Thesis (Ph. D.)--University of California, San Diego, 2008. / Title from first page of PDF file (viewed April 28, 2008). Available via ProQuest Digital Dissertations. Vita. Includes bibliographical references (p. 198-209).

Orientadores: Maria Cecilia Calani Baranauskas, Eliane Martins / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T08:07:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_MarcosSalenko_D.pdf: 4677482 bytes, checksum: c8558daf7a8ed6db162a894cb367677f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Sistemas críticos têm sido definidos como sistemas cujo fracasso provoca conseqüências catastróficas ou inaceitáveis para a vida humana. A literatura tem relatado vários casos reais de falhas relacionadas à interação e comunicação que levaram a perdas de vidas humanas. Na aviação, muitos incidentes têm causas originadas de falha de interação de pessoas com sistemas computacionais. Este trabalho introduz a perspectiva de comunicação ao sistema crítico utilizando Semiótica e Semiótica Organizacional como bases teórico-metodológicas que sustentam esta pesquisa. Tais bases devem ser capazes de considerar o sistema (crítico) como um todo e também suas partes específicas (por exemplo, interação com o usuário), tanto em seus aspectos técnicos quanto no contexto organizacional; a comunicação está sempre presente entre as pessoas e sistemas envolvidos. O objetivo principal da tese é investigar e propor um modelo de processo de base semiótica para o desenvolvimento de sistema crítico com ênfase na interface de usuário em seus aspectos de comunicação e interação entre seres humanos e sistemas computacionais. Para verificação de aplicabilidade, partes do modelo foram experimentadas em estudos de caso de sistemas aviônicos e espaciais com resultados analisados e trabalhos futuros indicados / Abstract: Critical systems are defined as systems whose failures provoke catastrophic or unacceptable consequences for human lives. Literature reported several cases of real facts regarding interaction and communication failures that led to losses of human lives. In aviation, many incidents which are originated from failures on interaction with computer systems are examples. This work introduces the communication perspective for critical systems using Semiotics and Organizational Semiotics as theoretical and methodological background. This base provides support for understanding the (critical) system as a whole and also its specific parts (e.g. user interaction), both in technical and organizational aspects; communication is always present among the people and involved systems. The main goal of this thesis is to investigate and propose a process model based on semiotics for the development of critical systems with emphasis on critical aspects of communication and interaction between humans and computer systems. To verify applicability, parts of the model were experimented in case studies in avionics and space systems with analyzed results and future work indicated / Doutorado / Ciência da Computação / Doutor em Ciência da Computação

Today more and more algorithms and their applications are entering into the everyday life of each of us. Algorithms can help people to make more effective choices through historical data analysis, generating predictions to present to the user in the form of advice and suggestions. Given the increasing popularity of these suggestions, a greater understanding of how people could increase their judgment through the suggestions presented is needed, in order to improve the interface design of these applications. Since the envision of Artificial Intelligence (AI), technical progress has the intent of surpassing human performance and abilities (Crandall et al., 2018). Less consideration has been given to improve cooperative relationships between human agents and computer agents during decision tasks. No study up to date has investigated the negative emotions that could arise from a bad outcome after following the suggestion given by an intelligent system, and