Im Rahmen diese Projektes soll innerhalb eines Jahres ein umfangreiches Projekt aus dem Bereich Mensch-Computer-Interaktion zunächst theoretisch unter Berücksichtigung existierender Arbeiten konzipiert und anschließend die praktische Realisierung detailliert geplant werden. Die Projekte werden jeweils in Kleingruppen von 3 bis 4 Studenten umgesetzt. 
Die Teilnehmer erhalten zunächst in Mensch-Computer-Interaktion I eine Einführung in die Projektarbeit. Anschließend sollen sie in kleinen Teams selbständig mit Hilfestellung durch den Dozenten ein lohnendes Projektthema aus dem Bereich der Mensch-Computer-Interaktion entwickeln und unter Berücksichtigung existierenden Arbeiten eine entsprechende Umsetzung planen. Diese Arbeit wird im Rahmen eines schriftlichen Projektvorschlags ausführlich dokumentiert. Folgende Bearbeitungsschritte sind für den ersten Teil der Projekt-Phase vorgesehen: Themenfindung, Literaturrecherche / Related Work, Konzeptentwurf, Planung der Nutzerevaluation, Evaluierung potentieller Basistechnologien, Selbständiges Erarbeiten technischer Grundlagen, Architekturentwurf, erster Prototyp, Bestellung notwendiger Hard- und Software, konkrete Planung der folgenden Projektphase. 
In dem zweiten Teil der Veranstaltung (Mensch-Computer-Interaktion II) steht die praktische Umsetzung (Implementation) und ggf. Evaluation im Vordergrund. Weiterhin ist das Projekt zu dokumentieren.

Die einzelnen Teams werden im Rahmen der Themenfindung individuelle Aufgabenstellungen erarbeiten. Die diesjährigen Themenbereich sind:

• Urban Air Mobility
  Der Traum vom fliegenden Taxi wird wahr: Deutsche Start-ups wie Volocopter bei Karlsruhe und Lilium bei München gehen davon aus, dass es erste Flugtaxis bereits bis Mitte der 2020er Jahre in Großstädten wie Sao Paulo und Singapur geben wird. Aber auch Konzepte in deutschen Städten sind geplant. Dieser neue Bereich der Mobilität wird Urban Air Mobility (UAM) genannt, wobei mehrere in der Stadt verteilte Heliports durch automatisiert fliegende Fluggeräte verbunden werden. Entscheidend wird hier die Frage, wie UAM sinnvoll in die vorhandene Infrastruktur integriert werden kann, um die zukünftige Mobilität zu verbessern. Für das Projekt ergeben sich zwei spannende Fragestellungen, die jeweils auch als eigenständiges Projekt bearbeitet werden können. Erstens, soll ein immersiver Flugsimulator gebaut werden, der dem Nutzer einen möglichst realistischen Eindruck vom Flug in einem Flugtaxi geben soll. Zweitens, soll evaluiert werden welche Informationen für einen Passagier notwendig sind und wie diese dargestellt werden können, um unvorhersehbare Entscheidungen des automatisierten Flugtaxis verständlich zu kommunizieren.
   
• Accessibility for Blind People in Automated Cars

  Sehbeeinträchtigte Personen haben bereits als Beifahrer eines manuellen Fahrzeugs Probleme sich einen Überblick von der aktuellen Verkehrslage zu verschaffen, da Geräusche kaum zu ihnen vordringen. Um die Situation verstehen zu können, müssen sie direkt beim Fahrer nachfragen, der oder die ihnen die Außenwelt beschreibt.  Wenn in naher Zukunft automatisierte Fahrzeuge auf den Markt kommen, ermöglichen diese zwar eine neue Art der Mobilität für blinde Personen, jedoch bringt es auch Nachteile mit sich, wenn sie alleine im Fahrzeug sitzen und keinen Eindruck von außen bekommen. Sprachassistenten scheinen hier die Lösung zu sein. Jedoch muss aktiv nachgefragt werden um an Informationen zu kommen, was auf Dauer mühsam werden kann. Deshalb soll in diesem Projekt die Nutzung von taktilen und haptischen Informationen untersucht werden, um dynamische Inhalte der aktuellen Verkehrslage für sehbehinderte Passagiere ergreifbar zu machen. In diesem Zusammenhang soll ein Hardware-Prototyp gebaut und programmiert werden, der anschließend evaluiert wird.

