In der vorliegenden Arbeit wird die Rolle grafischer Prototypen bei der Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen untersucht. Diese grafischen Modellierungen von Gestaltungsentwürfen sollten den Aufbau mentaler Repräsentationen fördern und somit die Lösung von Gestaltungsproblemen unterstützen. Diese Annahme wird in zwei Experimenten überprüft. Die Erkenntnisse werden in die Methode zur prospektiven Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen integriert und in einer Fallstudie auf ihre Praktikabilität untersucht. Damit leistet die Arbeit einen Beitrag zur Untersuchung der Rolle von Visualisierungen in der Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen. Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen wird als partizipativer Problemlöseprozess betrachtet, der der integrierten Gestaltung sozialer und technischer Komponenten von Mensch-Maschine-Systemen dient. Zur Unterstützung der Gestaltung wird der Einsatz von Prototypen, Modellierungen der Gestaltungsproblemen und -entwürfen, diskutiert. In aktuellen Methoden zur Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen kommen unterschiedliche Prototypen zur Unterstützung der Gestaltungsaktivitäten Entwerfen (Konstruktion von Prototypen) und Evaluation (Kommunikation durch die Elaboration von Prototypen) zum Einsatz. Sowohl die Konstruktion als auch die Elaboration von Prototypen sollte den Aufbau mentaler Repräsentationen fördern (Neyer, Doll & Moeslein, 2008; Sachse, Hacker & Leinert, 1999; Smith & Browne, 1993). Dieser Aufbau mentaler Repräsentationen stellt eine zentrale Funktion von Prototypen dar, da angemessene Repräsentationen des Gestaltungsgegenstands als Voraussetzung für gute Gestaltung und für die Evaluation durch Beteiligte angesehen werden (Eason, Harker & Olphert, 1996; Novick & Hmelo, 1994; Sachse & Hacker, 1997). Welche Form von Prototypen dafür besser geeignet ist, wurde bislang nicht empirisch geprüft. Die Hauptfragestellungen dieser Arbeit beziehen sich auf den Effekt der Konstruktion von Prototypen sowie die Effekte der Konstruktion und Elaboration grafischer im Vergleich zu narrativen Prototypen auf mentale Repräsentationen. Diesen Fragestellungen wird in zwei Experimenten und einer Fallstudie im Anwendungsbereich der Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen nachgegangen. In dem ersten Experiment wurde die Unterstützung der Entwurfsphase, d.h. der Aufbau mentaler Repräsentationen durch die Konstruktion von Prototypen untersucht. Probanden konstruierten grafische oder narrative Prototypen eines Mensch-Maschine-Systems (Experimentalgruppen) oder rezipierten Informationen zum Mensch- Maschine-System (Kontrollgruppe). Die Konstruktion von Prototypen führte zu besseren mentalen Repräsentationen des Problemraums. Die Form der Prototypen beeinflusste die Güte der mentalen Repräsentationen nicht, jedoch wurde die grafische Modellierungsnotation besser bewertet. Im zweiten Experiment wurde die Funktion von grafischen und narrativen Prototypen für die Kommunikation von Gestaltungsvisionen untersucht. Die Fragestellung war, wie sich die Elaboration grafischer oder narrativer Prototypen auf die mentalen Repräsentationen, die zur Elaboration benötigte Zeit sowie die Bewertung der Modellierungsnotation auswirkt. Mit grafischen Prototypen konnten in kürzerer Zeit mentale Repräsentationen des Problemraums aufgebaut werden, die mehr Elemente enthielten als die narrativer Prototypen. Zudem wurden grafische Prototypen erneut besser bewertet. Darüber hinaus wurde die Funktion grafischer Prototypen in einer Fallstudie erprobt. Die Methode zur prospektiven Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen (Hamborg, Schulze & Sendfeld, 2007) wurde in dieser Arbeit weiterentwickelt und zur Einführung von Standardsoftware eingesetzt. Grafische Prototypen kamen in Kombination mit Gestaltungsheuristiken sowohl in der Entwurfs- als auch der Evaluationsphase zum Einsatz. Es zeigte sich, dass die Methode durchführbar und praktikabel ist und die Gestaltung unterstützt. Grafische Prototypen wurden dabei als verständlich und nützlich bewertet. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der Untersuchungen, dass grafische Prototypen das Entwerfen und die Kommunikation von Gestaltungsentwürfen unterstützen, indem sie zum Aufbau mentaler Repräsentationen des Problemraums beitragen. Der Einsatz grafischer Prototypen erlaubt es z.B., die Folgen von Technologie- Einführungen im Vorfeld berücksichtigen zu können. Damit hat diese Arbeit über den reinen Erkenntnisgewinn hinaus einen praktischen Nutzen bei der Verbesserung der methodischen Unterstützung der Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen. In weiteren Untersuchungen sollten die vermuteten Effekte von Prototyping auf die Gestaltungsgüte empirisch adressiert werden und die gewonnenen Erkenntnisse in quasiexperimentellen Studien repliziert werden.