how to cope with the potential distrust that could affect the long-term use of the system. According to Zeelenberg et al. (Martinez & Zeelenberg, 2015; Martinez, Zeelenberg, & Rijsman, 2011a; Zeelenberg & Pieters, 1999), there are two emotions strongly related to wrong decisions, regret, and disappointment. The objective of this research is to understand the different effects of disappointment and regret on participants’ behavioral responses to failed suggestions given by algorithm-based systems. The research investigates how people deal with a computer suggestion that brings to a not satisfying result, compared to a human suggestion. To achieve this purpose, three different scenarios were tested in three different experiments. In the first experiment, the comparison was amongst two wrong suggestions in a between-subjects design through the presentation of a flight ticket scenario with two tasks. The first study analyzed exploratory models that explain the involvement of the source of suggestion and the trust in the systems in the experience of counterfactual emotions and responsibility attribution. The second experiment takes advantage of a typical purchase scenario, already used in the psychological literature, which had the aim to solve the issues found in the first study and test the algorithm aversion paradigm through the lenses of a classic study of regret literature. Results showed that, contrary to early predictions, people blame more the source of the suggestion when it comes from a human as compared with an intelligent computer suggestion. The third study had the aim to understand the role of counterfactuals through a paradigmatic experiment from algorithm aversion literature. In this study, the main finding is about the reliance people have on the algorithmic suggestion, which is higher compared to the reliance they have with a human suggestion. Nevertheless, people felt more guilt when they had a wrong outcome with a computer compared with a suggestion given by a person. Results are relevant in order to better understand how people decide and trust algorithm-based systems after a wrong outcome. This thesis is the first attempt to understand this algorithm aversion from the experienced counterfactual emotions and their different behavioral consequences. However, some of these findings showed contradictory results in the three experiments; this could be due to the different scenarios and participants’ thoughts and perceptions of artificial intelligence-based systems. From this work, three suggestions can be inferred to help designers of intelligent systems. The first regards the effective involvement of counterfactuals during the user interaction with a wrong outcome and the potential behavioral consequences that could affect the future use of the intelligent system. The second suggestion is the contribution to the importance of the context in which decisions are made, and the third guideline suggests the designer rethink about anthropomorphism as the best practice to present suggestions in the occurrence of potential wrong outcomes. Future works will investigate, in a more detailed way the perceptions of users and test different scenarios and decision domains.

Orientadores: Artemis Maria Francelin Sanches Moroni, Hermes Renato Hildebrand / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Artes / Made available in DSpace on 2018-08-22T08:14:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Blanco_Beatriz_M.pdf: 2626006 bytes, checksum: b2cb07f2a18f153c54951c5807592c81 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a multisemiose e a interatividade na web arte. Neste estudo observamos os usos desses conceitos em algumas obras brasileiras concebidas especificamente para a internet. O corpo da dissertação possui a seguinte estrutura: primeiramente, refletimos sobre como a descentralização da produção e distribuição de conteúdos na internet trouxe novas discussões para o campo das mídias e das artes, e sobre como a multisemiose e a interatividade são aspectos