Die Veranstaltung bildet einen Rahmen, um den Prozess des Design Thinkings am Beispiel eines Projekts zu erlernen. Insbesondere soll sich dieses Projekt mit der Entwicklung und Erweiterung neuartiger Interaktionstechniken befassen. Ziel ist jeweils, ein lauffähiges, prototypisches System zu schaffen und zu evaluieren. Das über zwei Semester laufende Projekt kann als Anwendungsfach oder erweitert als Projekt absolviert werden.
Design Thinking startet zunächst mit einer Einführung in die Denkweise und dazugehöriger Methoden. Desweiteren werden aktuelle Technologien vorgestellt und praktisch erfahrbar gemacht.

Design Thinking umfasst die folgenden Schritte:

• Empathize
• Define
• Ideate
• Prototype
• Test

Während des Projekts soll außerdem eine Projektwebseite und ein kurzes Projekt-Demovideo erstellt werden.

Die einzelnen Teams werden im Rahmen der Themenfindung individuelle Aufgabenstellungen erarbeiten. Die diesjährigen Themenbereiche sind (wird noch erweitert):

• Move correctly! - Supporting Physical Activity with Motion Tracking and Virtual Reality
  Durch den Corona Lockdown beschleunigt, aber auch schon davor, hat Training im Eigenheim über Videos immer mehr an Interesse gewonnen. Während aktuell Fernseher, Handys oder Spiegelsysteme noch den Nutzer dabei unterstützen wollen ist die Interesse der Forschung bei immersiveren Systemen wie Virtual Reality (VR) angelangt. Der Vorteil von VR besteht nicht nur in einem 360 Grad Bildschirm sondern daran, dass auch Feedback wie falsche Positionierung o.ä. direkt am Körper angezeigt werden können.
  Das Ziel diese Projektes soll es es sein auf Basis von vorheriger Forschung eine unterstützende Trainingsumgebung in Virtual Reality mit Motion Tracking zu implementieren und diese nach verschiedenen Nutzungs- und Performanceaspekten zu evaluieren.

• 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.

• Avatars & AI
  Avatare sind digitale Repräsentationen eines Benutzers oder einer Automation. Die Verkörperung steht hierbei im Vordergrund. Sie können verschiedene Darstellungsformen annehmen, also zum Beispiel fotorealistisch sein oder abstrakt. Im Rahmen des Metaverse-Booms haben sich eine Menge an Unternehmen mit dem Thema Avatarentwicklung auseinandergesetzt (z.B. https://mixed.de/meta-launcht-neue-metaverse-avatare/). Ziel des Projektes soll es sein unter der Verwendung verschiedener Frameworks u.Ä. eine Pipeline für die Erstellung von Avataren (im Fahrzeugkontext) zu entwickeln, die eine Personalisierung zulässt (Geschlecht, Realismus, Ähnlichkeit mit dem Benutzer). Technologien, die hierzu verwendet werden können sind z.B. stable diffusion (https://www.youtube.com/watch?v=nVhmFski3vg) und bayesian optimization. Kenntnisse in ML sind von Vorteil aber nicht nötig.

• Design von Expositionsszenarien in VR
  Virtual Reality (VR) etabliert sich zunehmend in der Therapie von Ängsten und Traumata. Neben geringeren Kosten und höherer Flexibilität bietet VR vor allem den Vorteil Konfrontation gezielt staffeln zu können. Bislang wenig erforscht ist jedoch, wie realistisch solche Szenarien gestaltet werden müssen um Ängste effektiv zu adressieren. Ziel dieses Projekts/Anwendungsfachs wird es sein, ein Konfrontationsszenario für eine typische Angststörung zu entwickeln und durch gezielte Variation des Detaillierungsgrads von VR-Aspekten zu untersuchen welche relevant sind, um den Nutzer in eine solche Konfrontationssituation versetzen zu können.

• Truly Intelligent Interfaces: Optimizing (Micro-)Interactions for Everyday Devices
  Die Interaktion mit alltäglichen Geräten (z. B. Kaffeemaschine, Smartphone, Monitor, Smartwatches, etc.) erfordert häufig viele kleine Interaktionsschritte, bei denen sich der Nutzer an das System anpasst, auch wenn dadurch teilweise wiederkehrende oder überflüssige Schritte ausführt werden müssen. In Summe beanspruchen diese kleinen Interaktionen Zeit und Nerven der Nutzer. Um stattdessen eine vom System ausgehende Anpassung an den Nutzer zu erreichen, wurden in bisheriger Forschung oft regelbasierte Ansätze verwendet, wodurch aber nicht individuelles Nutzerverhalten berücksichtigt werden kann. Aktuelle Sensorik und Optimierungsmethoden ermöglichen es jedoch, dass Systeme dynamisch auf den Nutzungskontext reagieren und so die Interaktion individuell anpassen. Ziel des Projektes ist, zunächst anhand einer Nutzerstudie sinnvolle Anwendungsfälle im Alltag für Interaktionsoptimierung zu identifizieren. Mithilfe von Optimierungsmethoden soll dann ein Prototyp implementiert und evaluiert werden.