In this thesis, the central interest is to better understand how participatory methods applied during participatory processes in natural resources management can serve as nuclei for social learning. Thereby, the main focus is on learning via interaction in groups. My approach begins with the aim of developing an analytical framework which reflects the main processes that are effective within participatory methods. The framework presents an analytical tool, including proposed methods to monitor and compare the results of participatory approaches with respect to social learning. Building upon this framework, I develop an agent-based model to simulate and explore group dynamics. This model is intended to support a theoretical exploration of whether or not and if so, at what stage, personal views of a problem evolve into a shared understanding of a problem (which can be seen as a key element of social learning), and an assessment of how individual mental models and group properties relate to each other. Results of the model are interpreted to offer suggestions about factors hindering or fostering social learning during the application of participatory methods.

As artificial intelligence becomes more widespread, the need forexplanations on how the technology actually works increases.Previous research in the area has mainly focused on studyingexplanations for technologists and domain experts. Moreover, theuser's need for information is rarely accounted for. The purpose ofthis study is to examine which information needs lay users have indealing with the systems that employ artificial intelligence thatsurround them in their daily lives. In order to achieve the purpose ofthe study, as well as building on results from previous research,Netflix was chosen as the object of study. A qualitative study usingsemi-structured interviews was conducted. The research materialwas later analyzed, using thematic analysis. The results show thatthe users’ mental model, and the lack of information from Netflix,affected the users’ information needs. All participants expressedthat the information provided by Netflix was insufficient and thatthey wanted more information. / I takt med at kunstig intelligens blir tatt i bruk av stadig fleresystemer, øker behovet for forklaringer om hvordan teknologienfungerer. Tidligere forskning innen området har hovedsakeligfokusert på å studere forklaringer for teknologer ogdomeneeksperter. Brukernes faktiske informasjonsbehov gjøressjelden rede for. Hensikten med denne studien er å undersøkeinformasjonsbehovet lekbrukere har i møte med de systemer somomgir dem i dagliglivet, som benytter seg av kunstig intelligens. Forå oppnå hensikten med studien, samt å ta hensyn til forslag fratidligere forskning, ble Netflix valgt som studieobjekt. Det blegjennomført en kvalitativ studie med semistrukturerte intervjuer.Materialet som ble samlet inn ble analysert ved hjelp av tematiskanalyse. Resultatet viser at brukerens mentale modell ogmanglende informasjon fra Netflix påvirket deresinformasjonsbehov. Alle deltakerne uttrykte at informasjonen fraNetflix var mangelfull, samt at de ønsket mer informasjon.

La presente tesi teorica propone il MOPC index per misurare quanto i manager abbiano generato una comunità multinazionale di gestione aperta di un generico processo considerando congiuntamente l’affiliazione, la connettività interna, la forza e la multinazionalità. A tal fine ho impiegato il SAOM-Behavior valutando la collaborazione internazionale di processo ed annessa propensione come variabili multiple i cui valori e co-evoluzione dipendono dalla co-influenza tra le collaborazioni internazionali fasiche, tra le medesime e le rispettive propensioni fasiche e tra queste ultime. L’intensità relazionale dipende dal modello mentale condiviso, generatosi a livello di team internazionale, su una certa fase del processo mentre la propensione è funzione dell’orientamento e dell’attitudine alla collaborazione internazionale fasica. Il MOPC index è stato applicato alla comunità multinazionale di innovazione aperta e di gestione aperta introducendo due indici teorici: MOIC index e MOMC index. Infine ho teorizzato la catena del valore del manager (MVC) impiegando il processo innovativo e gestionale; considerando le collaborazioni internazionali sui due processi con annesse propensioni, si ho analizzato la collaborazione internazionale sulla MVC, la relativa propensione e la loro co-evoluzione. Cosi facendo, ho introdotto il MMC index per misurare la comunità multinazionale manageriale e, mediante questo, la multinazionalizzazione d’impresa da una prospettiva relazionale manageriale. / This thesis presents the theoretical MOPC index to measure how much the managers generate a multinational open process community by considering the affiliation, the internal connectivity, the strenghtness and the multinationality. I employed the SAOM-Behavior by evaluating the international process collaboration and the respective propensity as multiple variables whose value and co-evolution depend on the co-influence between the international collaborations phasic, between the same and the respective propensities phasic and between them. The intensity of these relationships depends on the International phasic team mental model sharing (TMMS) while the propensity’s one depends on the orientation and the attitude. Then the MOPC index has been applied to measure the multinational open innovation community and the multinational open management community by introducing the MOIC index and the MOMC index. Finally, I introduced the managerial value chain (MVC) as composed of the innovative and the management process. By integrating the international collaborations related to the two processes and their propensities It’s possible to measure the international MVC collaboration, the correlated propensity and their co-evolution. In doing so, I introduced the MMC index to determine the multinational managerial community’s degree and use it to evaluate the firm’s multinationalization by a managerial relational perspective.