característicos do hipertexto relevantes neste novo contexto. Apresentamos cada um desses termos separadamente, listando as referências teóricas que utilizamos em relação a cada um deles. Em seguida refletimos sobre os usos desses conceitos em obras de web arte criadas por artistas brasileiros. Analisamos o uso da multisemiose e da interatividade na obra de web arte Imaterial, de Marília Coelho e Bruno Kurru, sob a Teoria Semiótica de Charles Peirce. Por fim, apresentamos as reflexões que desenvolvemos com base nos estudos realizados / Abstract: This work presents a study about multisemiosis and interactivity in web art. In this study we observed the uses of these concepts in some brazilian artworks specifically designed for the internet. The dissertation has the following structure: first, we reflected on how the decentralization of production and distribution on the internet opens a new debate in the media and arts area, and on how multisemiosis and interactivity are important characteristics of hypertext in this new context. We presented each of these terms, listing the theoretical references that we utilized in each case. Then, we reflected about the uses of these concepts in brazilian artworks. We analyzed the usage of multisemiosis and interactivity in the artwork of web art Immaterial, designed by Marília Coelho and Bruno Kurru, through the Semiotic Theory of Charles Peirce. Finally, we show the reflections that we developed with base on our studies / Mestrado / Artes Visuais / Mestra em Artes

Equestrian sports are amongst the largest sports and leisure activities in Sweden. One of the major reasons for engaging with horses is the bond to the horse. Just recently technology has found its way into the horse industry which otherwise is a very traditional sport. This paper explores possible consequences technology may have in the future in the environment around horses and on the horse-rider relationship. The exploration was done by combining auto-ethnographic research and a co-speculation workshop. The ideas that were gathered were then the starting point for the creation of a design fiction, in which the ideas were developed and explored. The design fiction also serves as an approachable way of mediating the consequences of technology to the equestrian community. The imagined technology for equestrian sports had both positive and negative impact on the sport and the relationship between horse and human. / Ridsporten är en av Sveriges mest populära idrotter. En av de viktigaste anledningarna till att hålla på med hästar är relationen till hästen, enligt dess utövare. Nyligen har tekniken hittat in i ridsporten, som annars är en mycket traditionell sport, i form av sensorteknik, träningsappar och videoövervakning. Trots ridsportens utbredning, är tekniken eftersatt i förhållande till andra idrotter. Detta arbete utforskar, analyserar och diskuterar möjliga konsekvenser som tekniken kan medföra i framtiden i miljön kring hästar, i ridsporten och på relationen mellan häst och ryttare. Studien utfördes genom att kombinera etnografiska metoder och en spekulativ workshop ihop med ryttare. Idéerna från dessa blev utgångspunkten för skapandet av en fiktiv tidning, i vilken idéerna vidareutvecklades och utforskades i sitt sammanhang. Den fiktiva tidningen fungerar även som ett sätt att förmedla studien och dess resultat till ridsportens utövare. Teknikens frammarsch i ridsporten kan tänkas ha både positiv och negativ inverkan på sporten och relationen mellan häst och ryttare.

