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Mein Assistent ist eine Maschine
Die GMD hat unter dem Schlagwort "Assistenz-Computer" eine Reihe von Projekten und Prototypen vorgestellt. Fuer den Informatiker und Computer- Freak zeigen sich da faszienierende Ideen und Gedanken. Der Mensch fragt sich, ob alles sein muss, was mensch machen kann. Wurden bei diesen Projekten die Soziologen gefragt, wenn die Maschine weiter vordringt und der Mensch zuruecksteht ? Wuerden die Arbeitswissenschaftler gefragt, in wie weit der Einzug solcher Systeme die Arbeitsstrukturen in der Wissenschaft veraendern koennen ? Wurde der Psychologe und der Wissenschaftler gefragt, ob nicht gerade die "menschlichen" Fehler und der "menschliche" Gespraechspartner der Wissenschaft groessere Dienste gebracht haben, als die Exaktheit von Maschinen ? Wenn etwas zu interdisziplinaerer Wissenschaft ruft, dann sind es solche Projekte ... Red. Chalisti - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Der Assistenz-Computer - Eine neue Generation von Unterstuetzungssystemen Eine neue Arbeitsteilung zwischen Mensch und Maschine soll der Assistenz- Computer realisieren. Das Institut fuer Angewandte Informationstechnik der Gesellschaft fuer Mathematik und Datenverarbeitung mbH (GMD) hat erste Prototypen solcher Systeme entwickelt. Da der Personal Computer von heute noch nicht haelt, was sein Name verspricht, zielt der Assistenz-Computer darauf ab, langfristig Funktionen zu uebernehmen, wie sie auch ein Mensch als persoenlicher Assistent erfuellt. Der von Wissenschaftlern der GMD, der staatlichen Grossforschungseinrichtung fuer Informatik und Informationstechnik, konzipierte Assistenz-Computer soll in erster Linie, wie der Name schon sagt, dem Benutzer assistieren und nicht die Arbeit automatisieren. Das System soll mehr Aufgaben uebernehmen, als es Computer bisher tun - insbesondere solche, die fuer den Menschen laestig sind und ihm schwerfallen -, andererseits hat der Assistenz-Computer nicht das Ziel, moeglichst viele Aufgaben vollstaendig auf die Maschine zu uebertragen, also zu automatisieren. Viele Anwendungsfelder von Computern zeichnen sich dadurch aus, dass entweder die Komplexitaet oder die Erscheinungsvielfalt der zu bearbeitenden Probleme so gross ist, dass jeder Versuch, einen Automaten mit vollstaendiger Problem- loesungskompetenz zu entwickeln, scheitern muss. Benoetigt wird stattdessen eine aufeinander abgestimmte Menge von Werkzeugen, die der Mensch in einer ihm geeignet erscheinenden Weise zur Problembearbeitung kombinieren, anpassen und einsetzen kann. Vollstaendige ]berdeckung und Behandlung eines Problems durch autonome Systeme ist gerade nicht das Ziel von Assistenz-Computern. In der Assistenzmetapher kommt nicht nur die oberste Leitlinie des Vorhabens der GMD zum Ausdruck, sondern auch das Ziel, Systeme zu schaffen, deren Verhalten durch Assistenzeigenschaften gepraegt ist. Es gibt vielerlei Eigenschaften, die eine gute Assistenz auszeichnen. Von einem menschlichen Assistenten wird beispielsweise als selbstverstaendlich erwartet, dass er auf seinem Fachgebiet kompetent ist und die Grenzen seiner Kompetenz kennt, dass er ungenaue Anweisungen verarbeiten, sich an einen Auftraggeber anpassen und von ihm lernen sowie sein eigenes Verhalten und seine Vorschlaege erklaeren kann. Unterstuetzung bei der Kommunikation und Kooperation ist eine zentrale Aufgabe von Assistenten im Sekretariat. Solche Assitenzleistun- gen koennen um so gezielter erbracht werden, je besser ein Assistent seinen Klienten kennt. Mit dem Konzept des Assistenz-Compouters wollen die GMD-Wissenschaftler nicht versu- chen, eine Kopie von menschlichen