The Civil Air Navigation Services Organisation, the International Federation of Air Traffic Control Associations, the International Air Transport Association and the Civil Air Navigation Services Organisation agree that professionals in the Air Navigation Services Provider Sector require successful organisational leadership to facilitate and manage transformation within the highly regulated Air Navigation Services Provider Sector. Detailed organisational leadership requirements and associated leadership training and development needs are, however, not specified by the Civil Air Navigation Services Organisation. An opportunity therefore existed to investigate leadership traits and behaviours within a specific context. This research project is contextualised within a safety-conscious, highly regulated and technology-driven industry (the South African Aviation Industry), a safety-critical sector (Air Navigation Services) and specifically the Air Traffic and Navigation Services Company. It was found that little academic research has been done to address the role of followers in the leadership process and to determine what followers expect and require from their leaders. The research problem statement, in response to this research necessity, is: “How can follower experiences and expectations of leadership behaviours in a safety-critical commercial environment be collected, analysed, understood, structured and utilised to aid leadership development?” An ethnographic research case study approach allowed the researcher to investigate the multifarious phenomena that constitute the current views (experiences and expectations) held by followers with regard to leadership behaviour qualities. A mixed methods approach was followed. Data collection was facilitated by means of individual interviews, focus group interviews, field notes and a structured questionnaire. Qualitative data were inductively analysed to identify the recurring patterns and common themes and quantitative data were deductively analysed to assess the nature of existing conditions and relevance. Data and method triangulation was implemented to determine whether multiple sources of data agreed, and to obtain better, cross-checked insights. Findings from this research study provided academic, industry, process and methodology insights into views held by followers regarding leadership and followership constructs. Definitions and perspectives held and reported by followers regarding leaders and leadership, characteristics of preferred and undesired leadership styles, relational and emotional bonds between followers and their leaders acknowledged the presence, value and influence of follower mental models. In this case followers contextualised leadership roles and responsibilities and suggested a transformational leadership style as a desired state. Findings also emphasised a need to appreciate the importance of the social exchange and social contingency theories of leadership in order to create a better understanding of leadership by emphasising the importance of context when studying leaders and leadership from a follower perspective. Obtained follower insights resulted in a structured leadership training and development needs analysis process framed within the specific context. Future research efforts in this regard may be aimed at determining the necessity to educate followers to critically appreciate and evaluate leadership performance and creating a better understanding of how followers’ mental models internally represent complex, dynamic systems and how these representations change over time. / Business Management / DBL

The Civil Air Navigation Services Organisation, the International Federation of Air Traffic Control Associations, the International Air Transport Association and the Civil Air Navigation Services Organisation agree that professionals in the Air Navigation Services Provider Sector require successful organisational leadership to facilitate and manage transformation within the highly regulated Air Navigation Services Provider Sector. Detailed organisational leadership requirements and associated leadership training and development needs are, however, not specified by the Civil Air Navigation Services Organisation. An opportunity therefore existed to investigate leadership traits and behaviours within a specific context. This research project is contextualised within a safety-conscious, highly regulated and technology-driven industry (the South African Aviation Industry), a safety-critical sector (Air Navigation Services) and specifically the Air Traffic and Navigation Services Company. It was found that little academic research has been done to address the role of followers in the leadership process and to determine what followers expect and require from their leaders. The research problem statement, in response to this research necessity, is: “How can follower experiences and expectations of leadership behaviours in a safety-critical commercial environment be collected, analysed, understood, structured and utilised to aid leadership development?” An ethnographic research case study approach allowed the researcher to investigate the multifarious phenomena that constitute the current views (experiences and expectations) held by followers with regard to leadership behaviour qualities. A mixed methods approach was followed. Data collection was facilitated by means of individual interviews, focus group interviews, field notes and a structured questionnaire. Qualitative data were inductively analysed to identify the recurring patterns and common themes and quantitative data were deductively analysed to assess the nature of existing conditions and relevance. Data and method triangulation was implemented to determine whether multiple sources of data agreed, and to obtain better, cross-checked insights. Findings from this research study provided academic, industry, process and methodology insights into views held by followers regarding leadership and followership constructs. Definitions and perspectives held and reported by followers regarding leaders and leadership, characteristics of preferred and undesired leadership styles, relational and emotional bonds between followers and their leaders acknowledged the presence, value and influence of follower mental models. In this case followers contextualised leadership roles and responsibilities and suggested a transformational leadership style as a desired state. Findings also emphasised a need to appreciate the importance of the social exchange and social contingency theories of leadership in order to create a better understanding of leadership by emphasising the importance of context when studying leaders and leadership from a follower perspective. Obtained follower insights resulted in a structured leadership training and development needs analysis process framed within the specific context. Future research efforts in this regard may be aimed at determining the necessity to educate followers to critically appreciate and evaluate leadership performance and creating a better understanding of how followers’ mental models internally represent complex, dynamic systems and how these representations change over time. / Business Management / DBL

Die Thematik der Strategieberatung in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) hat in der Managementforschung bisher wenig Beachtung gefunden und dies obwohl jenem Forschungsfeld hohe Relevanz attestiert wird. Die vorliegende Arbeit adressiert genau dieses Forschungsdesiderat. Im Rahmen einer explorativen, qualitativ-empirischen Studie wird beleuchtet, inwieweit KMU-Geschäftsführer (KMU-GF) Unternehmensberatung zur strategischen Unternehmensführung in Anspruch nehmen, ob diesbezüglich unterschiedliche Typen existieren und wodurch sich die entsprechenden Verhaltensweisen der KMU-GF begründen. Für die Analyse, weshalb KMU-GF Strategieberatung nutzen bzw. nicht nutzen, wird eine sozio-kognitive Perspektive eingenommen, die kognitive Strukturen sowie kognitive Prozesse als Auslöser von Verhalten untersucht und dabei auch die Rolle von Kontextfaktoren berücksichtigt. Ergänzend werden Einblicke in die Denk- und Verhaltensweisen von KMU-GF hinsichtlich der Themen Unternehmensberatung allgemein und strategische Unternehmensführung geboten.