Orientador: Franco Giuseppe Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T20:07:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Madeira_PauloHenriquedeAraujo_M.pdf: 5298392 bytes, checksum: 05f68847570423d7d13072c10b061a19 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Há uma parcela da população que, por possuir severas limitações físicas e motoras, é inapta a utilizar cadeiras de rodas convencionais, manuais ou elétricas, bem como dispositivos de interface que não consideram as suas características particulares. Deste modo, este trabalho possui foco no desenvolvimento de interfaces e sistemas de navegação para cadeiras de rodas, provendo soluções para a inclusão deste grupo de usuários. Para isto, a revisão bibliográfica envolve três aspectos: as interfaces para usuários, os sistemas de navegação e a integração entre ambos. Primeiramente localiza-se a interface como parte da relação entre usuário e tarefa, para posteriormente restringir-se a interfaces para portadores de severas limitações físicas. Reconhecendo que determinados tipos de limitações de usuários demandam sistemas de navegação, estes são descritos na forma de exemplos de implementações. A revisão bibliográfica conclui com a descrição de métodos para a integração entre interface, navegação e controle da cadeira de rodas. Com base nesta pesquisa bibliográfica, desenvolveu-se um protocolo de integração e três tipos interfaces: controle de voz, filtragem do sinal de joystick para usuários com dificuldade em posicionar a mão, e controle por contrações musculares. A interface de reconhecimento de voz permitiu obter dois protótipos: um primeiro que utiliza um software comercial e um segundo em microcontrolador. A interface de filtragem do sinal do joystick foi prototipada virtualmente, demonstrando a resposta deste filtro a diferentes distúrbios. A interface que utiliza controle por contrações musculares foi implementada em protótipo funcional, por meio de um microcontrolador, e modularizada por meio do protocolo de integração desenvolvido. Este protocolo de integração foi testado em um kit de motorização com os módulos joystick, interface por contrações musculares e sonar, permitindo alternar, remover e inserir módulos sem a necessidade de reprogramação / Abstract: There is a part of population, with physical impairment, that cannot use conventional manual or powered wheelchair and kinds of interface with do not consider they own characteristics. To solve this problem, this work does a bibliographic review on wheelchair interfaces and navigation support, alloying development on solutions for inclusion of this users group. The bibliographic review embraces three aspects: interfaces and users, navigation support systems, and integration between navigation and interfaces. The first chapter, interfaces and users, localizes the interface as an medium between user and task, allowing to be more focused on next chapter: interfaces for wheelchair uses with severe impairment level. Recognizing about in some kind¿s of user impairment levels an adequate interface is not enough, navigation support systems are described. The bibliographic review concludes with a description about integration methods for interfaces, navigation support and wheelchair control. Based on this bibliographic review, an integration protocol and three interfaces have developed: voice control, joystick filtering for users with difficult on hand positioning, and muscular contraction control. The voice recognition interface allows creating two prototypes: one with commercial software, and a second using embedded microcontroller on wheelchair. The joystick filtering interface was virtually prototyped allowing response tests for different noisy sources. The muscular contraction interface has implemented as functional prototyping, by a microcontroller, and modularized by the developed modularization protocol. This protocol has tested in a wheelchair motorization kit with joystick, muscular contraction interface and auxiliary sonar modules, allowing inserting or removing then without any reprogramming needs / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

The work is devoted to Human-computer interaction and its main goal is to get closer to the field. The first part describes two main areas, namely Cognitive Science and Cogni-tive Psychology, from which HCI is based on. The second part deals specifically with Human-computer interaction, the history of the origins, aspects of human factor, ele-ments of interaction and modeling of interaction together with examples from everyday life.