• Vehicle Motion Simulation in VR
  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 die Kombination von kostengünstigen motorisierter Bewegungsplattformen und Virtual Reality. Das Ziel dieses Projekts ist es, in Nutzerstudien, Auswirkungen und Effektivität solcher Bewegungssimulatoren zu untersuchen.

• Shaping the Vehicle (Interior) of Your Dreams
  Der Fahrzeuginnenraum der Zukunft könnte wie eine leere Leinwand oder ein Sandkasten frei nach den Vorstellungen der Passagiere geformt werden. So könnten in ride-sharing Szenarien Passagiere vor dem Einstieg per Knopfdruck ihre gewohntes Design “laden” und benutzerdefinierte Kombinationen von Sitzen, Tischen, Bildschirmen, etc. definieren. Zudem können Designer früh in der Entwicklung anstelle von Papierprototypen, ganze Fahrzeuginnenräume erlebbar evaluieren. Ziel dieses Projekts ist, auf vorhandenen Prototypen aufzubauen und Interaktionskonzepte für eine solche formverändernde Schnittstelle zu untersuchen.

• Asymmetric Multi-User Interactions for AR / VR
  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.

• Avoiding the Dangers of VR
  In zahlreichen YouTube-Videos von VR-Fails ist zu erkennen, welche Gefahren durch VR für den Nutzer selbst und dessen Umgebung entstehen können. Die Videos zeigen eine Vielzahl von Fehlschlägen, darunter Kollisionen mit der Umgebung und Zusammenstöße mit Zuschauern. Frühwarnsysteme könnten drohende VR-Fails erkennen und dann Vermeidungsstrategien anwenden. Beispielsweise flexiblere Grenzen zwischen der realen und der virtuellen Welt, Einbeziehung der Zuschauer und Interaktionendesigns, die Gefahren vermeiden. Ziel dieses Projekts ist, ein Frühwarnsystem für drohende VR-Fails zu entwicklen und nötige Vermeidungsstrategien zu evaluieren.

• Design und Implementation von Beruhigungsübungen in VR
  In manchen Berufen gehört eine Konfrontation mit starken Stresssituationen zum Alltag. Die Fähigkeit dennoch Ruhe bewahren und Aufgaben erfüllen zu können ist hierbei meist essenziell. Beispielsweise könnte Panik bei einer Reanimation Leben kosten. Daher müssen Fachkräfte fachspezifische Stresskonfrontationstrainings absolvieren, welche sie darin Schulen sollen in solchen Situationen durch gezielte Gegenmaßnahmen Ruhe zu bewahren. Immer öfter wird bei solchen Trainings auch VR eingesetzt. Stresssituationen können hierdurch nicht nur günstiger sondern auch individueller erstellt werden. Ziel dieses Projekts ist es, eine Stressreduktionsübung in VR zu realisieren, welche Nutzern bei Erkennen von erhöhtem Stress eingeblendet wird. Es soll dann untersucht werden, ob Nutzer in einer Stresssituation in VR mit Übung weniger Stress empfinden als ohne Übung.

• Designing Peripheral Calls for Action in Highly Demanding Scenarios
  In unserem Alltag sind Informationen, die in der Peripherie wahrgenommen werden, ein wichtiger Bestandteil, um unbewusst Entscheidungen zu treffen und entsprechend zu handeln. Zum Beispiel fokussieren wir uns als Fußgänger im Straßenverkehr auf den vor uns liegenden Weg, aber das Auto, dass über Rot über die Ampel fährt, erkennen wir trotzdem im Augenwinkel und können schnell darauf reagieren. In diesem Projekt werdet ihr euch mit der Gestaltung und Untersuchung von Handlungsaufforderungen in dem peripheren Sichtfeld beschäftigen. Ziel ist es dem Nutzer während kognitiv anstrengenden Aufgaben, die ihre volle Aufmerksamkeit benötigen, Handlungsaufforderungen zu übermitteln, ohne sie von der Hauptaufgabe abzulenken. Dies kann zum Beispiel während einer Präsentation nützlich sein. Während des Präsentierens neigen viele Menschen aufgrund von Nervosität dazu, zu schnell zu sprechen, den Blickkontakt zum Publikum zu vergessen, oder unbewusst zu gestikulieren. Handlungsaufforderungen könnten hier mittels Augmented Reality Brillen direkt in die Peripherie projiziert werden und unbewusst helfen, um die Symptome der Nervosität zu reduzieren, ohne dabei die Präsentation zu unterbrechen.

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