Att köpa ekologiskt är ingen ny företeelse, men i takt med att både e-handel och efterfrågan på ekologiska varor konstant ökar så behövs det stöd för designers för att kunna möta dessa utmaningar. För att kunna designa e-handelswebbsidor med ekologiska valmöjligheter krävs förståelse för användaren och dess behov. Genomatt kartlägga målinriktade beteenden går det att påvisa när en användare är mottaglig för ett ekologiskt val på en e-handelswebbsida. En mental modell byggs utifrån användares målinriktade beteende och denna kan användas som stöd av designers för att förstå när en användare är mer mottaglig för ekologiska val på en e-handelswebbsida. Denna studie resulterar i en identifiering och kartläggning över när en användare är mer öppen för ekologiska val. / Buying ecologically not a new phenomenon, but as to both e-commerce and the demand for organic products is constantly increasing, so support is required for designers to meet these challenges. In order to design e-commerce websites with ecological options requires an understanding of the user and their needs. By mapping the targeted behaviors you can detect when a user is susceptible to an ecological choice for an e-commerce website. A mental model is built based onuser's targeted behavior, and this can be used to support the designers to understand when a user is more susceptible to ecological choices on an e-commercewebsite. This study results in the identification and mapping of when a user is more open to ecological choices.

For effective Human-Robot Interactions, robots have to achieve the same level of understanding as humans in every aspect. Humans are highly versatile, able to switch between frames of reference and consider multiple perspectives efficiently. Additionally, humans help and care for each other in the hope of contributing to a better society. When we talk about interacting with robots, the uncertainty around how to collaborate with them has become an emerging topic in the past few years. To bring social robots into humans’ lives, researchers need to understand the conditions and implications of robots’ actions on human responses and perceptions of robots. This project aims at understanding the link between a robot taking a human’s perspective and the human’s exhibition of prosocial behaviour toward the robot. To test our hypotheses, we have designed an activity where the participant picks an object from an array of objects in front of them, after listening to the robot’s descriptions of that object. Divided into three between-subject conditions, the robot took different perspectives to address the objects in each condition. After completing the tasks, participants could either help the robot collect speech data or move on with filling the final questionnaire and finishing the experiment. Our findings show that the participants were significantly more likely to help the robot when the robot took their perspective (human-centred) compared to both the control condition (object-centred) and when the robot did not take their perspective (robot-centred). Additionally, the results show that when the robot’s descriptions of an object were ambiguous, in the first instruction, 96% of the participants perceived the robot’s first instruction using an egocentric perspective. However, when the robot made such ambiguous instructions again later, participants perceived the instructions based on the mental model developed about the robot for that condition. / Robotar måste, i alla avseenden, uppnå samma nivå av förståelse som människor, i syfte till att skapa ett effektivt samspel. Människor är versatila, kan växla mellan olika referensramar och beakta flera perspektiv på ett effektivt sätt. Dessutom hjälper dem och även tar hand om varandra i hopp om att bidra till ett bättre samhälle. När man talar om att interagera med robotar har osäkerheten kring samarbetet blivit ett framväxande ämne under de senaste åren. För att få in sociala robotar i människors liv måste forskarna förstå förutsättningar för och konsekvenser av robotars handlingar gentemot människors reaktioner och uppfattningar om dem. Detta projekt syftar därför till att förstå kopplingen mellan en robot som intar en människas perspektiv samt människans uppvisande av prosocialt beteende gentemot roboten. För att testa hypotesen har en aktivitet designats där en robot ger instruktioner till en deltagare att välja ett visst föremål som den beskriver, utifrån en rad med olika objekt. Med tanke på att deltagarna endast tilldelas ett villkor av tre möjliga, tog roboten olika perspektiv för att adressera objektet i varje betingelse. Efter den slutförda uppgiften kunde deltagarna antingen hjälpa roboten att samla in tal-data eller gå vidare med att fylla i ett sista frågeformulär och avsluta experimentet. Resultatet visar på att deltagarna var mer benägna att hjälpa roboten när den tog deras perspektiv (människokoncentrerad) i jämförelse med både kontrollvillkoren (objektcentrerad) och när roboten inte tog deras perspektiv (robotcentrerad). Dessutom visar även resultatet att robotens beskrivning av ett objekt var tvetydliga. I den första instruktionen upplevde 96% av deltagarna att robotens instruktion hade ett egocentriskt perspektiv. När roboten gjorde ytterligare sådana tvetydliga instruktioner, När roboten gjorde ytterligare sådana tvetydliga instruktioner, uppfattades instruktionerna däremot utifrån den mentala modellen som utvecklades om roboten för just det villkoret.

