Anwendungfach: Mensch-Computer-Interaktion

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 4 bis 5 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. Mögliche Themenbereiche sind:

• Augmented and Virtual Reality in Education
  Augmented und Virtual Reality können die Art und Weise wie Vorlesungen an Universitäten gehalten werden grundlegend verändern. Augmentierte Vorlesungsräume sind genauso denkbar wie virtuelle Lernumgebungen in denen Dozenten und Studierende ortsungebunden zusammenarbeiten können. Im Vordergrund soll eine Untersuchung stehen, welche Art von AR oder VR für bestimmte Anwendungsfälle in der Lehre angemessen ist. Es soll darauf aufbauend ein Konzept entwickelt werden, welches anschließen prototypisch implementiert und evaluiert wird.
   
• Automated Wheelchair Driving Simulator
  In dem Projekt geht es um die Entwicklung einer Fahrsimulationsumgebung in Kombination eines elektrischen Rollstuhls. Es handelt sich hierbei um die Weiterentwicklung eines existierenden Prototypen, der bereits mit einer Fernsteuerung und Anbindung an die Gameengine Unity ausgestattet ist. Ziel des Projekte ist es, eine Fahrsimulatorplattform zu erstellen, in der virtuelle Fahrszenen mit realen Fahrbewegungen kombiniert werden, um den Grad an Realismus zu erhöhen. Neben der Implementierung der Software ist auch die Planung, Durchführung und Auswertung einer Nutzerstudie sowie die Ausarbeitung eines Sicherheitskonzeptes Teil des Projektes.
   
• 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.
   

• Eye-based interaction with head-mounted displays
  Eye Tracking (d.h. Blickerfassung) wird durch integrierte Tracker zunehmend verfügbar für Augmented und Virtual Reality Displays. Das ermöglicht zum einen das Entwickeln neuartiger augen-basierter Interaktionsmöglichkeiten, zum Beispiel das Auswählen von Interaktionselementen per Blick. Zusätzlich belasten AR und VR Near-eye Displays die Augen und Symptome wie brennende oder gereizte Augen, verschwommene Sicht oder Kopfschmerzen treten häufig bei der Benutzung der Geräte auf. Diese Symptome werden zusammengefasst unter dem Begriff Digital Eye Strain.
  In diesem Themengebiet können Projekte in beiden Richtungen durchgeführt werden: (1) das Konzipieren von neuen Interaktionsmöglichkeiten für augenbasierte Interfaces mit AR/VR Brillen und (2) das Verstehen wie Digital Eye Strain in AR/VR Brillen auftritt und wie das Problem reduziert werden kann.

• Gaze-assisted Interaction in Online Teaching
  Die Corona Pandemie hat die Lehre an der Universität grundlegend verändert. Viele der angebotenen Vorlesungen und Kurse finden auch in diesem Semester online statt. Lehrveranstaltungen finden über Laptop und Smartphone statt, anstatt in einem Vorlesungssaal, dadurch fällt grundlegende zwischenmenschliche Kommunikation weg: z.B. ist es über Online Tools für die Lehrenden schwierig zu erkennen wie aufmerksam Studierende sind oder ob sie dem Stoff noch folgen können. In diesem Themengebiet geht es darum wie Online Lehre verbessert werden kann. Zum Beispiel könnte untersucht werden wie zwischenmenschliche, implizite Interkation (z.B. Blickkontakt) auch online abgebildet werden kann.

• Personal Fabrication
  In diesem Themengebiet geht es um neuartige Interaktions-, Design-, und Fertigungsmethoden, welche es Nutzern ermöglichen sollen, personalisierte Objekte zu gestalten und zu fertigen. Mit immer erschwinglicher werdenden Geräten für Personal Fabrication (z.B. Laserschneider, 3D Drucker), könnten immer mehr Nutzer Objekte mit Präzision auf Industrieniveau erstellen. Dies scheitert jedoch oft an der Komplexität von Soft- und Hardware, die dafür nötig ist.Im Rahmen von Projekten sollen Design und Fertigung auf verschiedene Arten für Laien zugänglicher und einfacher gemacht werden. Technologien wie beispielsweise Augmented Reality, Machine Learning oder generatives Design können bei Projekten in diesem Forschungsgebiet in Kombination mit Hardware wie 3D-Druckern zum Einsatz kommen.

• (Subconcious) Psychological Effects in HCI
  Die Psychologie deckt schon seit einiger Zeit verschiedenste bewusste und unterbewusste Effekte auf, die uns im täglichen Leben begegnen und beeinflussen. Mit fortschreitenden technologischen Möglichkeiten (Augmented/Virtual Reality, Machine Learning...), können mehr und mehr diese Effekte kontrolliert und zum positiven nutzbar gemacht werden. In diesem Themengebiet geht es darum, sich mit einem (unterbewussten) psychologischen Effekt auseinander zu setzen und ein Konzept für dessen Nutzbarmachung zu entwickeln. Das soll dann prototypisch umgesetzt und evaluiert werden.

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.