Assistenten zu bauen. Vielmehr soll versucht werden, einige Eigenschaften, die fuer Assistenzfunk- tionalitaet notwendig oder nuetzlich sind, in einem maschinellen System abzubilden - ohne jeglichen Anspruch auf kognitive Adaequanz. Wenn Computer Assistenzleistungen erbringen sollen, muessen sie mit fachlichem Wissen und auch mit Wissen ueber den Benutzer ausgestattet werden koennen. Eine weitere Anforderung kommt hinzu: Systeme benoetigen auch Wissen ueber sich selbst, das heisst ueber ihr eigenes Funktionieren. Nur wenn ein System sein eigenes Verhalten beobachten und darueber reflektieren kann, ist es in der Lage, beispielsweise seine Kompetenz richtig zu bewerten und sein Verhalten zu erklaeren. An folgenden Assistenzeigenschaften, die den Assistenz-Computer charakterisieren, wird im GMD-Institut fuer Angewandte Informationstechnik gearbeitet: - Fachkompetenz: Assistenz-Computer sollen auf bestimmten Gebieten, die fuer ihre Benutzer wichtig sind, mit fachlichem Wissen ausgestattet werden koennen und in der Lage sein, auf diesen Gebieten bei der Loesung von Problemen zu unterstuetzen. - Wissen der Systeme um ihre Kompetenzgrenzen: Innerhalb ihrer Domaene sollen Assistenz-Computer ueber ihre Kompetenz und deren Grenzen Auskunft geben koennen. Der Benutzer soll im Dialog mit dem System herausfinden koennen, welche Probleme das System loesen kann, welche nicht und warum nicht. - Lernfaehigkeit und adaptives Verhalten: Assistenz-Computer sollen sowohl ihr Verhalten als auch ihre Leistungen an den individuellen Bedarf und persoenlichen Stil eines Benutzers anpassen koennen. Das System soll vom Benutzer lernen, indem es seine Arbeiten beobachtet und analysiert. - Verarbeitung ungenauer Anweisungen: Unvollstaendige, vage, mehrdeutige und auch widerspruechliche Anweisungen sollen von Assistenz-Computern auf der Basis von Wissen ueber den Benutzer und die gerade in Arbeit befindliche Aufgabe interpretiert werden koennen. - Erklaerungsfaehigkeit: Die Systeme sollen in der Lage sein, jede ihrer Aktionen, Schlussfolgerungen und Hinweise zu erlaeutern und zu begruenden, und zwar so, dass dies vom Benutzer auch verstanden werden kann. - Kooperationsunterstuetzung: Assistenz-Computer sollen nicht nur die isolierte Arbeit eines einzelnen unterstuetzen, sondern auch die Zusammen- arbeit in Teams und in Organisationen. Sie sollen helfen, arbeitsteilig organisierte Aufgaben zu koordinieren, und das fuer Kooperation und Koordination erforderliche Organisationswissen bereithalten. Im Mittelpunkt der Ausstellung standen vier Teilaspekte des Assistenz- Computers: - ASCW: Ein Assistent fuer computerunterstuetztes kooperatives Arbeiten - NUGAT: Ein Assistent fuer numerische Analyse und deren grafische Praesentation - ADAPT: Ein Assistent fuer adaptive Hilfe und Anpassung - MOBAL: Ein Assistent fuer den Aufbau und die Pflege von Wissensbasen NUGAT - Ein Assistent fuer numerische Analyse und deren grafische Praesentation Bei der Untersuchung umfangreicher statistischer Daten wird von einem menschlichen Bearbeiter detailliertes Wissen ueber die speziellen Daten, ueber die Methoden zu deren Analyse sowie zur Darstellung der Analyse- ergebnisse benoetigt. Hier wird der Bearbeiter wesentlich durch das Assistenzsystem NUGAT (Assistent fuer numerische Analyse und deren grafische Praesentation) unterstuetzt. Es enthaelt ein Analysesystem EXPLORA (wissensbasiertes System zur Interpretation von statistischen Daten), einen Grafikgenerator und einen "Beautifier", die dazu dienen, statistische Daten sinnvoll und grafisch anschaulich aufzubereiten. NUGAT ist ein Teil- vorhaben des Assistenz-Computers, der im Institut fuer Angewandte Informationstechnik