Many functions that at one time could only be performed by humans can nowadays be carried out by machines. Automation impacts many areas of life including work, home, communication and mobility. In the driving context, in-vehicle automation is considered to provide solutions for environmental, economic, safety and societal challenges. However, automation changes the driving task and the human-machine interaction. Thus, the expected benefit of in-vehicle automation can be undermined by changes in drivers’ behaviour, i.e. behavioural adaptation. This PhD project focuses on motivational as well as higher cognitive processes underlying behavioural adaptation when interacting with in-vehicle automation. Motivational processes include the development of trust and acceptance, whereas higher cognitive processes comprise the learning process as well as the development of mental models and Situation Awareness (SA). As an example for in-vehicle automation, the advanced driver assistance system Adaptive Cruise Control (ACC) was investigated. ACC automates speed and distance control by maintaining a constant set cruising speed and automatically adjusting vehicle’s velocity in order to provide a specified distance to the preceding vehicle. However, due to sensor limitations, not every situation can be handled by the system and therefore driver intervention is required. Trust, acceptance and an appropriate mental model of the system functionality are considered key variables for adequate use and appropriate SA. To systematically investigate changes in motivational and higher cognitive processes, a driving simulator as well as an on-road study were carried out. Both of the studies were conducted using a repeated-measures design, taking into account the process character, i.e. changes over time. The main focus was on the development of trust, acceptance and the mental model of novice users when interacting with ACC. By now, only few studies have attempted to assess changes in higher level cognitive processes, due to methodological difficulties posed by the dynamic task of driving. Therefore, this PhD project aimed at the elaboration and validation of innovative methods for assessing higher cognitive processes, with an emphasis on SA and mental models. In addition, a new approach for analyzing big and heterogeneous data in social science was developed, based on the use of relational databases. The driving simulator study investigated the effect of divergent initial mental models of ACC (i.e., varying according to correctness) on trust, acceptance and mental model evolvement. A longitudinal study design was applied, using a two-way (3×3) repeated measures mixed design with a matched sample of 51 subjects. Three experimental groups received (1) a correct ACC description, (2) an incomplete and idealised account omitting potential problems, and (3) an incorrect description including non-occurring problems. All subjects drove a 56-km track of highway with an identical ACC system, three times, and within a period of 6 weeks. Results showed that after using the system, participants’ mental model of ACC converged towards the profile of the correct group. Non-experienced problems tended to disappear from the mental model network when they were not activated by experience. Trust and acceptance grew steadily for the correct condition. The same trend was observed for the group with non-occurring problems, starting from a lower initial level. Omitted problems in the incomplete group led to a constant decrease in trust and acceptance without recovery. This indicates that automation failures do not negatively affect trust and acceptance if they are known beforehand. During each drive, participants continuously completed a visual secondary task, the Surrogate Reference Task (SURT). The frequency of task completion was used as objective online-measure for SA, based on the principle that situationally aware driver would reduce the engagement in the secondary task if they expect potentially critical situations. Results showed that correctly informed drivers were aware of potential system limitations and reduced their engagement in the secondary task when such situations arose. Participants with no information about limitations became only aware after first encounter and reduced secondary task engagement in corresponding situations during subsequent trials. However, trust and acceptance in the system declined over time due to the unexpected failures. Non occurring limitations tended to drop from the mental model and resulted in reduced SA already in the second trial. The on-road study investigated the learning process, as well as the development of trust, acceptance and the mental model for interacting with ACC in real conditions. Research questions aimed to model