Abschlussarbeiten

Partizipative Konzeption einer Multi-Nutzer-Screening-Anwendung für altersbedingte Makuladegeneration als digitaler Kiosk

Lukas Tiefensee

Gemüseanbau für zukünftige Astronauten mit der HoloLens 2: Eine Studie über User Experience in Augmented Reality

Anna Lena Herkommer

How should Home Assistants provide helpful fashion advice

Rasouli Chizari

Design Guidlines for XR smart lenses in strenghth training

Luca Seidler

PuppetVR: Developing a VR tool to encourage playacting in neurodivergent children

Daniel Alexander Tauritis

Qualitative Analysis of the Relationship between Cognitive Biases and Dark Patterns

Albert Inkoom

Immediate vs Delayed Feedback in Video Games

Uzair Ahmed

Eine Untersuchung von Spielerreaktionen auf sensible NPC-Interaktionen

Leon Dratzidis

System porting to mobile devices at the example of the SEE project

Roman Gressler

Estimating the Similarity of Questions

Angsumita Nath

Nutzungsverhalten und Funktionsanforderungen digitaler Trainingsanwendungen währen der Pandemie

Freya Pfau

Mental State Detection based on Eye-tracking Data using Webcams and Machine Learning

Christophe Stilmant

Visualizing Live Meeting Metrics and Participation Feedback to Support Inclusive Remote Conferencing

Kelly Huynh

Walking on Grass: Influence of Passive Haptic and Auditory Feedback at Feet Level on Presence and Mindfulness in Virtual Reality Environments

Alex Ackermann

The app is here - would you like to use it? MASS: Static analysis of Android applications based on MobSF and Polisis

Menderes Akyüz

An Exploratory Experiment On Font Styles in Online Communication

Xin Wang

Künstliche Neuronale Netze zur Unterstürzung von Bildredaktionen durch Kombination von Bild- und Textverarbeitung

Maira Weidenbach

User-Generated Procedural Instructions for Voice Assistants

Mohamadzaman Salehi

Adaptive Error-Handling for Voice Recognition in Video Games

Mohamed Lamine Fetni, 2023

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Peter von Maydell

Betreuerin: Nima Zargham

Abstract:
Speech recognition technology has advanced rapidly in recent years, allowing for more natural computer interactions. Voice user interfaces have become more common in everyday life through smartphones and home assistants and are expected to grow even more prominent in future years. This growth in automatic speech recognition technology and Voice user interfaces has opened up the opportunity to use voice interaction in video games. Voice user interfaces provide an intuitive and appealing way for players to control games. The recognition technology, however, still faces challenges and limitations, which can result in recognition errors and user dissatisfaction, negatively impacting the usage of voice controls in video games. This work investigates a novel method for error handling in a speech-based game using three filters context, environment, and state. In a between-subject user study (N = 40), we compared the error handling methods and their impact on player experience and usability. Our results indicate that our proposed error-handling filters could improve the player experience, as well as the usability of the system, however, it may not have a significant impact on the player’s performance.

Auswirkung der Darstellung von Verbindungslinien in Augmented Reality auf die User Experience bei Smarthome Geräten

Jannis Fritsche, 2023

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Karsten Sohr

Betreuer: Mehrdad Bahrini

Abstract:In dieser Arbeit wird untersucht, ob das Anzeigen einer Verbindungslinie in einer AR-Anwendung im Smarthome Bereich Auswirkungen auf die User Experience (UX) hat und ob es Unterschiede in der UX zwischen Männern und Frauen gibt. Dazu wurde ein Prototyp entwickelt und eine Studie durchgeführt, bei der die Proband:innen ihre Erlebnisse mittels verschidener Fragebögen bewerteten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Darstellung einer Verbindungslinie einen positiven Einfluss auf die UX hat und dass es Unterschiede in der UX zwischen Männern und Frauen gibt. Auch wenn nicht eindeutig belegt werden konnte, dass das Sicherheitsgefühl dadurch verbessert wurde, zeigte sich, dass Nutzer:innen sich derartige Sicherheitshinweise wünschen.