der Gesellschaft fuer Mathematik und Datenverarbeitung mbH (GMD) entwickelt wird. Da der Personal Computer von heute noch nicht haelt, was sein Name verspricht, zielt der Assistenz-Computer darauf ab, langfristig Funktionen zu uebernehmen, wie sie auch ein Mensch als persoenlicher Assitent erfuellt. Anzahl und Umfang existierender Datenbanken wachsen zunehmend. Die Automation in Wirtschaft und Verwaltung erzeugt einen Datenstrom, weil auch einfache Transaktionen wie etwa die Benutzung von Telefonen, Kreditkarten, elektronischen Kassen, typischerweise erfasst werden. Medizinische Daten fuehren zu einer Explosion von Informationen, die automatisch verarbeitet werden muessen, um nuetzliches Wissen fuer medizinische Entscheidungen zu gewinnen. Offizielle Statistiken sowohl auf Regionen-, Laender- und suprana- tionaler Ebene nehmen stark zu. Datenbanken mit wissenschaftlichen Daten etwa aus der Biologie sowie insbesondere Daten, die von Satelliten geliefert werden, nehmen ueberdurchschnittlich zu. Die gespeicherten Daten verdoppeln sich zur Zeit alle 20 Monate. Weltweit gab es 1989 etwa fuenf Millionen Datenbanken. Dieses Wachstum uebersteigt bei weitem die menschlichen Moeglichkeiten, die Daten zu analysieren. Wenige dieser Daten werden je von menschlichen Augen gesehen. Um diese Datenflut zu bewaeltigen und um die Informationen, die in den Datenbestaenden enthalten sind, zu verstehen, muessen sie von Computern analysiert werden. Werkzeuge und Methoden zur intelligenten Datenanalyse muessen hierzu entwickelt werden. Diese verwenden Verfahren des maschinellen Lernens, der Statistik, der Expertensysteme und der Visualisierung. Mit ihrem Statistikinterpreter EXPLORA und ihrem Grafikgenerator will die GMD als staatliche Grossforschungseinrichtung fuer Informatik und Informations- technik dazu bei- tragen, der Datenflut Herr zu werden. Das Analysesystem EXPLORA hat das Ziel, die inhaltliche, fachliche Interpretation von statistischen Daten zu unterstuetzen. Als Expertensystem entdeckt EXPLORA Auffaelligkeiten in den vorliegenden Daten, kennt die fachlichen Zusammenhaenge des Anwendungsgebiets und besitzt Wissen ueber die Methoden, mit denen die Daten auszuwerten sind. EXPLORA bildet Hypothesen- raeume von Aussagen, die wissensbasiert und systematisch abgearbeitet werden. Dadurch werden vom System auch Ergebnisse entdeckt, die bei traditionellen Auswertungen moeglicherweise uebersehen werden. Das System ist so angelegt, dass auch subjektive Kriterien des Benutzers in die vom Computer durchzufuehrende Bewertung der abgeleiteten Informationen einfliessen muessen. Die Entdeckung und Bewertung von Befunden erfolgt ueberwiegend autonom sowie effizient und wissensbasiert. Wissen ueber das Anwendungsgebiet, aus dem die zu analysierenden Daten stammen, wird hierbei zur Steuerung, Bewertung und Aufbereitung der Entdeckungsprozesse verwendet. Autonomie des Systems bedeutet zum Beispiel, dass der Benutzer nicht lediglich eine bestimmte Hypothese formuliert und diese vom System anhand der Daten pruefen laesst. Vielmehr konstruiert das System selbstaendig Hypothesenraeume, arbeitet diese in der Regel sehr grossen Raeume effizient ab und bewertet die statistisch ueberprueften Befunde. Hieraus ergibt sich, dass es sich um implizite Befunde auf einer Makroebene handelt. So stellt das System also zum Beispiel nicht nur die 25 besten Einheiten, etwa Personen, Betriebe, zusammen, sondern charakterisiert diese Gruppe von Einheiten durch im Datensatz vorhandene Merkmale. Insbesondere werden also keine Befunde ueber einzelne Datensaetze in der Mikroebene ermittelt. Die Interessantheits-Bewertung der Hypothesen erfolgt aufgrund objektiver