In der vorliegenden Arbeit werden Visualisierungsmethoden für das interaktive Erfassen und Strukturieren von Informationen im Kontext der Wissensmodellierung konzipiert und untersucht. Motiviert ist das Vorhaben durch das Interesse von Wissensarbeitern an unterstützenden Werkzeugen sowie von Unternehmen und Institutionen, unstrukturiertes Prozesswissen zu erfassen, zu strukturieren und intern für Optimierungszwecke verfügbar zu machen. Diese Problematik tritt domänenunabhängig auf. Die Herausforderung dabei ist, diese branchenübergreifend zu lösen. Die zwei wesentlichen Nachteile des Wissensmodellierungsprozesses sind zum einen die aufwendige Dateneingabe durch Benutzer und zum anderen der komplizierte Prozess der Wissensformalisierung. In den frühen Phasen bisheriger Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung verwenden Wissensarbeiter hauptsächlich Papier und Stift sowie Whiteboards, da digitale Systeme für diesen Zweck häufig zu inflexibel sind. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen digitalen Lösungsansatz zu präsentieren, welcher diese nachteiligen Aspekte verbessert. Das Thema wird dabei methodisch in drei Schritten bearbeitet. Zuerst werden aktuelle Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung sowie dabei verwendete Hilfsmittel analysiert. Basierend auf diesen Untersuchungen wird als theoretische Lösung die Methode der Freiform-Wissensmodellierung vorgestellt, welche eine Alternative zur Papierform und zu bisherigen digitalen Systemen darstellt. Das erarbeitete Konzept umfasst eine digitale, stiftbasierte Tablet-Computer-Anwendung, welche die Art und Weise der Darstellungen mittels Papier und Stift mit den Vorteilen der Veränderbarkeit und Datenspeicherung digitaler Systeme kombiniert. Um die theoretischen Überlegungen zu untermauern, werden zwei aufeinander aufbauende, prototypische Softwareanwendungen in der vorliegenden Arbeit entwickelt und vorgestellt (Auf Implementierungsarbeiten betreuter Studenten wird an den entsprechenden Stellen im Text verwiesen). Im Rahmen einer Laborstudie wird die entwickelte Methode der Freiform-Wissensmodellierung, welche den Softwareanwendungen zugrunde liegt, mit der Verwendung von Stift und Papier verglichen. Da bis dato keine derartige Vergleichsstudie zwischen Papier und Tablet-Computer gefunden werden konnte, wird anforderungsgeleitet ein spezieller Studienaufbau entwickelt. Dieser kann zukünftig für andere Forschungsvorhaben verwendet werden. Die Ergebnisse belegen, dass die digitale Anwendung zur Freiform-Wissensmodellierung in ihren Möglichkeiten eine hohe Ähnlichkeit zur Verwendung von Papier und Stift aufweist. Sie eignet sich daher in besonderem Maße zur Unterstützung der frühen Phasen der Wissensmodellierung. Basierend auf den Erkenntnissen der Studie werden darüber hinaus Weiterentwicklungsmöglichkeiten aufgezeigt. Für die wichtigsten Kritikpunkte wird ein weiterentwickeltes Konzept vorgestellt. Das Ergebnis der vorliegenden Arbeit ist ein in der Praxis auf Tablet-Computern anwendbares Konzept zur Wissensmodellierung. Dieses steht als prototypische Umsetzung zur Verfügung. Das entwickelte Konzept der Freiform-Wissensmodellierung ermöglicht jedem Benutzer (egal ob Laie oder Experte in grafischer Gestaltung oder in technischer Repräsentation) Gedanken visuell zu strukturieren und diese synchron in einem passenden Datenmodell abzulegen. Durch die Visualisierungsmethode der Freiformen wird die Struktur der Daten und der Aufbau der Informationen bereits durch die visuelle Oberfläche für den Benutzer und das System gleichermaßen „ersichtlich”. Das System erkennt die hierarchische Verschachtelung und Gruppierung von Informationen. Der darunterliegende Aufbau sowie die Struktur der Daten werden vom System grafisch explizit gezeigt, sodass ein Anwender zu jederzeit sieht, welche Struktur das System „verstanden” hat. So kann diese „entindividualisierte” Struktur der Inhalte auch von anderen Benutzern nachvollzogen werden. Dies erlaubt ein grundlegendes