the learning process in mathematical/statistical terms, examine moments and conditions when these processes stabilize, and assess how experience changes the mental model of the system. A sample of fifteen drivers without ACC experience drove a test vehicle with ACC ten consecutive times on the same route within a 2-month period. In contrast to the driving simulator study, all participants were fully trained in ACC functionality by reading the owner’s manual in the beginning. Results showed that learning, as well as the development of acceptance and trust in ACC follows the power law of learning, in case of comprehensive prior information on system limitations. Thus, the major part of the learning process occurred during the first interaction with the system and support in explaining the systems abilities (e.g. by tutoring systems) should therefore primarily be given during this first stage. All processes stabilized at a relatively high level after the fifth session, which corresponds to 185 km or 3.5 hours of driving. No decline was observable with ongoing system experience. However, in line with the findings from the simulator study, limitations that are not experienced tended to disappear from the mental model if they were not activated by experience. With regard to the validation of the developed methods for assessing mental models and SA, results are encouraging. The studies show that the mental model questionnaire is able to provide insights into the construction of mental models and the development over time. Likewise, the implicit measurement approach to assess SA online in the driving simulator is sensitive to user’s awareness of potentially critical situations. In terms of content, the results of the studies prove the enduring relevance of the initial mental model for the learning process, SA, as well as the development of trust, acceptance and a realistic mental model about automation capabilities and limitations. Given the importance of the initial mental model it is recommended that studies on system trust and acceptance should include, and attempt to control, users’ initial mental model of system functionality. Although the results showed that also incorrect and incomplete initial mental models converged by experience towards a realistic appreciation of system functionality, the more cognitive effort needed to update the mental model, the lower trust and acceptance. Providing an idealised description, which omits potential problems, only leads to temporarily higher trust and acceptance in the beginning. The experience of unexpected limitations results in a steady decrease in trust and acceptance over time. A trial-and-error strategy for in-vehicle automation use, without accompanying information, is therefore considered insufficient for developing stable trust and acceptance. If the mental model matches experience, trust and acceptance grow steadily following the power law of learning – regardless of the experience of system limitations. Provided that such events are known in advance, they will not cause a decrease in trust and acceptance over time. Even over-information about potential problems lowers trust and acceptance only in the beginning, and not in the long run. Potential problems should therefore not be concealed in over-idealised system descriptions; the more information given, the better, in the long run. However, limitations that are not experienced tend to disappear from the mental model. Therefore, it is recommended that users be periodically reminded of system limitations to make sure that corresponding knowledge becomes re-activated. Intelligent tutoring systems incorporated in automated systems could provide a solution. In the driving context, periodic reminders about system limitations could be shown via the multifunction displays integrated in most modern cars. Tutoring systems could also be used to remind the driver of the presence of specific in-vehicle automation systems and reveal their benefits. / Viele Aufgaben, die ehemals von Menschen ausgeführt wurden, werden heute von Maschinen übernommen. Dieser Prozess der Automatisierung betrifft viele Lebensbereiche von Arbeit, Wohnen, Kommunikation bis hin zur Mobilität. Im Bereich des Individualverkehrs wird die Automatisierung von Fahrzeugen als Möglichkeit gesehen, zukünftigen Herausforderungen wirtschaftlicher, gesellschaftlicher und umweltpolitischer Art zu begegnen. Allerdings verändert Automatisierung die Fahraufgabe und die Mensch-Technik Interaktion im Fahrzeug. Daher können beispielsweise erwartete Sicherheitsgewinne automatisch agierender Assistenzsysteme durch Veränderungen im Verhalten des Fahrers geschmälert werden, was als Verhaltensanpassung (behavioural adaptation) bezeichnet wird. Dieses Dissertationsprojekt untersucht motivationale