The interrelations of a set of software objects are usually manifold and complex. Common object-oriented programming languages provide constructs for structuring objects according to shared properties and behavior, but fail to provide abstraction mechanisms for the interactions of objects. Roles seem to be a promising approach to solve this problem as they focus on the behavior of an object in a certain context. Combining multiple roles yields collaborations, an interesting abstraction and reuse unit. However, existing approaches towards roles in programming languages require vast extensions of the underlying language or even propose new languages. We propose a programming technique that enables role-based programming with commonly available language constructs. Thus, programmers can express roles and collaborations by simply using a library, and hence, without the need to change the language, its compiler, and its tools. We explain our proposal on a language-independent level. Moreover, we provide an implementation in form of a library for the Scala programming language. Finally, we apply our ideas to design patterns and analyze to which extent these can be expressed and reused with roles. / Die Zusammenhänge zwischen Softwareobjekten sind vielfältig und komplex. In den meisten objektorientierten Programmiersprachen werden Objekte an Hand von gemeinsamen Eigenschaften und Verhalten klassifiziert. Konstrukte zum Strukturieren bezüglich ihrer Interaktionen fehlen jedoch. Ein vielversprechender Lösungsansatz sind Rollen, welche das Verhalten von Objekten in einem bestimmten Kontext beschreiben. Zusammenhängende Rollen können zu Kollaborationen abstrahiert werden. Diese sind insbesondere als wiederverwendbare Bausteine interessant. Allerdings verändern bisherige Ansätze zu rollenbasiertem Programmieren die zu Grunde liegende Sprache erheblich oder schlagen gar neue Sprachen vor. Im Gegensatz dazu zeigen wir eine Programmiermethode, die rollenbasiertes Programmieren mit üblichen Sprachkonstrukten ermöglicht. Somit können Rollen und Kollaborationen als Bibliothek bereitgestellt werden, also ohne Sprache, Compiler und Werkzeuge anpassen zu müssen. Wir erläutern unseren Ansatz zunächst sprachunabhängig. Desweiteren wird eine Implementierung als Bibliothek für die Scala Programmiersprache präsentiert. Als praktische Anwendung stellen wir Entwurfsmustern dar und überprüfen, inwiefern sich diese mit Rollen ausdrücken und wiederverwenden lassen.

The interrelations of a set of software objects are usually manifold and complex. Common object-oriented programming languages provide constructs for structuring objects according to shared properties and behavior, but fail to provide abstraction mechanisms for the interactions of objects. Roles seem to be a promising approach to solve this problem as they focus on the behavior of an object in a certain context. Combining multiple roles yields collaborations, an interesting abstraction and reuse unit. However, existing approaches towards roles in programming languages require vast extensions of the underlying language or even propose new languages. We propose a programming technique that enables role-based programming with commonly available language constructs. Thus, programmers can express roles and collaborations by simply using a library, and hence, without the need to change the language, its compiler, and its tools. We explain our proposal on a language-independent level. Moreover, we provide an implementation in form of a library for the Scala programming language. Finally, we apply our ideas to design patterns and analyze to which extent these can be expressed and reused with roles. / Die Zusammenhänge zwischen Softwareobjekten sind vielfältig und komplex. In den meisten objektorientierten Programmiersprachen werden Objekte an Hand von gemeinsamen Eigenschaften und Verhalten klassifiziert. Konstrukte zum Strukturieren bezüglich ihrer Interaktionen fehlen jedoch. Ein vielversprechender Lösungsansatz sind Rollen, welche das Verhalten von Objekten in einem bestimmten Kontext beschreiben. Zusammenhängende Rollen können zu Kollaborationen abstrahiert werden. Diese sind insbesondere als wiederverwendbare Bausteine interessant. Allerdings verändern bisherige Ansätze zu rollenbasiertem Programmieren die zu Grunde liegende Sprache erheblich oder schlagen gar neue Sprachen vor. Im Gegensatz dazu zeigen wir eine Programmiermethode, die rollenbasiertes Programmieren mit üblichen Sprachkonstrukten ermöglicht. Somit können Rollen und Kollaborationen als Bibliothek bereitgestellt werden, also ohne Sprache, Compiler und Werkzeuge anpassen zu müssen. Wir erläutern unseren Ansatz zunächst sprachunabhängig. Desweiteren wird eine Implementierung als Bibliothek für die Scala Programmiersprache präsentiert. Als praktische Anwendung stellen wir Entwurfsmustern dar und überprüfen, inwiefern sich diese mit Rollen ausdrücken und wiederverwenden lassen.

In dieser Veröffentlichung soll untersucht werden, ob vorhandene Methoden aus dem Bereich der sozio-technischen Systeme (STS) genutzt werden können, um Mensch-Roboter-Kollaborationen (MRK) hinsichtlich ihrer Ergonomie zu optimieren. [... aus der Einleitung]