kooperatives Arbeiten. Das Konzept der Freiform-Wissensmodellierung ist dabei (ähnlich wie Whiteboards oder Papier und Stift) vom Anwendungsfall unabhängig einsetzbar. Die vorliegende Arbeit bietet einen neuartigen Ansatz, temporäre Informationen bereits im Verlauf der Wissensmodellierung digital festzuhalten und schrittweise weiterzuentwickeln. In der durchgeführten Studie wurden sämtliche von Probanden erstellte Typen grafischer Objekte ermittelt. Zukünftige Forschungsarbeiten können darauf aufbauend die softwareseitige Erkennung und Verarbeitung von handgezeichneten Inhalten verbessern. Somit bietet die vorliegende Arbeit die Grundlage für eine neue Generation unterstützender digitaler Werkzeuge für Wissensarbeiter.:1 Einleitung 2 Grundlagen und Begriffe 2.1 Überblick der Einflussfaktoren 2.2 Der Wissensbegriff 2.2.1 Grenzen der Definierbarkeit 2.2.2 Theoretische Ansätze 2.2.3 Arbeitsdefinition von Wissensarten 2.2.4 Abgrenzung der Wissensarten 2.3 Wissensmodellierung 2.3.1 Sinnerschließung 2.3.2 Wissensformalisierung 2.3.3 Problem der semantischen Lücke 2.4 Wissensrepräsentation 2.4.1 Interne (mentale) Repräsentation 2.4.2 Externe Repräsentation 2.5 Zusammenfassung der Grundlagen und Begriffe 3 Praxisanalyse der Wissensmodellierung 3.1 Relevanz der Arbeit mit Wissen 3.2 Rollen von Wissensarbeitern 3.3 Arbeitsprozesse der Wissensmodellierung 3.3.1 Sinnerschließung als Arbeitsprozess 3.3.2 Wissensformalisierung als Arbeitsprozess 3.4 Stand der Forschung und Technik 3.4.1 Durchgeführte Befragungen von Wissensarbeitern 3.4.2 Werkzeuge zur Sinnerschließung 3.4.3 Werkzeuge zur Wissensformalisierung 3.5 Probleme und Herausforderungen aktueller digitaler Systeme 3.6 Lösungsansatz: Freiform-Wissensmodellierung 3.6.1 Formalästhetische Orientierung an der Praxis 3.6.2 Menschzentrierte Gestaltung der Prozesse und Systeme 3.6.3 Definition Freiform-Wissensmodellierung 3.6.4 Basis-Editor 3.6.5 Formalisierungs-Editor 3.7 Zusammenfassung der Praxisanalyse 4 Anforderungsspezifikation zum Basis-Editor 4.1 Anforderungen aus Benutzersicht 4.2 Anforderungen aus softwaretechnischer Sicht 4.3 Einordnung verwandter Arbeiten 4.3.1 Pinnwandsysteme mit planarer Anordnung 4.3.2 Systeme mit Netzwerkvisualisierungen 4.3.3 Systeme mit hierarchischer Repräsentation 4.3.4 Mischsysteme 4.3.5 Übersicht verwandter Arbeiten 5 SketchViz: ein Basis-Editor zur Sinnerschließung 5.1 Konzeption SketchViz 5.1.1 Paper Prototyping zur Konzeptentwicklung 5.1.2 Fokussierte Hardware: Tablet-Computer 5.1.3 Anforderungsbezogene Funktionen 5.1.4 Interaktionskonzept von SketchViz 5.1.5 Benutzeroberfläche von SketchViz 5.2 Umsetzung von SketchViz 5.2.1 Modularer Systemaufbau 5.2.2 Realisierung eines Prototyps 5.3 Fazit SektchViz 6 Vergleichsstudie zwischen SketchViz und Papier 6.1 Ziel der vorliegenden Untersuchung 6.1.1 Verwandte Studien 6.1.2 Zielsetzung der Studie 6.2 Untersuchungsaufgabe 6.2.1 Anforderungen an die Untersuchungsaufgabe 6.2.2 Verwandte Aufgabentypen 6.2.3 Aufbau der Untersuchungsaufgabe 6.3 Stichprobe 6.4 Studien-Design 6.4.1 Untersuchungsaufbau und Apparatur 6.4.2 Untersuchungsablauf 6.5 Fragestellungen der Laborstudie 6.5.1 Veränderungshandhabung 6.5.2 Übersichtlichkeit 6.5.3 Interaktion 6.5.4 Darstellungsformen 6.6 Ergebnisse 6.6.1 Ergebnisse bezüglich Veränderungshandhabung 6.6.2 Ergebnisse bezüglich Übersicht 6.6.3 Ergebnisse bezüglich Interaktion 6.6.4 Ergebnisse bezüglich Darstellungsformen 6.7 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse 6.7.1 Eignung zur Unterstützung von Sinnerschließungsprozessen 6.7.2 Erreichte Ähnlichkeit zwischen SketchViz und Papier 6.7.3 Studienkritik 7 Weiterentwicklung SketchViz 7.1 Anforderungen aus den Ergebnissen der Evaluation von SketchViz 7.2 Suche nach einer formalästhetisch orientierten Visualisierungsmethode 7.3 Methodenbeschreibung zur Exploration natürlicher Materialien 7.4 Analyse der Experimentergebnisse mit fluiden Materialien 7.4.1 Interaktion mit fluiden Materialien 7.4.2 Visuelle Eigenschaften fluider Materialien 7.5 Übertragung physischer Eigenschaften