und subjektiver Kriterien. Ein statistisches Signifikanzkriterium bestimmt den statistischen Gehalt eines Befundes. Fuer dieses Kriterium werden strenge Bedingungen gesetzt, um Zufallsergebnisse auszuschliessen. Eine weitere Komponente der Interessantheitsbewertung ist durch das Aggregationsniveau der Aussage bestimmt. In der Regel wird eine Aussage ueber eine umfassendere Gruppe, zum Beispiel ueber die Berufstaetigen, interessanter sein als eine entsprechende Aussage fuer eine spezielle Teilgruppe, etwa die ungelernten Arbeiter. Subjektive Kriterien beruecksichtigen, dass ein interessanter Befund fuer den Benutzer moeglichst unbekannt und nuetzlich sein soll. Zur Nuetzlichkeit eines Befunds gehoert auch die Forderung nach Homogenitaet, die mit der Aggregatbildung in Einklang steht. Der Statistikinterpreter EXPLORA entdeckt interessante Befunde in Daten. Der Benutzer kann in den in textlicher Form praesentierten Befunden mit Hilfe von Navigations-Kommandos blaettern. Um das Verstaendnis der textlichen Aussagen zu verstaerken, koen- nen die Befunde auch in grafischer Form dargestellt werden. Der angeschlossene Grafikgenerator setzt die von EXPLORA er mittelten Befunde mit wissensbasierten Methoden in geeignete Grafiken um. Dazu wurden Designregeln implementiert, die fuer die Aussagekraft einer Grafik von ent- scheidender Bedeutung sind. Solche Regeln sind dem Laien oft nicht bekannt und stellen auch Fachleute gelegentlich vor Probleme. Sie beruecksichtigen die Intentionen des Benutzers und stellen einen ersten Schritt in Richtung auf ein Expertensystem fuer grafisches Design dar. Der Grafikgenerator kann auch unabhaengig vom Analyseteil benutzt werden. NUGAT enthaelt als dritten Modul einen Beautifier oder Verschoenerer, der in der Lage ist, aufgrund geometrischen Wissens aus groben Handskizzen aesthetisch ansprechende und exakte Zeichnungen zu erzeugen. Bei der Gestaltung von Grafiken muessen beispielsweise grafische Elemente aneinander ausgerichtet und auf dem zur Verfuegung stehenden Platz "richtig" verteilt werden. Je ansprechender und praeziser eine Grafik auf einem Laserdrucker ausgedruckt werden kann, um so auffallender werden Missver- haeltnisse in der Aufteilung der Grafik und kleine Ungenauigkeiten in Position und Groesse. Der Grafikdesigner kann typische Fehler einer Grafik in einer "Situationssprache" beschreiben und automatisch auffinden. Ein wissens- basiertes Kritikmodul entscheidet, welche Korrekturen in welcher Reihenfolge ausgefuehrt werden sollen, und plant die einzelnen Schritte so, dass spaetere Korrekturen vorangegangene Verbesserungen nicht wieder zerstoeren. ADAPT - Ein Assistent fuer adaptive Hilfe Eine wichtige Forderung an Assistenzsysteme ist die Moeglichkeit zur Anpassung an individuelle Verhaltensweisen und Aufgaben der Benutzer von Computern. ADAPT, der Prototyp eines Assistenten fuer Adaption und Kontext- sensitive Hilfe von Systemen demonstriert, wie intelligente Software den Benutzer bei seiner Arbeit unterstuetzen kann. Dieses System ist ein Teilvorhaben des Assistenz-Com- puters, der im Institut fuer Angewandte Informationstechnik der Gesellschaft fuer Mathematik und Datenverarbeitung mbH (GMD) entwickelt wird. Da der Personal Computer von heute noch nicht haelt, was sein Name verspricht, zielt der Assistenz-Computer darauf ab, langfristig Funktionen zu uebernehmen, wie sie auch ein Mensch als persoenlicher Assistent erfuellt. Das von Wissenschaftlern der GMD, der staatlichen Grossforschungseinrichtung fuer Informatik und Informationstechnik, konzipierte System ADAPT unterstuetzt den Benutzer unter zwei Aspekten: - es macht Verbesserungsvorschlaege fuer umstaendliche und