• Driver Vehicle Interaction in Automated Driving
  Bis zur Einführung autonomer Fahrzeuge wird vermutlich noch Zeit vergehen. Trotzdem können auch niedrigere Automationsstufen genutzt werden, um das Fahren sicherer zu machen. Im Vordergrund steht die Entwicklung von Interaktionskonzepten und deren Evaluierung um diese Potenziale nutzbar zu machen. Hierfür können verschiedene Technologien wie etwa AR, VR, oder ein Moderner Fahrsimulator verwendet werden. Des Weiteren wird die Interaktion mit den (Entertainment-)Systemen im Fahrzeug mit höheren Automationsstufen immer relevanter. Auch hier steht die Entwicklung von Interaktionskonzepten und deren Evaluierung im Vordergrund.
   
• External Communication of Autonomous Vehicles
  Das Themengebiet untersucht inwiefern automatisierte Fahrzeuge mit ihrer Umwelt, also Fußgängern, Fahrradfahrern, oder anderen Autofahrern kommunizieren soll. Im Vordergrund steht die Entwicklung von Interaktionskonzepten und deren Evaluierung. Hierfür können verschiedene Technologien wie etwa AR oder VR verwendet werden.
   

• Anthropomorphism in Highly Automated Vehicles
  Vertrauen ist ein wichtiger Faktor in Bezug auf die Akzeptanz hochautomatisierter Fahrzeuge (HAV). Es wurde ein positiver Zusammenhang zwischen erhöhtem Vertrauen und der Verwendung von anthropomorphen Merkmalen in fahrzeuginternen Schnittstellen festgestellt. Die meisten Arbeiten in diesem Bereich beschäftigen sich mit einem Fahrzeugagenten/Avatar, der das Aussehen eines Menschen annimmt. Ziel dieser Arbeit ist es, zu untersuchen, welche anderen anthropomorphen Merkmale in fahrzeuginternen Schnittstellen verwendet werden können. Diese identifizierten Merkmale sollen prototypisch in einer VR-Umgebung mit Unity implementiert werden. Anschließend soll in einer Nutzerstudie untersucht werden, ob diese identifizierten Merkmale einen positiven Einfluss auf das Vertrauen in HAVs haben. Beispiele für anthropomorphe Merkmale ist der Herzschlag, der durch Ambient Light realisiert werden könnte, oder ein Anstupsen des Fahrer durch das Fahrzeug, realisiert durch einen Aktuator im Sitz.

• Let's Play Together - Gamification Between Passengers in Automated Vehicles
  In zukünftigen automatisierten Fahrzeugen verliert die Fahraufgabe immer mehr an Bedeutung. Gleichzeitig können Fahrgäste ihren Fokus auf tertiäre Aufgaben richten. Damit eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten im Bereich des Game Designs. Während es hier bereits Ansätze für VR Gaming (zB Holoride) und ähnliches gibt, soll in diesem Projekt untersucht werden, wie V2X (Vehicle to everything) genutzt werden kann, um das Spieleerlebnis weiter zu verbessern. Eine V2X Kommunikation ermöglicht es Fahrzeugen mit ihrer Umwelt, aber auch untereinander kommunizieren zu können.

• Vehicle Motion Simulation in Virtual Reality
  Während dem Fahren wirken Trägheitskräfte auf Hände und Arme, sodass Interaktionen mit UIs erschwert werden. In einem Fahrsimulator können solche Stimuli für empirische Untersuchungen erzeugt werden. Dafür benötigte High-Fidelity-Bewegungssimulatoren sind aber teuer und mit hohem Wartungsaufwand verbunden. Eine Lösung wäre ein kostengünstiger motorisierter Rollstuhl in Kombination mit einer 3-DoF-Bewegungsplattform in Virtual Reality. Das Ziel dieses Projekts ist es, einen Prototyp auf der Basis vorhandener Hardware zu entwickeln, welcher in einer Nutzerstudie evaluiert werden soll.

