Hintergrund

Die Luftfahrt steht aktuell vor massiven Herausforderungen. Sie hat mit den Folgewirkungen der Pandemie zu kämpfen und gehört zu jenen Branchen, welche bei der Erreichung der Klimaziele besondere Anstrengungen unternehmen müssen. Es gilt jedoch nicht nur die Forderungen nach Klimaneutralität und Nachhaltigkeit, sondern gleichzeitig auch die höchsten Sicherheitsansprüche zu erfüllen. In der Softwareentwicklung braucht es dafür umfangreiche Tests. Diese können aber organisatorisch aufwendig und kostenintensiv sein. In den beiden Projekten VAST und EMMSA wurde daher bereits nach Möglichkeiten gesucht, Softwaretests zu vereinfachen und die Kosten zu senken. Das Projekt Cross-Level-User Evaluation (CLUE) baut auf diesem Wissen auf und arbeitetet gemeinsam mit den Partnerorganisationen Fraunhofer Austria Research  und 4D Aerospace Research and Simulation an neuen Konzepten für Softwaretests in der Luftfahrtbranche.

Projektinhalt

Softwaretests in der Flugbranche sind aufwändig und teuer, weil sie fast ausschließlich mit Fachpersonal (Pilot*innen und Fluglots*innen) durchgeführt werden. Oft bleibt deswegen die Anzahl der Tests gering. Dadurch erhöht sich aber die Wahrscheinlichkeit, dass Aspekte wie die Nutzer*innenfreundlichkeit zu kurz kommen. Um diesem Problem zu begegnen, wurden in dem Vorläuferprojekt EMMSA (formalisiertes Evaluierungssystem von Schnittstellen im Kontrollsystem des Flugverkehrs) Studierende als Testpersonen in der Prototypenentwicklung/-evaluation eingesetzt. Das Projekt CLUE profitiert von den Erfahrungen, die dabei gemacht wurden, und hat vor Software-Tests zu Human-Computerinterfaces in der Luftfahrtbranche weiter zu optimieren. Leicht bedienbare und optische ansprechende Nutzer*innenoberflächen haben einen entscheidenden Einfluss darauf, ob eine neue Software gut angenommen wird. Das unterstreicht die Wichtigkeit von methodisch soliden und aussagekräftigen Softwaretests.

Ziele

Das Projekt CLUE will die in der Flugbranche derzeitige Praxis, ausschließlich Fachpersonal für Softwaretests heranzuziehen durch ein weniger aufwändiges und kostengünstigeres Testprozedere ersetzen. Die Ziele sind:

• Modellhaft zu untersuchen, inwieweit bei Tests von Air Traffic Control Software-Systemen auch domänenfremde Personen (Nichtfachleute wie z.B. Studierende) eingesetzt werden können, um Kosten und Ressourcen einzusparen.
• Neben den Kosteneinsparungen auch die Aussagekraft der Tests zu erhöhen (z.B. weil mit Laien als Tester*innen größere Stichproben und auch mehr Tests möglich sind).
• Die Digitalisierung in der Luftfahrt voranzubringen, aber dabei den Faktor Mensch ins Zentrum der Bemühungen (human centred design) zu stellen (durch Fokus auf mehr Benutzer*innenfreundlichkeit z.B.).
• Zu einer Emissionsreduktion in der Luftfahrt durch neue, bessere Softwaresysteme beizutragen.

Methodik

Das Projekt CLUE entlastet  Expert*innen aus der Flugbranche, weil sich jene Zeit, die sie bislang für Softwaretests aufwenden mussten, deutlich reduziert. Erreicht wird das durch den Einsatz von Laien als Test-User*innen. Gleichzeitig soll die Aussagekraft der Tests erhöht werden. Möglich wird dies durch HCI-Tests (Human Computer Interaction) bei denen statistische Korrekturmaßnahmen aus Soziologie, Politikwissenschaft und auch Meteorologie zur Anwendung kommen. In den Testsettings wird außerdem versucht hinkünftig mögliche Automatisierungen durch maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz (KI) vorwegzunehmen und zu berücksichtigen. Da KI-Technologien die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine vor neue Herausforderungen stellen, braucht es darauf abgestimmte Testszenarien. Das betrifft nicht nur technische sondern ethische Aspekte ebenso. Von der EU entwickelten Ethikleitlinien fordern dies auch ein und sehen vor, dass Bewertungslisten zu ethischen Fragen bei der Entwicklung, Einführung und Nutzung von KI Systemen zu erstellen sind.  Obwohl Laien bei den Tests eingesetzt werden, wird darauf geachtet, dass sie möglichst domänenaffin sind (z.B. Studierende des Studiengangs Gaming Design, die Erfahrung mit MS-Flight-Simulator, X-Plane oder ähnlichem haben).

Ergebnis

Das Projekt CLUE stellt Softwaretests in der Luftfahrtbranche auf neue Beine. Es werden Laien als Testpersonen herangezogen und auf diese Weise der Aufwand für das Fachpersonal erheblich reduziert. Damit die so erreichten Kosteneinsparungen nicht zu Lasten der Qualität der Testergebnisse gehen, werden aus den Sozialwissenschaften und der Meteorologie entliehene Methoden eingesetzt. Daneben legt CLUE großen Wert auf Human Centred Design und sorgt dafür, dass die Flugbranche zu besseren und leichter bedienbaren Softwareprodukten kommt, die auf dem Weg zu einer klimafreundlicheren Zukunft unterstützen.  

Take Off – ist ein FTI-Programm des Bundesministeriums für Klimaschutz, das von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft abgewickelt wird.