Wenn die Technik den Menschen versteht

Technik begleitet den Menschen von früh bis spät – und diese Interaktion wird in der Zukunft noch weiter zunehmen. Dr. Mathias Vukelić denkt den Austausch zwischen Mensch und Maschine neu. Mit seiner Forschung zu neuroadaptiven Technologien legt er den Grundstein zu einer neuen Generation von Arbeit.

Man fühlt sich schneller wie eine Bundeskanzlerin, als man denkt. Angela Merkel war etwa zu Beginn der Corona-Pandemie im »Krisenmodus«, reagierte und »fuhr auf Sicht«. In ein ähnliches Muster fallen wir manchmal schon, wenn wir morgens den Computer hochfahren. Es ist 8.00 Uhr. E-Mails prasseln herein, der Terminkalender piept, und im Chat ploppt eine Frage auf. Dabei möchte ich mich doch auf die KI konzentrieren, die mir Vorschläge zur geplanten Präsentation macht – doch nach zehn Minuten weiß ich nicht mehr, wo ich bin; der Tag hat erst begonnen, aber ich habe schon genug.

Unser Gehirn ist nicht für Multitasking gemacht«

Dr. Mathias Vukelić, Teamleiter »Applied Neurocognitive Systems« am Fraunhofer IAO

»Viele gleichzeitige Aufgaben führen zur Ermüdung.« Der Leiter des Forschungsteams »Applied Neurocognitive Systems« des Fraunhofer IAO arbeitet daran, was man den Beginn einer wunderbaren Freundschaft nennen könnte, aber nicht weniger als ein Paradigmenwechsel wäre: Wie Mensch und Technik besser zusammenarbeiten können. Für diesen beidseitigen Lernprozess würde die Maschine kompetenter werden, indem sie sich besser auf den Menschen einstellt und somit zu einem individualisierten Werkzeug wird – und der Mensch befähigt sich, durch den optimierten Umgang mit dieser Technik Dinge zu bewerkstelligen, die vorher nicht möglich waren. Denn bisher ist diese Beziehung zwischen beiden zwar einerseits die Geschichte eines andauernden Fortschritts, aber auch eine voller Missverständnisse und Enttäuschungen.

Interaktion anpassen

Vukelićs Zauberwort: neuroadaptive Technologien. Diese erfassen die mentalen Nutzerzustände wie Überforderung, Unterforderung oder Irritation anhand der Hirnaktivität mithilfe von mobiler Neurotechnologie – diese Signale werden über maschinelles Lernen so interpretiert, dass die Technik lernen kann, ihre Interaktion mit dem Menschen entsprechend seines jeweiligen mentalen Zustands anzupassen. »Das führt zu einem besseren Arbeiten«, sagt Vukelić für diese feinfühlige Technik der Zukunft voraus. »Überlastung zum Beispiel gestaltet sich nicht linear, sondern kippt irgendwann. Ein frühzeitiges individuelles Gegensteuern macht da Sinn.«

Denn die Problemlage sei längst vorhanden. Die zunehmende Autonomie von KI-Systemen erfordere mehr kognitive Koordination beim Menschen. Er müsse entscheiden und kontrollieren. Doch seine kognitiven Kapazitäten seien begrenzt. Und bisher würden bestehende Engstellen nicht genügend ausgebaut. In diesem Grenzbereich zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung hat Vukelić am Institut einen Forschungsansatz etabliert, der neuroadaptive Verfahren zum Ausgangspunkt nimmt, um die Interaktion mit autonomen KI-Systemen neu zu denken.

Im Grunde schaut er hinter den Vorhang der Zukunftstechnologien. Denn diese sind am besten mit dem Menschen zu entwickeln, um ihren Gebrauch nicht nur effizienter, sondern auch möglichst unkompliziert und fehlerfrei zu gestalten. Nur: »Wir haben einen Flaschenhals in der Interaktion«, sagt der Forscher. Die bisherigen Tools, zum Beispiel zur Kommunikation mit digitalen Technologien, seien das Keyboard und die Maus. Der Prototyp eines Keyboards sei 1875 entstanden und der einer Maus 1967. Vukelić meint, da sei noch mehr drin. Er sucht nach neuen Interaktionskanälen. »Wir lernen aus physiologischen Reaktionen, um mentale Nutzerzustände zu erkennen, und zwar aus vielen verschiedenen Indikatoren«, sagt er. Mögliche Anwendungen sieht er in den Bereichen XR-Lernen und Weiterbildung, Mensch-Roboter-Interaktion, hochautomatisierte Produktion und GenAI-Assistenz.

Mit VR lernen 

Lernen wird zum Dauerzustand in der Berufswelt der Zukunft. »Individuelle Lernprogramme können mit Virtual Reality simuliert werden, so können Fachkräfte besser ausgebildet werden« – ein Vorteil etwa für Neulinge in einem Unternehmen. Beim Erlernen einer Fähigkeit ist die Anforderung hochzuschrauben, wie die Messlatte beim Hochsprung. Vukelić forscht also daran, wann die Belastung und die Aufmerksamkeit zur jeweiligen Schwierigkeit passen. Dies soll dazu führen, das Lerntempo der jeweiligen Person zu finden und die Lerninhalte anzupassen.