• Skepticism Towards Imperfect AI
  Für die sichere Nutzung von Fahrzeugautomatisierung ist das Vertrauen und die Akzeptanz der Nutzer erforderlich. Die Möglichkeiten der Teilautomatisierung, zum Beispiel bei Objekterkennungssystemen, werden von Medien und Marketing oft übertrieben dargestellt und Fehler der unvollkommenen AI-Systeme nicht dem Nutzer gezeigt. Jedoch können Missverständnis und Skepsis der Nutzer über die Möglichkeiten der Automatisierung zu einem Missbrauch des Systems führen und zu genereller Ablehnung. Ziel dieses Projekts ist es, die tatsächlichen Ausgaben (z. B. falsch/nicht erkannte Objekte) sichtbar zu machen und Reaktionen der Nutzer zu analysieren. Dies kann über eine Website geschehen, auf der Nutzer eigene Videos hochladen und die ungeschönten Ausgaben von State-of-the-Art AI-Systeme testen können.
   
• Novel In-Vehicle Interactions
  Da automatisierte Fahrzeuge (AV) die Rolle des Fahrers verändern, verwandeln sich Fahrzeuginnenräume in mobile Büros oder Wohnräume. Dementsprechend kann der Fahrer non-driving related tasks (NDRTs) ausführen, wie z. B. arbeiten oder VR Geräte benutzen. Daher wird sich das Innendesign von AVs anpassen, und es entstehen neue Eingabe- und Ausgabeorte (z. B. Tür, Tisch, Sitz, Handheld oder Wearable). Da der Innenraum ein geschlossener Raum ist, der die Fahrgäste umgibt, könnten alle menschlichen Sinne durch Ausgabemodalitäten stimuliert und bis zu einem gewissen Grad als Eingabe genutzt werden. Ziel dieses Projekts ist es, neuartige Modalitäten und Orte für Interaktionen im Fahrzeug in einer VR-Simulation zu erforschen, z. B. unter Berücksichtigung von Prototypen für Formverändernde, Geruchs- oder Brain-Computer Schnittstellen.
   
• Asymmetric Multi-User Interactions for Augmented/Virtual Reality
  Bei der Benutzung von Augmented/Virtual Reality (AR/VR) Head-Mounted Displays (HMDs) entsteht eine Asymmetrie zwischen dem HMD Nutzer und Leuten in der Umgebung, wie Freunde oder Familie, welche von der AR/VR Experience ausgeschlossen werden. Zudem wird auch der HMD Nutzer von Aktivitäten von Personen in der Umgebung ausgeschlossen, da sich diese für gewöhnlich nicht auf die unsichtbaren AR/VR Inhalte beziehen. Ziel dieses Projekts ist es, Konzepte, Herausforderungen, oder Prototypen für asymmetrische Interaktionen zwischen HMD Nutzern und Nicht-HMD Nutzern zu entwickeln und zu evaluieren. Dabei stehen vor allem die Informationsverteilung zwischen HMD und Nicht-HMD Nutzern, sowie die Kontrolle der Visualisierung (z.B. in Form einer Projektion mit einem portablen Beamer) im Vordergrund.

 

Die Studierenden sind in der Lage eine projektorientierte wissenschaftliche Arbeit im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion detailliert zu planen. Sie besitzen die Fähigkeit ein innovatives Projektthema zu definieren und sich in die damit verbundenen Konzepte und Technologien einzuarbeiten. Sie können verwandte Arbeiten eigenständig recherchieren und ggf. aufgreifen. Die Studierenden sind zudem in der Lage selbständig im Team und unter Verwendung modernen Methoden neue Lösungen und Konzepte zur Realisierung des Projektthemas zu finden. Sie sind ferner in der Lage, ihre Ergebnisse angemessen zu dokumentieren und im Rahmen von Vorträgen überzeugend zu präsentieren. 

Das Anwendungsfach erstreckt sich i.d.R. über zwei Semester, kann aber auf Wunsch auch in einem Semester absolviert werden.