fluider Materialien ins Digitale 7.5.1 Themenzuordnung 7.5.2 Hierarchiebildung 7.5.3 Veränderbarkeit 7.6 Fazit des weiterentwickelten Konzepts 8 Formalisierungs-Editor 8.1 Analyse des Arbeitsablaufs der Wissensformalisierung 8.2 Ontologien und deren Herausforderungen 8.2.1 Beispiel einer formalisierten Organisationsstruktur 8.2.2 Herausforderungen bei der Verwendung von Ontologien 8.3 Ein Formalisierungs-Editor basierend auf SketchViz 8.3.1 Arbeitsablauf mit Formalisierungs-Editor 8.3.2 Systemaufbau Formalisierungs-Editor 8.4 Erweiterte Anforderungen bezüglich des Formalisierungs-Editors 8.4.1 Übersicht bestehender und erweiterter Anforderungen 8.4.2 Beschreibung der erweiterten Anforderungen 8.5 Verwandte Arbeiten zur Wissensformalisierung 8.6 Prototypische Umsetzung des Formalisierungs-Editors 8.6.1 Modularer Aufbau von OntoSketch 8.6.2 Anforderungen zur Umsetzung 8.6.3 Realisierung von OntoSketch durch Schneider 8.7 Fazit OntoSketch 8.7.1 Übergang zwischen Sinnerschließung und Wissensformalisierung 8.7.2 Gegenüberstellung von SketchViz und OntoSketch 8.7.3 Gegenüberstellung zwischen OntoSketch und bisherigen menügesteuerten Werkzeugen 9 Zusammenfassung und Ausblick 9.1 Zusammenfassung 9.2 Ausblick A Anhang A.1 Publikationsliste A.2 Preisauszeichnungen A.3 Dokumente und Fragebögen zur SketchViz Evaluation A.4 Handouts Natural Interface Exploration Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Literaturverzeichnis Glossar Index

Für den Zugang zu grafischen Benutzungsoberflächen (GUIs) stehen blinden Menschen so genannte Screenreader und Braillezeilen zur Verfügung. Diese ermöglichen zwar das nicht-visuelle Wahrnehmen textueller Inhalte, allerdings kein effektives Arbeiten mit bildlichen Darstellungen. Neuartige taktile Flächendisplays können eine geeignete Lösung für den interaktiven Zugang zu tastbaren Grafiken darstellen und somit die Interaktionsmöglichkeiten blinder Benutzer im Umgang mit grafischen Anwendungen bereichern. Beispielsweise erlauben derartige Geräte nicht nur das Erkunden räumlicher Anordnungen, sondern darüber hinaus auch die kombinierte Ausgabe von Braille, Grafik und semi-grafischen Elementen. Um die deutlich größere Menge an gleichzeitig darstellbaren Informationen beherrschbar zu machen, sind neben entsprechenden Inhaltsaufbereitungen und Navigationsmechanismen auch geeignete Orientierungshilfen bereitzustellen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde am Beispiel der BrailleDis Geräte der Metec AG, welche eine taktile Ausgabefläche von 120 mal 60 Stiften bereitstellen, untersucht, inwieweit flächige Brailledisplays blinden Menschen eine effektive und effiziente Bedienung grafischer Benutzungsoberflächen ermöglichen. Neben dem Zugang zur GUI selbst sowie dem Lesen von Texten stellt dabei insbesondere das Arbeiten mit Grafiken einen wichtigen Aspekt dar. Um die Bedienung auf einem taktilen Flächendisplay zu erleichtern, ist eine konsistente Organisation der Inhalte hilfreich. Hierfür wurde ein neuartiges taktiles Fenstersystem umgesetzt, welches die Ausgabe nicht nur in mehrere disjunkte Bereiche unterteilt, sondern auch verschiedene taktile Darstellungsarten unterstützt. Zur Systematisierung der Gestaltung und Evaluation derartiger taktiler Benutzungsoberflächen sowie der darin stattfindenden Benutzerinteraktionen wurde zunächst eine Taxonomie erarbeitet. Dabei wurden neben der Interaktion selber, welche durch die Ein-und Ausgabe sowie die Handbewegungen des Benutzers beschrieben werden kann, auch die Benutzerintention in Form von taktilen Elementaraufgaben sowie die technischen Spezifikationen des Geräts mit einbezogen. Basierend auf der Taxonomie wurden anschließend relevante Aspekte identifiziert, welche in mehreren Benutzerstudien mit insgesamt 46 blinden und hochgradig sehbehinderten Menschen untersucht wurden. Die betrachteten Untersuchungsfragen betrafen dabei einerseits die Effektivität der Ausgabe in Form verschiedener taktiler Ansichtsarten sowie die Eingabe und Erkundung durch den Benutzer, andererseits auch Aspekte zur