<p>I detta arbete beskrivs hur den bayesianska metodiken kan användas för att stödja en militär beslutsfattare, då denne ska fatta beslut under osäkerhet. Genom att analysera vilka parametrar som kan användas för att prediktera fiendens intentioner, tas ett bayesianskt nätverk fram, vilket implementeras och integreras i simuleringsramverket GTSIM. För att möjliggöra denna prediktering har extra funktionalitet lagts till i GTSIM, såsom att skapa olika typer av mål. Dessa mål kan sättas ut på valfria platser och senare läsas in då en fusionerad lägesbild skapas av de olika sensorer som placerats ut. Målen representerar då de olika handlingsalternativ som en simulerad fiendestyrka har, och allteftersom fiendestyrkan rör sig uppdateras sannolikheten för att de olika målen ska anfallas av den framtagna modellen. En utvärdering av den framtagna modellen och det utvecklade verktyget har gjorts, samt så har förslag på hur modellen kan utvecklas i framtiden tagits fram.</p>

More and more complex semi-automated systems are being developed, aiding human operators to collect and analyze data and information and even to recommend decisions and act upon these. The goal of such development is often to support the operators make better decisions faster, while at the same time decrease their workload. However, these promises are not always fulfilled and several incidents have highlighted the fact that the introduction of automated technologies might instead increase the need for human involvement andexpertise in the tasks carried out. The significance of communicating information regarding an automated system's performance and to explain its strengths and limitations to its operators is strongly highlighted within the system transparencyand operator-centered automation literature. However, it is not common that feedback containing system qualifiers is incorporated into the primary displays of the automated system, obscuring its transparency. In this thesis, we deal with the investigation of the effects of explaining and visualizing system reasoning and performance parameters in different domains on the operators' trust, workload and performance. Different proof-of-concept prototypes have been designed with transparency characteristics in mind, and quantitative and qualitative evaluations together with operators of these systems have been carried out. Our results show that the effects of automation transparency can positively influence the performance and trust calibration of operators of complex systems, yet possibly at the costs of higher workload and longer decision-making times. Further, this thesis provides recommendations for designers and developers of automated systems in terms of general design concepts and guidelines for developing transparent automated systems for the future. / Fler och fler komplexa semiautomatiserade system utvecklas idag, vilka hjälper operatörer att samla in och analysera data och information och även att rekommendera beslut och agera på dessa. Det yttersta målet med implementeringen av automatiserade system är ofta att hjälpa operatörerna att fatta bättre beslut snabbare och samtidigt minska deras arbetsbelastning. Dock blir detta inte alltid fallet och flera olyckor har uppmärksammat faktumet att introduktionen av automatiserade system istället kan öka behovet av mänsklig inblandning och expertis. Inom forskningsområden såsom automationstransparens och operatörscentrerad automation har vikten av att kommunicera information angående automationens prestanda betonats, likaså att förklara dess styrkor och svagheter för operatörerna. Dock är det inte vanligt att sådan meta-information inkorporeras i de automatiska systemens primära användargränssnitt, vilket kan försvåra det för operatörerna att tillgodogöra sig denna information. I denna avhandling undersöks effekterna av att förklara och visualisera semiautomatiserade systems resonerande och prestanda i olika domäner på operatörernas tillit till systemen, deras upplevda arbetsbörda och deras prestation. Olika konceptprototyper har designats med inkorporerade transparensegenskaper och kvalitativa och kvantitativa utvärderingar tillsammans med operatörer av dessa system har genomförts. Resultaten visar att automationstransparens kan ha positiva effekter på operatörers prestanda och tillitskalibrering, dock med möjliga kostnader i form av högre upplevd arbetsbelastning och längre beslutstider. Avhandlingen erbjuder även rekommendationer till designers och utvecklare i form av generella riktlinjer och designegenskaper vid utvecklandet av framtida transparenta semiautomatiserade stödsystem. / <p>The author is also affiliated to the university of Skövde</p><p>This research has been founded by The Swedish Governmental Agency for InnovationSystems (Vinnova) through the National Aviation Engineering Research Program(NFFP5-2009-01315) and supported by Saab AB.</p>

I detta arbete beskrivs hur den bayesianska metodiken kan användas för att stödja en militär beslutsfattare, då denne ska fatta beslut under osäkerhet. Genom att analysera vilka parametrar som kan användas för att prediktera fiendens intentioner, tas ett bayesianskt nätverk fram, vilket implementeras och integreras i simuleringsramverket GTSIM. För att möjliggöra denna prediktering har extra funktionalitet lagts till i GTSIM, såsom att skapa olika typer av mål. Dessa mål kan sättas ut på valfria platser och senare läsas in då en fusionerad lägesbild skapas av de olika sensorer som placerats ut. Målen representerar då de olika handlingsalternativ som en simulerad fiendestyrka har, och allteftersom fiendestyrkan rör sig uppdateras sannolikheten för att de olika målen ska anfallas av den framtagna modellen. En utvärdering av den framtagna modellen och det utvecklade verktyget har gjorts, samt så har förslag på hur modellen kan utvecklas i framtiden tagits fram.