und höhere kognitive Prozesse, die Verhaltensanpassungen im Umgang mit automatisierten Fahrerassistenzsystemen zugrunde liegen. Motivationale Prozesse beinhalten die Entwicklung von Akzeptanz und Vertrauen in das System, unter höheren kognitiven Prozessen werden Lernprozesse sowie die Entwicklung von mentalen Modellen des Systems und Situationsbewusstsein (Situation Awareness) verstanden. Im Fokus der Untersuchungen steht das Fahrerassistenzsystem Adaptive Cruise Control (ACC) als ein Beispiel für Automatisierung im Fahrzeug. ACC regelt automatisch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, indem bei freier Fahrbahn eine eingestellte Wunschgeschwindigkeit und bei einem Vorausfahrer automatisch ein eingestellter Abstand eingehalten wird. Allerdings kann ACC aufgrund von Einschränkungen der Sensorik nicht jede Situation bewältigen, weshalb der Fahrer übernehmen muss. Für diesen Interaktionsprozess spielen Vertrauen, Akzeptanz und das mentale Modell der Systemfunktionalität eine Schlüsselrolle, um einen sicheren Umgang mit dem System und ein adäquates Situationsbewusstsein zu entwickeln. Zur systematischen Erforschung dieser motivationalen und kognitiven Prozesse wurden eine Fahrsimulatorstudie und ein Versuch im Realverkehr durchgeführt. Beide Studien wurden im Messwiederholungsdesign angelegt, um dem Prozesscharakter gerecht werden und Veränderungen über die Zeit erfassen zu können. Die Entwicklung von Vertrauen, Akzeptanz und mentalem Modell in der Interaktion mit ACC war zentraler Forschungsgegenstand beider Studien. Bislang gibt es wenige Studien, die kognitive Prozesse im Kontext der Fahrzeugführung untersucht haben, unter anderem auch wegen methodischer Schwierigkeiten in diesem dynamischen Umfeld. Daher war es ebenfalls Teil dieses Dissertationsprojekts, neue Methoden zur Erfassung höherer kognitiver Prozesse in dieser Domäne zu entwickeln, mit Fokus auf mentalen Modellen und Situationsbewusstsein. Darüber hinaus wurde auch ein neuer Ansatz für die Analyse großer und heterogener Datenmengen im sozialwissenschaftlichen Bereich entwickelt, basierend auf dem Einsatz relationaler Datenbanken. Ziel der der Fahrsimulatorstudie war die systematische Erforschung des Effekts von unterschiedlich korrekten initialen mentalen Modellen von ACC auf die weitere Entwicklung des mentalen Modells, Vertrauen und Akzeptanz des Systems. Eine Stichprobe von insgesamt 51 Probanden nahm an der Studie teil; der Versuch wurde als zweifaktorielles (3x3) gemischtes Messwiederholungsdesign konzipiert. Die 3 parallelisierten Versuchsgruppen zu je 17 Personen erhielten (1) eine korrekte Beschreibung des ACC, (2) eine idealisierte Beschreibung unter Auslassung auftretender Systemprobleme und (3) eine überkritische Beschreibung mit zusätzlichen Hinweisen auf Systemprobleme, die nie auftraten. Alle Teilnehmer befuhren insgesamt dreimal im Zeitraum von sechs Wochen dieselbe 56 km lange Autobahnstrecke im Fahrsimulator mit identischem ACC-System. Mit zunehmendem Einsatz des ACC zeigte sich im anfänglich divergierenden mentalen Modell zwischen den Gruppen eine Entwicklung hin zum mentalen Modell der korrekt informierten Gruppe. Nicht erfahrene Systemprobleme tendierten dazu, im mentalen Modell zu verblassen, wenn sie nicht durch Erfahrung reaktiviert wurden. Vertrauen und Akzeptanz stiegen stetig in der korrekt informierten Gruppe. Dieselbe Entwicklung zeigte sich auch in der überkritisch informierten Gruppe, wobei Vertrauen und Akzeptanz anfänglich niedriger waren als in der Bedingung mit korrekter Information. Verschwiegene Systemprobleme führten zu einer konstanten Abnahme von Akzeptanz und Vertrauen ohne Erholung in der Gruppe mit idealisierter Beschreibung. Diese Resultate lassen darauf schließen, dass Probleme automatisierter Systeme sich nicht zwingend negativ auf Vertrauen und Akzeptanz auswirken, sofern sie vorab bekannt sind. Bei jeder Fahrt führten die Versuchsteilnehmer zudem kontinuierlich eine visuell beanspruchende Zweitaufgabe aus, die Surrogate Reference Task (SURT). Die Frequenz der Zweitaufgabenbearbeitung diente als objektives Echtzeitmaß für das Situationsbewusstsein, basierend auf dem Ansatz, dass situationsbewusste Fahrer die Zuwendung zur Zweitaufgabe reduzieren wenn sie potentiell kritische Situationen erwarten. Die Ergebnisse zeigten, dass die korrekt informierten Fahrer sich potentiell kritischer Situationen mit möglichen Systemproblemen bewusst waren und schon im Vorfeld der Entstehung die Zweitaufgabenbearbeitung reduzierten. Teilnehmer ohne Informationen zu auftretenden Systemproblemen wurden sich solcher Situationen erst nach dem ersten Auftreten bewusst und reduzierten in entsprechenden Szenarien der Folgefahrten die Zweitaufgabenbearbeitung. Allerdings sanken Vertrauen und Akzeptanz des Systems aufgrund der unerwarteten Probleme. Erwartete, aber nicht auftretende Systemprobleme tendierten dazu, im mentalen Modell des Systems zu verblassen und resultierten in vermindertem Situationsbewusstsein bereits in der zweiten Fahrt. Im Versuch unter Realbedingungen wurden der Lernprozesses sowie die Entwicklung des mentalen Modells, Vertrauen und Akzeptanz von ACC im Realverkehr erforscht. Ziele waren die statistisch/mathematische Modellierung des Lernprozesses, die Bestimmung von Zeitpunkten der Stabilisierung dieser Prozesse und wie sich reale Systemerfahrung auf das mentale Modell von ACC auswirkt. 