Effizienz konkreter Interaktionstechniken. Als Ergebnis der einzelnen Studien wurden abschließend konkrete Empfehlungen zur Umsetzung von Benutzungsoberflächen auf flächigen Brailledisplays gegeben. Diese beinhalten insbesondere Aspekte zur Ergonomie von taktilen Flächendisplays, zur Anzeige von textuellen Inhalten, zur Darstellung und Interaktion mit grafischen Inhalten sowie zu Orientierungshilfen. Insgesamt konnte mit Hilfe der Benutzerstudien gezeigt werden, dass flächige Brailledisplays blinden Menschen einen effektiven und effizienten Zugang zu grafischen Benutzungsoberflächen ermöglichen. Verschiedene taktile Darstellungsarten können dabei das Lösen unterschiedlicher Aufgaben unterstützen. Generell erfordert die flächige Interaktion vom Benutzer allerdings auch die Erweiterung seiner konventionellen Erkundungs-und Eingabestrategien. Die Bereitstellung neuartiger Interaktionstechniken zur Unterstützung der Orientierung kann die Effizienz zusätzlich steigern. / Blind people normally use screen readers as well as single-lined refreshable Braille displays for accessing graphical user interfaces (GUIs). These technologies allow for a non-visual perception of textual content but not for an effective handling of visual illustrations. Novel two-dimensional tactile pin-matrix devices are an appropriate solution to interactively access tactual graphics. In this way, they can enrich the interaction possibilities of blind users in dealing with graphical applications. For instance, such devices enable the exploration of spatial arrangements and also combine output of Braille, graphics and semi-graphical elements. To make the high amount of simultaneously presented information perceivable and efficiently usable for blind users, an adequate preparation of content as well as adapted navigation and orientation mechanisms must be provided. In this thesis the BrailleDis devices of Metec AG, which have a tactile output area of 120 times 60 pins, were used. The goal was to investigate to what extent large pin-matrix devices enable blind people to use graphical user interfaces effectively and efficiently. Access to the GUI itself, reading text, and dealing with graphics are the main aspects of the application area of such devices. To facilitate the operation on a two-dimensional pin-matrix device a consistent organization of the content is helpful. Therefore, a novel tactile windowing system was implemented which divides the output area into multiple disjunctive regions and supports diverse tactile information visualizations. Moreover, a taxonomy was developed to systematize the design and evaluation of tactile user interfaces. Apart from interaction that can be described by input and output as well as hand movements, the taxonomy includes user intention in terms of interactive task primitives and technical specifications of the device. Based on the taxonomy, relevant aspects of tactile interaction were identified. These aspects were examined in multiple user studies with a total of 46 blind and visually impaired participants. The following research topics were considered during the user studies: 1. the effectiveness of diverse tactile view types (output), 2. user input and exploration, and 3. the efficiency of specific interaction techniques. As a result, practical recommendations for implementing user interfaces on two-dimensional pin-matrix devices were given. These recommendations include ergonomic issues of physical devices as well as design considerations for textual and graphical content as well as orientation aids. In summary, the user studies showed that two-dimensional pin-matrix devices enable blind people an effective and efficient access to graphical user interfaces. Diverse tactile information visualizations can support users to fulfill various tasks. In general, two-dimensional interaction requires the extension of conventional exploration and input strategies of users. The provision of novel interaction techniques for supporting orientation can help to increase efficiency even more.