The working situation of fighter pilots is often very challenging. The pilots are requested to perform their tasks and make decisions in situations characterised by time-pressure, huge amounts of data and high workload, knowing that wrong decisions might result in fatal consequences. To aid the pilots, several automatic support systems have been implemented in modern fighter aircraft and will continue to be implemented in pace with technological advancements and new demands posed on the pilots. For example, innovations within the information fusion (IF) domain have made it possible to fuse large amounts of data, stemming from different sensors, databases etc., to create a better foundation for making decisions and act than would have been possible if the information sources had been used separately. However, there are both positive and negative effects of automation, such as decreased workload and improved situation awareness on the one hand, but skill degradation and complacent behaviour on the other. To avoid the possible negative consequences of automation, while at the same time ameliorating the positive ones, a human-centred automation (HCA) approach to system design has been proposed as a way of optimizing the collaboration between the human and the machine. As a design approach, HCA stresses the importance of a cooperative human-machine relationship, where the operator is kept in the automation loop. However, how to introduce HCA within the fighter aircraft domain as well as its implications for the interface and automation design of support systems within the field has not been investigated. This thesis investigates the implications of introducing HCA into the fighter aircraft domain. Through literature surveys and empirical investigations, general and domain specific HCA guidelines have been identified. These advocate, for example, that an indication of the reliability of the information and the recommendations provided by the different aircraft support systems must be given as well as that support for appropriate updates of the pilots’ individual and team awareness of the situation must be provided. A demonstrator, mirroring some of the identified guidelines, has been implemented and used to evaluate the guidelines together with system developers within the domain. The evaluation indicated that system developers of modern fighter aircraft implicitly incorporate many of the identified HCA guidelines when designing. However, the evaluation further revealed that to explicitly incorporate these guidelines into the development approach, preferably through the development of a domain specific style guide, would aid the system developers design automated support systems that provide appropriate support for the pilots. The results presented in this thesis are expected to aid developers of modern fighter aircraft support systems by incorporating HCA into the traditional simulator-based design (SBD) approach. This approach is frequently used within the field and stresses early and frequent user-involvement when designing, in which complementary HCA evaluations could be performed to further improve the support systems implemented from an automation perspective. Furthermore, it is expected that the results presented in this thesis will contribute to the research regarding how to incorporate the human operator in the information fusion processes, which has been recognised as a research gap within the IF field. Thus, a further contribution of this thesis is the suggestion of how the HCA development approach could be of aid when improving the interaction between the operator and the automated fusion system. / Arbetssituationen för stridspiloter är ofta mycket utmanande. Piloterna måste utföra sina uppgifter och fatta beslut i stressiga situationer med stora informationsmängder och hög arbetsbörda, samtidigt som val av fel beslut kan leda till allvarliga konsekvenser. För att hjälpa piloterna har flera automatiska stödsystem implementerats i moderna stridsflygplan. Denna trend kommer att fortsätta i takt med nya tekniska framgångar och nya krav som ställs på piloterna. Forskning inom informationsfusion (IF) har bland annat gjort det möjligt att fusionera stora mängder data som härstammar från olika sensorer, databaser m.m. för att på så sätt skapa en bättre grund för att fatta beslut och agera än vad som hade varit möjligt om informationskällorna hade använts separat. Dock har både positiva och negativa effekter av automatisering rapporterats, såsom minskad arbetsbörda och förbättrad situationsuppfattning men även försämrad pilotprestation till följd av att de automatiska systemens prestanda inte övervakas. För att undvika negativa effekter av automation samtidigt som de positiva effekterna stärks har den så kallade människo centrerade automationen (HCA) lyfts fram som en möjlig väg att designa system där samverkan mellan automationen och den mänskliga operatören optimeras. Som en designapproach fokuserar