Robotik erkennt mentale Zustände

Arbeit formt sich mehr und mehr um. Durch Automatisierung und Robotik reduziert sich die physische Arbeit – aber nichts ist ein Selbstgänger. »Neurofeedback kann dem Roboter-System Irritationen und Missverständnisse des Menschen mitteilen«, sagt Vukelić. »Dadurch baut sich Vertrauen auf, und die Interaktionsabbrüche werden weniger. Der Roboter soll sensibler werden.« So ließen sich Unterstützungs- und Autonomiegrad besser steuern. Bisher war Technik wenig menschenzentriert. »Lange haben wir Technologie vor allem aus der Perspektive des technisch Machbaren gedacht. Was dabei oft zu kurz kam, war der Mensch – mit seinen Bedürfnissen, Grenzen und tatsächlichen Arbeitsrealitäten.« Doch dies ändert sich mit der Forschung am Fraunhofer IAO als Pionierarbeit. Mit zunehmender Komplexität reiche es deshalb nicht, nur leistungsfähigere Systeme zu entwickeln. »Entscheidend ist, Technologie von Anfang an menschenzentriert zu gestalten – also interdisziplinär, mit technischer ebenso wie mit psychologischer und kognitionswissenschaftlicher Expertise.« Dass sich hier etwas bewege, sei deutlich sichtbar.

Neuroadaptive Technologien können das Rollenmanagement und die Aufgabenverteilung zwischen Mensch und Maschine neu gestalten. Bisher sind in Bereichen wie der Automobilfertigung, Abfüllung oder Medikamentenherstellung nur selten Eingriffe notwendig. Wenn doch, dann sind die Konsequenzen gravierend. Der neuroadaptive Ansatz erkennt eine Überlastung beim Menschen und wählt die passende Intervention: Das System gibt Hinweise, weist Aufgaben anders zu oder reduziert die Alarmsignale, damit der Mensch nicht an Aufmerksamkeit verliert und im Notfall nicht zielgerichtet reagiert. »So was stärkt die Situationswahrnehmung des Menschen bei der Interaktion mit autonomen Systemen und führt zu weniger kritischen Fehlern in der Prozessfertigung«, sagt Vukelić.

Wie Wissensarbeit weniger frustriert 

Arbeit wird generell komplexer, während sich Kommunikation und Arbeitsprozesse beschleunigen; eine ständige Verfügbarkeit entwickelt sich zum Standard. So führt die scheinbare Entlastung zu einer neuen Dimension von Stress und Überlastung. »Konzentration geht nicht auf Knopfdruck«, so Vukelić. Um aber den Zustand dieser sogenannten Deep Work zu erreichen, in dem man eben nicht fragmentiert von Aufgabe zu Aufgabe hetzt, braucht es Ruhe und Gestaltungsfreiheit. Eine Assistenz auf neuroadaptiver Basis kann die Vorschlagsdichte variieren oder auf Visualisierungen setzen, damit der Mensch Vorgänge besser und schneller begreift. Und sie passt ihre Erklärungen dem jeweiligen Bedarf an. So ist der Mensch weniger erschöpft und kann besser entscheiden.

Letztlich steigen für die Technik die Möglichkeiten, achtsamer zu werden. Um zum Beispiel beim EEG die elektrische Aktivität des Gehirns zu messen, benutzte man in den Nullerjahren noch Hauben, die Badekappen ähnelten. Doch längst gibt es eine Entwicklung hin zur Miniaturisierung. »Neurotechnologien werden sich in Alltagsgeräte integrieren lassen«, sagt Vukelić. »Die mobilen Neurotechnologien haben einen enormen Fortschritt hingelegt.« Die Erforschung von Zukunftstechnologien erfordert Zeit. Doch es gilt: Was heute für uns zum Standard gehört, war vor 50 Jahren kaum vorstellbar. Zukunft ist eben keine optimierte Gegenwart, sondern ein Raum voller undenkbarer Möglichkeiten, den Vukelić mit seinem Team gestaltet.

Auch die Politik sei gefragt. Jede Technologie brauche einen regulatorischen Rahmen. Vor allem sieht Vukelić Gefahren beim Datenschutz; die feinfühlige Technik bringt eben Informationen über einen Menschen zutage, die tief in die Privatsphäre hineinreichen. Also seien Leitplanken und Entscheidungen seitens der Wissenschaft, der Unternehmen und der Politik nötig, damit neuroadaptive Technologien in sinnvolle Anwendungen überführt werden können. »Datenschutz, Transparenz, Zweckbindung, Akzeptanz und Mitbestimmung sind keine ›Add-ons‹, sondern Designparameter«, sagt er. »Wer jetzt in Technologie und Governance investiert, gewinnt Vertrauen und eine nachhaltige Wertschöpfung für Anwendungen in unterschiedlichsten Branchen.«

Weitere Informationen

Unser Beitrag zu neuroadaptiven Technologien hat Ihnen gefallen? Folgend finden Sie weiterführende Informationen zum Thema.

Zurück zum Beginn des Beitrags