fehlerhafte Vorgehensweisen des Benutzers, - es passt die Benutzerschnittstelle eines Computersystems an die jeweilige Aufgabe des Benutzers an. Das Hilfeangebot sollte an die jeweilige aktuelle Dialogsituation und den individuellen Benutzer angepasst sein. Die GMD hat mit ADAPT ein solches Kontext-sensitives Hilfesystem am Beispiel des Tabellenkalkulationsprogramms EXCELTM prototypisch entwickelt. Die Komponente HYPLAN (Hypermedia und Planerkennung) besteht aus zwei Moduln, einem Planerkennungsprogramm und einer interaktiv multimedialen Hilfeumgebung. Das Planerkennungsprogramm erhaelt waehrend der Nutzung von EXCEL ein kontinuierliches Eingabeprotokoll der Kommandos. Gesteuert durch eine Wissensbasis hierarchischer Handlungs- netze werden dynamische Zustandsmodelle ueber die vermutlichen Handlungsziele des Benutzers festgehalten und anhand neu eingehender Protokolldaten fort- geschrieben. Indentifizierte oder als Hypothesen aktivierte Handlungsziele werden auf Blackboards geschrieben. Bei einem Hilfeaufruf durch den Benut- zer waehlt das System aufgrund der Handlungsziele auf den Blackboards ein kontextspezifisches Hilfeangebot aus und praesentiert es als filmische Szenenfolge mit lautsprachlichen Erklaerungen. Eine wesentliche Idee dieses Hilfesystems ist, dass die im System abgebildeten Handlungsziele und Arbeitssituationen empirisch durch Beobachtung von Benutzern bei der Arbeit mit EXCEL gewonnen wurden. Durch diese Konzentration auf notorisch problematische Arbeitssituationen kann der Umfang der zu erkennenden Handlungsziele und der vorzuhaltenden Hilfeangebote erheblich reduziert werden, und dennoch kann das System bei den haeufig auftretenden Schwierigkeiten gezielt helfen. Die heutigen Moeglichkeiten der Systemadaptierung auf Initiative des Benutzers werden, wie empirische Untersuchungen gezeigt haben, bisher nicht sehr intensiv genutzt. Daraus kann man den Schlu~ ziehen, dass Benutzer besonders unterstuetzt werden muessen, um sich die Adaptierungsmoeglichkeiten er- schliessen zu koennen. Die adaptive Komponente von ADAPT fuehrt den Benutzer an die Moeglichkeiten der Adaptierung eines Systems heran. Das System protokolliert dazu die Handlungsfolgen des Benutzers, ermittelt Regelmaessig- keiten und bietet dem Benutzer einen Tip zur vereinfachenden Gestaltung des Systems mit benutzerund aufgabenspezifischen Werkzeugen an. Bei Nutzung dieser Vorschlaege erhaelt der Benutzer Tutorienangebote zur weitergehenden Systemanpassung in Eigeninitiative. Diese Leistungen sind in dem System FLEXCEL ("Flexibles EXCEL") ebenfalls prototypisch fuer die genannte Tabellenkalkulation realisiert. ASCW: Ein Assistent fuer computer-unterstuetztes kooperatives Arbeiten Aufgaben in Organisationen werden fast immer arbeitsteilig durchgefuehrt. Assistenz-Computer sollen deshalb nicht nur die isolierte Arbeit eines einzelnen unterstuetzen, sondern ihm helfen, seine Arbeit mit den Taetigkeiten anderer, etwa in einem Projektteam, zu koordinieren. Diese Systemleistung ermoeglicht ASCW (Assistent fuer computerunterstuetztes kooperatives Arbeiten) in zwei Komponenten: dem Aktivitaetsassistenten, der die eigentliche Koordinierungsunterstuetzung fuer seinen jeweiligen Benutzer erbringt, und der Organisationswissensbasis, die das Wissen ueber die Mitglieder und Strukturen der Organisation, ihre Regelungen und Ressourcen enthaelt, dies allen Benutzern verfuegbar macht und auch den organisatorischen Rahmen fuer die Koordinierung des Aktivitaets- assistenten darstellt. ASCW ist ein Teilvorhaben des Assistenz-Computers, der im Institut fuer Angewandte Informationstechnik der Gesellschaft fuer Mathematik und Datenverarbeitung mbH (GMD) entwickelt