwertdiensten wie Veranstaltungskalender, Sonderangebote, Stadtplan und Besichtigungsführer) mit rechtlichen Fragen (Bewegungsfreiheit ohne Verfolgbarkeit, Begrenzung der Profilerstellung, Vertraulichkeit der abgerufenen Informationen) und wirtschaftlichen Interessen (Unterbreitung von Angeboten, Wecken von Interesse, Wettbewerbsfragen) im Spannungsfeld zu erörtern. 

Im Teilprojekt L2 erfolgen folgende Arbeiten: 

• die Erarbeitung von zwei konkreten Szenarien in Abstimmung mit allen anderen Teilprojekten; 
• die Analyse der typischen Abläufe der Dienstnutzung eines Anwenders („Ein Tag im Leben der Frau S.“) in realen und zukünftigen Umgebungen unter Berücksichtigung der entworfenen Szenarien, 
• die Analyse der für die Unterstützung des Anwenders maßgeblichen Anwendungsfälle in den Szenarien, 
• die Analyse der funktionalen Anforderungen, Einsatzbedingungen, Chancen und Risiken der Anwendungssysteme gemäß Teilprojekt M1, 
• die Erarbeitung von Gestaltungsvorschlägen nach der in M2 erarbeiteten Methode, 
• die prototypische Implementierung der Demonstratoren unter Zuhilfenahme der Ergebnisse von M3.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr. rer. nat. Gerd Stum­me

In Teilprojekt L3 finden Funktions- und Integrationstests, Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen und Simulationsstudien statt. Es werden die in M2 entwickelten Gestaltungsvorschläge in der Weise erprobt, dass deren Realisierungen in den Demonstratoren mit Hilfe der in M4 fortentwickelten Evaluationsmethoden überprüft werden. Maßstab der Evaluierung sind die ebenfalls in M2 erarbeiteten Anforderungen an eine sozialverträgliche Technikgestaltung. Die Evaluationen finden auf drei Ebenen statt: 

• Evaluation der Technik: In Funktions- und Integrationstests der Anwendungsdemonstratoren wird die Erfüllung der funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen überprüft. 
• Evaluation der Technik-Nutzer-Beziehung: Zur Untersuchung der Gebrauchstauglichkeit durch Benutzer und Usability-Experten finden Experimente im Labor (z. B. mit Blickbewegungsanalyse, Videobeobachtung und Logfile-Registrierung) und Praxistests im Feld (z.B. mit Physio-Logging und GPS-Tracking) statt, mit denen Aufgabenangemessenheit, Effektivität und Effizienz sowie Benutzerbeanspruchung (ggf. auch im Vergleich mit Alternativlösungen) festgestellt und verbliebene Optimierungspotentiale identifiziert werden. 
• Evaluation der technikvermittelten sozialen Vernetzung: Vor allem in Simulationsstudien (siehe M4) werden die Techniknutzung im sozialen Kontakt, die Bewährung von Vertrauensmechanismen und die Veränderungen von Verwirklichungsbedingungen für Grundrechte und andere Rechtsziele untersucht. Hierzu werden künftigen echten Nutzern Erfahrungen ermöglicht, wie sie ihre Aufgaben durch Nutzung der Demonstratoren erfüllen können. An der Aufgabenstellung und der Auswertung der Erfahrungen sind alle VENUS-Partner beteiligt und nutzen diese zur Evaluation der von ihnen verantworteten Technikentwicklungen und Gestaltungsvorschläge. 

Die Erkenntnisse aus den Evaluationen fließen unmittelbar in die inhaltlichen Gestaltungsarbeiten im Arbeitsbereich 1 zurück. Durch die Erprobungen der Demonstratoren werden zugleich aber auch die in M2 entwickelten Gestaltungsmethoden und die in M4 erarbeiteten Erprobungsmethoden evaluiert. Daher werden die Erkenntnisse aus den Praxisprojekten auch zur Reflexion der Theorie und der Methoden genutzt, die im Rahmen des Labors angewendet werden sollen.

Teilprojekt-Leiter: Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt