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Licht und Human Factors

05.08.2014

Human Factors in Licht???

Human Factors war der Grund für mich.Lichttechniker zu werden. Tatsächlich hörte man in der Lichttechnik mehr über die menschliche Wahrnehmung als in allen anderen Fächern außer Akustik. So war ich sehr gespannt auf die Erkenntnisse, die in einschlägigen Büchern zu lesen waren.

Unter Human Factors versteht man so etwas wie Ergonomie, unter dieser so etwas wie Arbeitswissenschaft. Dass sich die Begriffe so beißen, ist der historischen Entwicklung geschuldet. So hat die hiesige diesbezügliche Wissenschaft ein Philosoph gegründet, der wundersamerweise auf dem Gebiet des Maschinenbaus tätig war. Sie wurde zunächst „Psychotechnik“ genannt und später endgültig Arbeitswissenschaft. Am anderen Ende des großen Teichs haben Menschen wie Ford und F.W. Taylor die hehre Wissenschaft der menschlichen Erwerbsarbeit mehr oder weniger wissenschaftlich entwickelt, und fühlten sich gezwungen, neben anderen Faktoren auch menschliche Bedürfnisse zu berücksichtigen. Zur Erinnerung: Ford war der Erfinder des Fließbandes und die Art und Weise, wie Taylor vorgegangen war, war in den 1930er Jahren verboten worden, weil zu unmenschlich. Die US-Amerikaner reden gerne von Human Factors, während die Deutschen zuweilen darüber die Nase rümpfen. Die Dritten im Bunde, die Briten, haben den Begriff Ergonomie, den ein Pole 1857 (Jastrzębowski) geprägt hatte, aus der Versenkung geholt und zu einer Wissenschaft eigener Prägung entwickelt. Deren diesbezügliche Gesellschaft hieß früher Ergonomics Society. Sie heißt jetzt „The Institute of Ergonomics and Human Factors“, damit man sie nicht mit der US-Version „Human Factors and Ergonomics Society“ durcheinanderbringt. Nur die deutsche Arbeitswissenschaft weigert sich beharrlich, sich German Ergonomics Society nennen zu lassen. Ich muss häufig ausländischen Kollegen erklären, dass wir nicht rückständig sind, sondern anders.

Da Beleuchtung auch etwas mit den Menschen zu tun haben scheint, haben die „Urväter“ Hopkinson und Collins bereits 1970 ein Buch mit dem Titel „The Ergonomics of Lighting“ veröffentlicht. Leider wurde das Buch kein großer Erfolg, insbesondere in der Ergonomie, weil die Ergonominnen und Ergonomen etwas Besseres zu tun haben, als sich mit Beleuchtung zu beschäftigen. Sinngemäß dasselbe haben übrigens auch die Professoren eines Fachgebiets in Deutschland der lichttechnischen Industrie geschrieben. Das war etwa 1990 – und das Fachgebiet heißt Lichttechnik. Die Leute von der Industrie waren richtig entsetzt zu hören, dass Beleuchtung keine Sache für die Universität sei. Die Industrie möge sich Rat bei den Fachhochschulen holen. Wie entsetzt wären sie erst, wenn ich ihnen erzählt hätte, dass Beleuchtung den Ergonomen so schnuppe ist, dass auf ihren Kongressen mal ein Vortrag unter vielen hundert davon handelt. Bei dem grössten internationalen Kongress, den ich besucht habe, wurden zwei Vorträge zu Licht gehalten - aus fast 2000. 

Da die Sache mit der Ergonomie nicht lief, hat ein anderer Großer der Lichttechnik, Prof. Peter BOyce, ebenfalls ein Buch geschrieben. Das war 1981, und das Buch hieß „Human Factors in Lighting“. Damit lief es wohl so gut, dass er 2014 die dritte Auflage, mit vielen Erweiterungen veröffentlicht hat. Heute wollte ich mir ein Bild davon machen, wie erfolgreich das Buch in den Kreisen von Ergonomen, Pardon, der Human Factors People sein könnte.

Ich denke, jeder kann sich ein Bild davon machen, wenn ich das Vorkommen von Begriffen aus der Ergonomie, Pardon, Human Factors einfach tabellarisch anführe. Das Buch hat insgesamt 666 Seiten, davon sind 610 Seiten Inhalt, der Rest ist das Literaturverzeichnis. Das Wort Ergonomie kommt darin 1 Mal vor, Human Factors immerhin 3-mal! Die Nützlichkeit der Beleuchtung war wohl nicht der Rede wert; „usefulness“ wird nicht diskutiert. Die „Wissenschaft“ vom Bauen, die Architektur, findet sich immerhin 6-mal im Text, während das, was der Lichttechniker in die Gebäude hinein und drumherum baut, die Beleuchtung, 4,2815-mal erwähnt wird - im Schnitt auf jeder Seite.

Der Mensch als Nutznießer der Beleuchtung, alias der „User“, kommt etwas häufiger vor als Architektur, aber sein Erleben der Umwelt, das angeblich nur durch Licht möglich ist, seit Vitruv (Marcus Vitruvius Pollio, Zeitgenosse von Julius Cäsar und sein Architekt) als Gestaltungsziel bekannt, neumodisch „user experience“ genannt, ist irgendwie in Vergessenheit geraten. (Vitruv nannte user experience einst Firmitas (Festigkeit), Utilitas (Nützlichkeit, Usability) und Venustas (Schönheit)).

Da Schönheit Geschmacksache ist, habe ich mich in der Tabelle nach utilitas umgeschaut, also Nützlichkeit. Zwar kommt das Wort, wie bereits angegeben, in dem Buch nicht vor, aber z.B. etwas, was man mit Beleuchtung erreichen will, Lesen. Man muss da lange suchen, bis man auf „legibility“ stößt. Das ist das Wort, das man in Experimenten benutzt, bei denen man feststellen will, wie gut Schrift wahrnehmbar ist: 3-mal ist doch ein Wort! Dabei hatten sich Typographen und Lichttechniker einst wahre Schlachten darüber geliefert, wessen Kunst denn das Lesen besser unterstützt. 

Für mich, und nicht nur für mich, sondern für die meisten Ergonomen, spielt die Akzeptanz einer Technik eine große Rolle, wenn nicht die Hauptrolle. Etwa 10 % der Literatur über Computeranwendungen dreht sich um Technologieakzeptanz, wofür man ein besonderes Modell entwickelt hat (Technology Acceptance Model). Man streitet sich heftigst darüber, ob die Akzeptanz eher durch „utilitas“, also Nützlichkeit, oder eher durch venustas, also Schönheit oder Ästhetik, kommt. Egal - in dem besagten Buch spielt die Akzeptanz keine Rolle. Was kann Ästhetik für eine Rolle spielen gegenüber der Leuchtdichte, die 2372 x vorkommt? Vielleicht kann man die Ästhetik unter Farbe finden, die in dem Buch immerhin 85-mal vorkommt. Leider steht da nur geschrieben, wie man Farbe misst. Dass Farben in jeder menschlichen Gesellschaft eine eigene Bedeutung haben oder dass die Farbgebung massgeblich die psychologische Wirkung eines Raums bestimmt? Solche Fragen gehören wohl nicht zu HUman Factors. Aber eben Leuchtdichte und Beleuchtungsstärke. 

Ich kann mich nicht des Eindrucks erwehren, dass das Buch wenig mit seinem Titel zu tun hat. Und auch wenig mit der Dienstleistung, die die Lichttechnik für die Architektur zu erbringen hat. Ich nehme die Vorwürfe gegen meine Ergonomenkolllegen zurück, die sich wenig mit der Beleuchtung beschäftigen. Oder soll man die Kritik auf beide Seiten gleich verteilen? Wer erklärt den Menschen, dass diejenigen, die sich wissenschaftlich um die Arbeit kümmern, keine Ahnung von Licht und Beleuchtung haben? Und dass die, die die Welt der Beleuchtung beherrschen, nur vorgeben, von Human Factors zu handeln? Sie befassen sich nicht einmal mit der Architektur, für die sie die Beleuchtung machen sollten. Willkommen in Babylon!

 

Licht und Angst

31.07.2014

Licht steigert erlernte Angst

Als ich ein kleiner Junge war, hatte ich Angst, in die oberste Etage des Hauses zu gehen, um zu schlafen. Man wollte mich daran gewöhnen, dass ich ein Mann werden sollte. Dazu gehört, dass er keine Angst vor Hexen und Ungeheuern hat. Das war extrem schwierig, weil beim Treppensteigen  immer wieder komische Bilder vor meinen Augen in Bewegung gerieten. Später habe ich gelernt, dass dies das Rauschen der Nervenströme ist. Um das Rauschen zu sehen, braucht man Dunkelheit. Und die hatten wir.

Später löste mein Großvater das Problem auf seine Weise. Er hustete mir in die Pijamataschen und sagte, ich soll einfach die Tasche aufmachen, und das Ungeheuer würde schwups die Flucht ergreifen.

Heute habe ich eine faszinierende Studie gelesen, die nachweist, dass Licht erlernte Angst verstärkt. Na ja, für Freunde von Hitchcock-Filmen ist das nicht neu. Dennoch!

Da Forscher - anders als Alfred H. – nicht mit Menschen experimentieren dürfen (was da herauskommt, sieht man an denen, die 1960 Psycho gesehen hatten - keiner hat sich wieder erholt), hat man die Studie mit Mäusen durchgeführt. Und naturgemäß mit LEDs. Denn bei keiner Lichtstudie darf LED fehlen.

Da eine Zusammenfassung vielleicht damit enden könnte, dass man den Sinn der Sache nicht erfasst, lasse ich es sein. Die volle Studie ist hier zu lesen:
Light enhances learned fear

Wer davon nicht genug hat, kann hier lesen, wie hohe Lichtniveaus Ratten erschrecken können.
Anxiogenic effects of high illumination levels assessed with the acoustic startle response in rats

Wie man mit viel Licht Menschen eine Freude machen kann, untersuchen keine Psychiater. Das kann man in Las Vegas erleben. Oder hier (leider findet dies sehr selten statt)

Licht und Kinder

21.07.2012

KINDER ALS VERSUCHSOBJEKT NOCH EINMAL

Gestern hatte ich das Blaue Wunder aus Hamburg dargestellt (das Video steht in der ARD-Mediathek nur noch 6 Tage zur Verfügung, bitte nicht versäumen). Heute habe ich noch Lustigeres erfahren. Wo? Das verrate ich sehr gerne: Ein Professor, der sich „Nutzerzentrierten Technologien“ verschrieben hat, hat in einem seriösen wissenschaftlichen Beitrag eine Literaturstelle zitiert, der ich gerne nachgefolgt bin. Es geht um die Dynamik des Lichts für Schulen. Wie trägt man die doofen deutschen Schüler auf den Pisa-Gipfel? Pardon, es geht nur um die Nordlichter, denn auch dieser Beitrag stammt aus dem hohen Norden, aus Kiel. Macht doch nichts. Auch Nordlichter wollen große Leuchten werden!

Diesmal geht es nicht mehr allein um dynamisches Licht und dynamisierte Schulkinder, sondern auch um die Energieeffizienz. Uns hatten die Leute aus der Hamburger Verwaltung ins Ohr geflüstert, dass das dynamische Licht so etwa 2,5 mal so viel Strom erfordere als die gute alte statische Beleuchtung. Sie müssen sich fürchterlich geirrt haben. Denn die Literaturstelle zeigt, dass die keinen blassen Schimmer von Tuten und auch sonst nicht haben. Der Beitrag „School Vision Dynamisches Licht und energieeffiziente Beleuchtung in Schulen“ auf dem Energieworkshop für Schulen in Kiel (2010) weist eindeutig nach, dass „Die Beleuchtungsanlage Dynamisches Licht EnEV-konform ist!“ Ich weiß zwar immer noch nicht, wie das gehen soll, wenn man blaues Licht erzeugen will, aber man kann es selber lesen. Irgendwie muss es gehen, wenn genug Geld dahintersteckt. Wenn das Projekt "School Vision …" heißt und sich auch noch mit der "energieeffizienten" Beleuchtung beschäftigt, dürfte das Geld kräftig sprudeln. Ich habe den Beweis gefunden, dass der Segen der dynamischen Beleuchtung nicht nur bei den Nordlichtern in Germanien ankommt, sondern über alle Länder niedergeht. "School Vision" soll wohl das Schlagwort für die Schulbeleuchtung allgemein werden.

Was von Hamburger Schülern unter der altmodischen Beleuchtung zu halten ist, hat die Autorin treffend dargestellt:

Nun kommt das EnEV-konforme energieeffiziente dynamische Licht ins Spiel (das Bild gab es schon einmal, aber nie so schön)

Und Nu? Das Wunder ist perfekt: Es heißt: Die Universitätsklinik (UKE) in Hamburg hat eine wissenschaftliche Studie mit Dynamischem Licht in Schulen durchgeführt. Die Beleuchtung kommt von P. ...!

• Das Ergebnis belegt:

Schön, dass die Schulkinder kaum mehr Bewegungsunruhe zeigen. Gestern hatte der Professor, der das Ganze angezettelt hat, noch von 20 % gesprochen. Wer wissen will, welche 20 % er gemeint hat, kann sich das Video noch einmal ansehen. Ist ja richtig sehenswert. Heute sind es satte 35% bei der Lesegeschwindigkeit, und 45% weniger Fehler bei einem Test. Und vor allem: Die Kinder werden endlich ruhiger!

Wer sich für den Test interessiert, bei dem das blaue Licht um 45% besser abschneidet: Es handelt sich hierbei um den d2-Aufmerksamkeits-Belastungs-Test von Rolf Brickenkamp und er ist für Personen von 9 bis 60 Jahren validiert. Nicht für die 8-jährigen Teilnehmer dieser Studie. Ach was, wer wird denn so pingelig sein? Und es ergibt 7 Kriterien, nach denen das Ergebnis bewertet wird, nicht nur die Fehlerhäufigkeit. Wo sind die anderen geblieben? Auch so eine pingelige Frage!

Neueste Untersuchungen haben ergeben, dass die Fehlerskalen weniger reliabel sind (man frage Prof. Dr. G. H. Franke/S. Jäger, M.Sc. Hochschule Magdeburg/Stendal). Ach was! Solche Leute vermiesen einem aber alles.

Und die beiden Herrschaften, die das Testverfahren geprüft haben, sagen aus: „d2 bildet lediglich Tempo und Sorgfalt des Arbeitsverhaltens bei der Unterscheidung ähnlicher visueller Reize ab." Heißt so viel wie: Der Test ist auch von der visuellen Umgebung abhängig. Hat man den Test unter gleichen visuellen Bedingungen durchgeführt? Wie sollte man denn? Gerade die wurden geändert.

Uns hatte Brickenkamp vor langer Zeit angegeben, dass der Test einen sehr starken Lerneffekt aufweist. So um die 25% …

Wer sich die Studie näher anschaut, wird herausfinden, dass die erforderliche Validität geprüft worden ist, allerdings mit Erwachsenen! Eine Studie mit Grundschulkindern validieren mit Erwachsenen? So viel zur Methodik. (In dem Kasten rechts ist eine Kurzfassung einer US-amerikanischen Replikation der Studie zu lesen. Die Originalquelle ist als Volltext verfügbar.)

Solche Dinge kümmern Leute nicht, die Produkte zu verkaufen haben. Warum sollten sie auch, wenn vom Staat besoldete Professoren im Fernsehen Licht statt Espresso predigen? (Bitte Video noch einmal ansehen) Man nehme an, das stimmt. Wer möchte um die 16 Stunden am Tag einen Espresso trinken? 

 

Dazu sagt die US-amerikanische Replikation der Studie (Illuminating the Effects of Dynamic Lighting on Student Learning von Michael S. Mott, Daniel H. Robinson, Ashley Walden, Jodie Burnette, and Angela S. Rutherford): 

In jüngsten Forschungsarbeiten wurden die Beleuchtungsvariablen Farbtemperatur und Beleuchtungsstärke hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Schlaf, Stimmung, Fokus, Motivation, Konzentration sowie Arbeits- und Schulleistung untersucht. … Insgesamt 84 Drittklässler wurden entweder einer „Fokus“-Beleuchtung (6000 K, durchschnittlich 100 fc) oder einer normalen Beleuchtung ausgesetzt. Die Fokus-Beleuchtung führte zu einem höheren prozentualen Anstieg der Leseflüssigkeit beim Vorlesen (36 %) als die Kontrollbeleuchtung (17 %). Hinsichtlich Motivation oder Konzentration wurden keine Auswirkungen der Beleuchtung festgestellt, 

Bei Fehlern und Intelligenz fand man wohl nichts, weil bereits das Suchen überflüssig war.

Die Schüler haben in der Testsituation schneller gelesen. Bei der dynamischen Beleuchtung lasen sie etwas schneller. das war alles.

Licht und Gesundheit

20.07.2012

KINDER ALS VERSUCHSOBJEKT RELOADED

Gestern Abend zeigte die ARD die neueste Folge der Show der großen Naturwunder. Zu denen gehören die Kinder aus Hamburg, über die in diesem Blog mehrfach berichtet wurde. Die werden durch das Blaulicht einfach um 20 % intelligenter. Wer davor noch geguckt hatte, hatte gelernt, dass das Stachelschwein nicht mit den Stacheln schießt und am liebsten Obst isst.

Der Unsinn hat es in die große ARD-Unterhaltung geschafft. Ein Inder, der es auch ohne Bestrahlung nach oben geschafft hat, Ranga Yogeshwar, interviewt mit total ernsthafter Miene den Professor für Psychiatrie, der den Versuch in immer weitere Kreise verkauft.

Der Traum des deutschen Lehrers wird wahr: Man braucht nur den Knopf „Aktivieren“ zu drücken, schon sind die Kinder 20% intelligenter. Wenn die Saublagen zu viel Krach machen, dann Knopf 4 drücken:: Das beruhigt. Sollen sie sich konzentrieren, dann Knopf 3, z.B. auf den unbeschreiblichen Unsinn, der verbreitet wird: Auf Anfrage von Yogeshwar, dem die Sache nicht so glaubhaft scheint, erzählt der Professor, dass die Umstimmung praktisch sofort erfolgt. Schneller als das Zubereiten einer Tasse Nescafé. Nesstimmung also.

Bleibt noch zu ergänzen: Der Professor erklärte, wodurch das Wunder geschieht, durch Melatoninerzeugung. Als wir ihn vor drei Jahren zu einer Anhörung gezwungen hatten, hatte er dort erzählt, er wüsste nichts von hormonellen Wirkungen. Und das vor großem Publikum. Danach haben wir die zuständige Ethikkommission eingeschaltet, weil es sich um ein medizinisches Experiment mit gesunden Kindern gehandelt hatte. Der muss er auch erzählt haben, dass es sich nicht um ein solches gehandelt hat. Jetzt erzählt er vor 15,6 % des deutschen Fernsehpublikums (Einschaltquote, vermutlich waren alle 15,6% wach, weil dieser Teil ziemlich zu Beginn gezeigt wurde), dass man Hormone per Knopfdruck umstellen kann. Großer Applaus vom Studiopublikum.