Entwicklung und Evaluierung eines Musikabstimmungssystems für Mobile Geräte

Leon Hahne, 2017

Gutachter: Prof. Dr. Johannes Schöning, Dr. Dirk Wenig

Überblick:
Menschen konsumieren Musik oftmals nicht alleine, sondern in Gruppen. Dabei kann das Problem entstehen, dass diese Personen gemeinsam entscheiden möchten, welche Musik sie hören wollen.

In der vorliegenden Bachelorarbeite wurde die mobile Applikation loud entwickelt, die es Nutzern erlaubt über Musiktitel bei einer Veranstaltung abzustimmen. Die Nutzer sind in der Lage neue Lieder vorzuschlagen und für ihre bevorzugten Lieder abzustimmen. Diese Abstimmungsergebnisse werden nach den Votings sortiert und anschließend abgespielt.

Im ersten Abschnitt diesr Abschlussarbeit werden verwandte wissenschaftliche Arbeiten und Projekte vorgestellt, welche in Bezug zu loud stehen. Im Konzeptteil werden verschiedene Abstimmungs- un d Abspielsysteme, so wie Musik-Stresming-Dienste dargestellt und ihre Vor- wie auch Nachteile in Bezug auf loud ausgewertet. Zusätzlich wird die Implementierung von loud beschrieben. Hierbei werden die verwendeten Technologien erklärt und ihre Umsetzung wie auch Funktionsweise veranschaulicht.

Um den Nutzer eine große Bandbreite von Musiktiteln bereitstellen zu können, wurde die Musikstreaming-Plattform Spotify in loud integriert. Über das Application Programming Interface (API) von Spotify konnte der Musik-Stream eingebuden werden, damit die Musiktitel lokal auf den Geräten der Nutzer abgespielt werden können.

Abschließend wurde die Gebrauchstauglichkeit der Applikation in einer Feldstudie untersucht und bei einer Veranstaltung eingesetzt. Die Anwendung von laoud wurde anschließend ausgewertet, um die Ergebnisse für mögliche Spätere Erweiterungen berücksichtigen zu können.

Chatbots per Conversational Interface generieren: Implementierung eines chatbasierten Systems zur Entwicklung von Chatbots durch Endanwender

Tobias Lennard Vahl, 2021

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Juliane Jarke

Betreuer: Dr. Nina Wenig

Zusammenfassung:
In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, wie für Endanwender die Entwicklung von Chatbots im Vergleich zu gängiegen "No-Code-Lösungen" vereinfacht werden kann. Hierzu wurde ein Chatbot-Builder implementiert, welcher es Endanwendern erlaubt, über ein Conversational Interface mit dem System zu interagieren. Unter Adaption des weit verbreiteten mentalen Modells zur Nutzung von Messenger-Diensten wie WhatsApp, Telegram und Co., soll der Endnutzer somit selbständig Chatbots über einen Chatbot erzeugen können. Anhand des entwickelten Prototyps wird folgende Forschungsfrage untersucht: Wie kann die Erstellung von FAQ-Chatbots für Endanwender im bezug auf die Faktoren Usability, User Experience und Arbeitserleichterung gegenüber klassischen Interfaces optimiert werden?" Um die Forschungsfrage beantworten zu können, wurde im Rahmen einer Nutzerstudie die zuvor implementierte Software gegen einen Chatbot-Builder mit klassischem Interface (Google Dialogflow Essentials) evaluiert. Die Nutzerstudie wurde hierbei mit Probanden aus dem Gesundheitssektor durchgeführt (n=12). Die Auswertung der Studie liefert deutliche Hinweise darauf, dass ein chatbasiertes Interface im Kontext einer FAQ-Chatbot Erstellung durch Endanwender klassischen Interfaces überlegen ist, bezogen auf die Faktoren Usability, User Experience und dem Potential zur Arbeitserleicherung.