wird. Da der Personal Com- puter von heute noch nicht haelt, was sein Name verspricht, zielt der Assistenz-Computer darauf ab, langfristig Funktionen zu uebernehmen, wie sie auch ein Mensch als persoenlicher Assistent erfuellt. Der von Wissenschaftlern der GMD, der staatlichen Grossforschungseinrichtung fuer Informatik und Informationstechnik, konzipierte Aktivitaetsassistent dient der Organisation von Arbeit in kleineren Gruppen von zwei bis zehn Personen mit einem Planungshorizont von bis zu einigen Monaten. Er ist daneben auch fuer die Selbstorganisation einzelner Personen nuetzlich, indem er die individuelle Arbeits- und Terminplanung unterstuetzt. Ein nahtloser Uebergang von Selbstorganisation zu Gruppenorganisation ist moeglich. Die Leistungen des Aktivitaetsassistenten bestehen vor allem in groesserer Uebersichtlichkeit und Konsistenz bei komplexer arbeitsteiliger Gruppen- arbeit, der Dokumentation des Arbeitsfortschritts, der dynamischen Aenderbar- keit der Ablaufplanung waehrend der Ausfuehrung, der Verfuegbarkeit und dem Austausch benoetigter Unterlagen und Mitteilungen sowie individueller und gruppenbezogener Terminplanung und Terminuebersicht. Der Aktivitaetsass istent ist nicht als umfassendes System zur Verwaltung von groesseren Einheiten oder Projekten konzipiert, sondern als ein Medium zur (Selbst-) Organisation der Arbeit in Teams. Der Aktivitaetsassistent basiert auf einem Aktivitaetsmodell, das einzelne Aufgaben kennt, die zu Aktivitaeten zusammengefasst werden koennen. Die Aufgaben haben eine Reihe von Attributen wie angestrebte Resultate, benoetigte Ressourcen oder Erledigungstermin und koennen einem verantwort- lichen Akteur zugewiesen werden. Der Aktivitaetsassistent erbringt folgende Leistungen: - Unterstuetzung bei der Strukturierung und Planung von Arbeit in Gruppen (Wer macht was, mit wem, bis wann, womit?), - Verfolgung und Abwicklung arbeitsteilig organisierter Arbeit, - laufende Dokumentation des Arbeitsfortschritts, - dynamische [nderbarkeit der Arbeitsplanung waehrend der Ausfuehrung, - Verfuegbarkeit und Austausch benoetigter Materialien und Mitteilungen, - individuelle und gruppenbezogene Terminplanung und -uebersicht. Da kooperatives Arbeiten in organisatorische Rahmenbedingungen eingebettet ist, kommt der Information ueber organisatorische Strukturen und Regelungen eine wichtige Rolle zu. Eine Organisationswissensbasis fasst diese Information zusammen, verwaltet sie dezentral und stellt sie organisationsweit Benutzern und Anwendungsprogrammen zur Verfuegung. Sie enthaelt einerseits die Objekte einer Organisation wie zum Beispiel die Mitarbeiter, Organisationseinheiten, Gremien, Formulare und Dokumenttypen, andererseits die Beziehungen zwischen diesen Objekten, zum Beispiel Verantwortung, ]ber- und Unterordnung oder Zugriffsberechtigung. Die Organisationswissensbasis schafft damit eine informatorische Umgebung, in der raeumlich verteilte Gruppen besser kooperieren koennen. Die Organisationswissensbasis ist eine wichtige Voraussetzung fuer den Einsatz kooperationsunterstuetzender Systeme wie den Aktivitaetsassistenten, weil sie die Beziehung zwischen den Aktivitaeten und der sie umgebenden Organisation herstellt. Diese Information ist jedoch nicht nur fuer maschinelle Kooperationssysteme wichtig, menschliche Benutzer benoetigen sie ebenso. Ausgestattet mit einer geeigneten Benutzeroberflaeche dient die Organisationswissensbasis dem Mitarbeiter einer Organisation als eigen- staendiges Auskunftssystem. Quelle: Mitteilungen der GMD, Wijo-Liste ------------------------------------------------------------------------------ |
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