Zudem erzählt er in dem Film, dass es drei Schulen mit über 100 Schülern gewesen seien. Das hatte er vor drei Jahren auch erzählt, bis eine der drei Schulen widersprach. Sie hatte den Versuch nicht mitgemacht. Daraufhin wurden die Daten in dem Forschungsbericht reduziert, zwei anstelle von drei Schulen, 116 Kinder anstelle von 166. Dann wurde die Sache in einer ernsthaften Zeitschrift veröffentlicht. Es waren 89 Schüler. Gestern im Fernsehen waren es wieder über 100. Zahlen sind Schall und Rauch. Man soll die Daten nicht überstrapazieren - hatte ich von den Jüngern eines anderen Gurus aus der Medizin erfahren, als ich denen Diskrepanzen in ihren Studien vorgeführt hatte. 

Der Herr Professor erklärt sogar den Erfolg von Talkmastern und Talkmasterinnen mit der Farbe, die immer schön warm ist. Das beruhigt! Von Farbpsychologie hat er wohl nichts gehört. Kann wirklich stimmen, Psychiater studieren keine Psychologie, sondern Krankheiten der Seele als Mediziner. Und Mediziner kennen am besten die Farbe des G… (Verzeihung)

Am Ende fragte der Moderator, Frank Elstner, ob es sein kann, dass er durchs Abi durchgerasselt war, weil er schlechtes Licht hatte. Ob die Hamburger Kinder es so weit kriegen werden wie Frank Elstner? Ach was, 20% besser werden sie allemal sein. Dank einer Blaulichtberieselung. 

Die Sendung ist für 7 Tage in der ARD Mediathek zu sehen. Für wissenschaftliche Zwecke habe ich einen Teil ausgeschnitten und dabei Stachelschwein und die rechnenden Wunderküken weggelassen. Die sind aber sehenswert. Die nachfolgende Szene ist bestenfalls für den Psychiater geeignet, den alle aufsuchen sollten, die den Unsinn glauben.

Licht und Dunkelheit
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16.12.2010

WIE LANGE DAUERT DIE NACHT?

Dumme Frage. Der Tag hat zwei Hälften, eine helle und eine dunkle. Am Äquator sind die „Hälften“ immer gleich lang, in den höheren Breitengraden nur zweimal im Jahr gleich (Äquinox bzw. Tag- und Nachtgleiche), ansonsten ändern sich die Verhältnisse so, dass im Jahresschnitt Tag und Nacht gleich lang sind.

Ist das wahr? Das einzig Wahre hier ist, dass am Äquator die Nacht und der Tag über das Jahr jeweils gleich lang bleiben, aber nicht gleich lang sind. Das liegt daran, dass das Licht der Sonne „um die Ecke“ kriecht, also auch nach ihrem Untergang noch wirksam bleibt. Deswegen gibt es beim Equinox etwa 13 Stunden Licht und 11 Stunden Dunkelheit. Die Dunkelheit bleibt diskriminiert. Sie wird kurz gehalten.

Wie lange sieht man das Licht der Sonne, nachdem man sie selber nicht mehr sehen kann? Bekanntlich ganz kurz am Äquator, so etwa 20 Minuten, und umso länger, je weiter man sich davon entfernt. Und in der Polarnacht? Die soll bis zu 6 Monate dauern, stand in unserem Geografie-Buch. Ich bin heute an einem Ort, an dem die Polarnacht schon vor einem Monat eingezogen ist. Tromsö. Bis sie aufhört, werden noch etwa fünf Wochen vergehen. Wie „Nacht“ ist es denn draußen?

Man kann ohne Probleme für etwa fünf Stunden im Freien sein und die Natur sehen bzw. erahnen. Etwa zwei Kilometer weit über den Fjord kann man schon sehen. Stockdunkle Nacht ist es indes nicht. Letztes Jahr zwei Wochen vor dem Ende der Nacht konnte ich für etwa 6 Stunden ohne Licht filmen und fotografieren. Und vermutlich gibt es nicht 6 Monate Nacht an den Polen, sondern eher 5.

Nur in der Gesetzgebung kann die Nacht wirklich die Hälfte ausmachen. Z.B. fängt in der Seemannschaft die Nacht bei Sonnenuntergang an. Nur im geteilten Berlin war es anders. Dort hatten die Alliierten verfügt, die Nacht möge eine halbe Stunde später anfangen. Wie weise!

Mein Ampelmann