HCA på viken av en samverkande människamaskin relation, där operatören hålls kvar i automatiseringsloopen. Men hur HCA kan introduceras inom stridsflygdomänen och dess implikationer för gränssnitts- och automationsdesign av stödsystem inom domänen har inte undersökts. Denna licentiatavhandling undersöker möjliga implikationer av att introducera HCA inom stridsflygdomänen. Genom litteraturundersökningar och empiriska studier har generalla och domänspecifika HCA riktlinjer identifierats, såsom att piloterna måste erbjudas en indikation angående tillförlitligheten hos den information och de rekommendationer som de olika implementerade stödsystemen i flygplanet har genererat, samt att stöd för att uppdatera piloternas individuella och gemensamma uppfattning av situationen måste ges. En demonstrator, som återspeglar några av de identifierade HCA riktlinjerna, har implementerats och använts för att utvärdera riktlinjerna tillsammans med systemutvecklare inom domänen. Denna utvärdering påvisade att systemutvecklare inom stridsflygdomänen implicit använder sig av många av de identifierade HCA riktlinjerna under designprocessen, men att explicit inkludera dessa i en domänspecifik design guide skulle kunna hjälpa dem att designa automatiska system som erbjuder lämpligt stöd för piloterna. De resultat som presenteras i denna licentiatavhandling förväntas kunna hjälpa utvecklare av moderna stridsflygsystem genom att inkludera HCA i den traditionella simulator-baserade designapproachen (SBD). Denna approach används flitigt inom området och fokuserar på tidigt och återkommande användardeltagande vid designarbetet, där komplementära HCA utvärderingar skulle kunna genomföras för att förbättra de stödsystem som implementeras från ett automationsperspektiv. Det förväntas även att de resultat som presenteras i denna avhandling kommer att bidra till forskningen kring hur operatörer kan påverka fusionsprocessen, vilket har identifierats som ett område där mer forskning behövs inom IF området. Ytterligare ett bidrag av denna avhandling är därför det förslag som ges på hur HCA utvecklingsprocessen skulle kunna användas för att förbättra interaktionen mellan operatören och det automatiska fusionssystemet.

Das Finden von zuverlässigen Informationen über gegebene Ereignisse aus großen und dynamischen Textsammlungen, wie dem Web, ist ein wichtiges Thema. Zum Beispiel sind Rettungsteams und Versicherungsunternehmen an prägnanten Fakten über Schäden nach Katastrophen interessiert, die heutzutage online in Web-Blogs, Zeitungsartikeln, Social Media etc. zu finden sind. Solche Fakten helfen, die erforderlichen Hilfsmaßnahmen zu bestimmen und unterstützen deren Koordination. Allerdings ist das Finden, Extrahieren und Aggregieren nützlicher Informationen ein hochkomplexes Unterfangen: Es erfordert die Ermittlung geeigneter Textquellen und deren zeitliche Einordung, die Extraktion relevanter Fakten in diesen Texten und deren Aggregation zu einer verdichteten Sicht auf die Ereignisse, trotz Inkonsistenzen, vagen Angaben und Veränderungen über die Zeit. In dieser Arbeit präsentieren und evaluieren wir Techniken und Lösungen für jedes dieser Probleme, eingebettet in ein vierstufiges Framework. Die angewandten Methoden beruhen auf Verfahren des Musterabgleichs, der Verarbeitung natürlicher Sprache und des maschinellen Lernens. Zusätzlich berichten wir über die Ergebnisse zweier Fallstudien, basierend auf dem Einsatz des gesamten Frameworks: Die Ermittlung von Daten über Erdbeben und Überschwemmungen aus Webdokumenten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass es unter bestimmten Umständen möglich ist, automatisch zuverlässige und zeitgerechte Daten aus dem Internet zu erhalten. / Finding reliable information about given events from large and dynamic text collections, such as the web, is a topic of great interest. For instance, rescue teams and insurance companies are interested in concise facts about damages after disasters, which can be found today in web blogs, online newspaper articles, social media, etc. Knowing these facts helps to determine the required scale of relief operations and supports their coordination. However, finding, extracting, and condensing specific facts is a highly complex undertaking: It requires identifying appropriate textual sources and their temporal alignment, recognizing relevant facts within these texts, and aggregating extracted facts into a condensed answer despite inconsistencies, uncertainty, and changes over time. In this thesis, we present and evaluate techniques and solutions for each of these problems, embedded in a four-step framework. Applied methods are pattern matching, natural language processing, and machine learning. We also report the results for two case studies applying our entire framework: gathering data on earthquakes and floods from web documents. Our results show that it is, under certain circumstances, possible to automatically obtain reliable and timely data from the web.