User-Generated Procedural Instructions for Voice Assistants

Mohamadzaman Salehi, 2021

Gutachter: Dr. Nina Wenig, Prof. Andreas Breiter

Abstract:

With the advance in machine learning and Artificial Intelligence, the usage of voice assistants is growing rapidly. One of the applications of voice assistants is providing procedural instructions to perform tasks in everyday life activities as well as more complicated technical processes. Nowadays, multi-modal interfaces are wildly used to receive instructions on completing a task, where the user can navigate through the steps via touch, click, and audio. However, increasing the intensity level of voice integration in the user interaction brings a great degree of freedom by leaving hands to be free and eyes to be focused on the task.
 
This study focuses on the use case of voice assistants in guiding a person to perform a set of tasks on a 3D puzzle as a simulated kit that can resemble simple activities in daily life. In this scenario, one person provides the step-by-step information to the voice assistant. A second person (task performer) can follow the recorded instructions using the assistant and perform the tasks on the puzzle playground. At least two main factors influence the experience of the task performer. The first one is the speech characteristics of the recorded instructions, such as talking style, voice tone, and speaking speed. The second factor is the content of the instruction. This study investigates the influence of these two factors on the user experience in the mentioned scenario, using a web-based voice assistant. To meet this thesis objectives, three prototypes, one voice assistant with Al-generated voice and two voice assistants with human recorded voice (one female and one male) with different content and voice characteristics, are designed, developed, and evaluated.
 
The result shows that the content of the instructions and the characteristics of the voice used in the assistant can influence the task performer’s experience in several aspects such as understanding of the tasks, outcome level, perceived personality, and assistant’s trustworthiness.

Vermeidung von Unfällen durch verbesserte GPS-Navigations-Interaktion: Ein Vergleich verschiedener Interaktionsdesigns in einer Fahrsimulation

Jeffrey Bissel, 2021

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Johannes Schöning

Betreuer: Dr. Dmitry Alexandrovsky

Abstract:
Diese Arbeit stellt mögliche Verbesserungen an Navigationssystemen in Fahrzeugen vor und wird diese miteinander verleichen. Anstoß dafür hat die Publikation "Understanding Death by GPS" (Lin et al. 2017) gegeben, da sie aufzeigt wie viele, auch tödliche, Unfälle durch Navis entstehen. Diese könnten durch verbesserte Mensch-Maschine-Interaktion vermindert oder sogar verhindert werden. 

Um die Navis in einer kontrollierten und sicheren Umgebung miteinander vergleichen zu können, wurde eine Studie mit 46 Teilnehmenden in einem Virtual-Reality-Fahrsimulator durchgeführt. In dieser sind die Teilnehmenden jeweils mit einem herkömmlichen und zwei alternativen Navigationssystemen gefahren und haben am Ende jedes bewertet. Hierbei wurden die Navigationssysteme von den meisten als gut nutzbar eingestuft. Die gemachten Fehler während der Fahrt wurden ebenfalls ausgewertet und das NaviLights-Navigationssystem verursachte die geringste Fehlerrate bei der geringsten Durchschnittsgeschwindigkeit.  

Verwendung von Sprach- und Gestenerkennung für ein interaktives Beleuchtungssystem im Operationssaal