15 Versuchsteilnehmer ohne ACC-Erfahrung fuhren ein Serienfahrzeug mit ACC insgesamt 10-mal auf der gleichen Strecke in einem Zeitraum von 2 Monaten. Im Unterschied zur Fahrsimulatorstudie waren alle Teilnehmer korrekt über die ACC-Funktionen und Funktionsgrenzen informiert durch Lesen der entsprechenden Abschnitte im Fahrzeughandbuch am Beginn der Studie. Die Ergebnisse zeigten, dass der Lernprozess sowie die Entwicklung von Akzeptanz und Vertrauen einer klassischen Lernkurve folgen – unter der Bedingung umfassender vorheriger Information zu Systemgrenzen. Der größte Lernfortschritt ist am Beginn der Interaktion mit dem System sichtbar und daher sollten Hilfen (z.B. durch intelligente Tutorsysteme) in erster Linie zu diesem Zeitpunkt gegeben werden. Eine Stabilisierung aller Prozesse zeigte sich nach der fünften Fahrt, was einer Fahrstrecke von rund 185 km oder 3,5 Stunden Fahrzeit entspricht. Es zeigten sich keine Einbrüche in Akzeptanz, Vertrauen bzw. dem Lernprozess durch die gemachten Erfahrungen im Straßenverkehr. Allerdings zeigte sich – analog zur Fahrsimulatorstudie – auch in der Realfahrstudie ein Verblassen von nicht erfahrenen Systemgrenzen im mentalen Modell, wenn diese nicht durch Erfahrungen aktiviert wurden. Im Hinblick auf die Validierung der neu entwickelten Methoden zur Erfassung von mentalen Modellen und Situationsbewusstsein sind die Resultate vielversprechend. Die Studien zeigen, dass mit dem entwickelten Fragebogenansatz zur Quantifizierung des mentalen Modells Einblicke in Aufbau und Entwicklung mentaler Modelle gegeben werden können. Der implizite Echtzeit-Messansatz für Situationsbewusstsein im Fahrsimulator zeigt sich ebenfalls sensitiv in der Erfassung des Bewusstseins von Fahrern für potentiell kritische Situationen. Inhaltlich zeigen die Studien die nachhaltige Relevanz des initialen mentalen Modells für den Lernprozess sowie die Entwicklung von Situationsbewusstsein, Akzeptanz, Vertrauen und die weitere Ausformung eines realistischen mentalen Modells der Möglichkeiten und Grenzen automatisierter Systeme. Aufgrund dieser Relevanz wird die Einbindung und Kontrolle des initialen mentalen Modells in Studien zu automatisierten Systemen unbedingt empfohlen. Die Ergebnisse zeigen zwar, dass sich auch unvollständige bzw. falsche mentale Modelle durch Erfahrungslernen hin zu einer realistischen Einschätzung der Systemmöglichkeiten und -grenzen verändern, allerdings um den Preis sinkenden Vertrauens und abnehmender Akzeptanz. Idealisierte Systembeschreibungen ohne Hinweise auf mögliche Systemprobleme bringen nur anfänglich etwas höheres Vertrauen und Akzeptanz. Das Erleben unerwarteter Probleme führt zu einem stetigen Abfall dieser motivationalen Faktoren über die Zeit. Ein alleiniges Versuchs-Irrtums-Lernen für den Umgang mit automatisierter Assistenz im Fahrzeug ohne zusätzliche Information wird daher als nicht ausreichend für die Entwicklung stabilen Vertrauens und stabiler Akzeptanz betrachtet. Wenn das initiale mentale Modell den Erfahrungen entspricht, entwickeln sich Akzeptanz und Vertrauen gemäß einer klassischen Lernkurve – trotz erlebter Systemgrenzen. Sind diese potentiellen Probleme vorher bekannt, führen sie nicht zwingend zu einer Reduktion von Vertrauen und Akzeptanz. Auch zusätzliche überkritische Information vermindert Vertrauen und Akzeptanz nur am Beginn, aber nicht langfristig. Daher sollen potentielle Probleme in automatisierten Systemen nicht in idealisierten Beschreibungen verschwiegen werden – je präzisere Information gegeben wird, desto besser im langfristigen Verlauf. Allerdings tendieren nicht erfahrene Systemgrenzen zum Verblassen im mentalen Modell. Daher wird empfohlen, Nutzer regelmäßig an diese Systemgrenzen zu erinnern um die entsprechenden Facetten des mentalen Modells zu reaktivieren. In automatisierten Systemen integrierte intelligente Tutorsysteme könnten dafür eine Lösung bieten. Im Fahrzeugbereich könnten solche periodischen Erinnerungen an Systemgrenzen in Multifunktionsdisplays angezeigt werden, die mittlerweile in vielen modernen Fahrzeugen integriert sind. Diese Tutorsysteme können darüber hinaus auch auf die Präsenz eingebauter automatisierter Systeme hinweisen und deren Vorteile aufzeigen.