Dennis Giberlein, 2021

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Hui Shi

Betreuer: Nima Zargham

Zusammenfassung:
In der Chirurgie wird mithilfe von präzisen Beleuchtungssystemen operiert. Diese Beleuchtungssysteme ermöglichen es, die Wunde während einer Operation optimal zu beleuchten. Dabei können in der Regel Einstellungen wie Lichtfeldgröße, Farbtemperatur, Lichtintensität, sowie Position und Winkel des Lichts vorgenommen werden. Nicht selten werden diese Einstellungen über eine Schaltfläche vorgenommen, die an der Halterung des Lichts befestigt ist. Obwohl das konventionelle Beleuchtungssystem sehr hilfreich und essentiell für den OP ist, werden die Chirurgen und das zugehörige Personal durch diese Einstellungen mit Schwierigkeiten konfrontiert. Dazu gehören die Beibehaltung der Sterilität und Konzentration des Personals, sowie Kommunikationsschwierigkeiten und die unergonomische Bedienung der Geräte. So wird in dieser Arbeit anhand eines vorgestellten Systems versucht, die daraus resultierenden, potenziellen Risiken und Probleme in dieser sicherheitskritischen Umgebung zu bewältigen. Das System kann vollständig und berührungslos mit Gesten und Sprache gesteuert werden und soll zusätzlich ergonomischer, effizienter und intuitiver bedient werden können. Evaluiert wurde das System anhand eines zweistufigen Evaluierungsprozesses mithilfe von Experten. Dieser bestand aus einem Interview mit zwei Chirurgen, wobei das System verbessert, und zur Hauptstudie vorbereitet werden sollte. Nach Überarbeitung des Systems folgte anschließend eine Studie mit sechs Chirurgen. Diese testeten das System mit der Valve Index in einer simulierten Umgebung und wurden bezüglich der Usability, dem Feedbacksystem und der Umsetzung der Befehle befragt. Zudem wurde beobachtet, welche Modalität für die jeweiligen Aufgaben bevorzugt wurde, wobei die Chirurgen nach einem Grund für diese Bevorzugung befragt wurden. Es wurden qualitative Fragen in Form eines Interviews gestellt.  

Das System hat laut den Experten eine hohe Usability. Wie nach aktuellem Stand der Literatur vermutet, ließ sich größtenteils bestätigen, dass Trigger Functions besser mit Sprachbefehlen, und die Umstellung von kontinuierlichen Parametern besser mit Gestenbefehlen umzusetzen sind. Zudem ergänzt sich die Nutzung beider Modalitäten hervorragend im OP. Feedbacksysteme und eine angemessene Einarbeitung sind sehr essenziell, jedoch muss vor allem bei visuellen Feedbacksystemen auf die Individualität des Nutzers eingegangen werden. Die Gesten- und Sprachbefehle wurden größtenteils als sehr hilfreich und angenehm bezeichnet, wobei die bekannten technischen Schwächen von Sprach- und vor allem Gestenbefehlen immer noch bestehen. Es wird somit ein System vorgestellt, welches sich bis auf diese Schwächen gut für den Einsatz im OP eignet und hohes Potenzial für die zukünftige Nutzung von Beleuchtungssystemen im OP hat. So adressiert diese Arbeit das Potenzial und die Schwierigkeiten bei der Nutzung solcher Systeme. 

Implications of Augmented Reality and Gamification in setting up Role Based Action Control Systems

Zohair Ali Mirza, 2022

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Karsten Sohr

Betreuer: Mehrdad Bahrini

Abstract:
As technology continues to evolve, the IoT enables users to leverage the power of smart homes by connecting multiple smart devices intelligently to automate their tasks and make life easier and more comfortable. One problem, however, when using such smart home systems is to configure the correctly using role-based action control systems like RBAC. People lack general awareness of the security risks of misconfiguring role-based action control systmes in their smart homes. This part can be confusing and tedious and is usually handled by the administrator. Therefore, to reduce the number of malicious mistakes arising from such systems, it is crucial to investigate using techniquest like augmented reality and gamification to help users learn more easily about configuring smart homes and their security threats.

In order to understand the implications of augmented reality and gamification in configuring smart homes correctly and reducing the number of security threats, a qualitative study with two experiments was conducted using there different gamified applications. The first application was a simple 2D game, the second application was an augmented reality game, and the last application was based on a partial administrator architecture. Participants were given two seperate applications in each experiment, followed by a semi-structured interview to gather data on user experience.

Analysis of the responses demonstrates that augmented reality and gamificatin principles help increase user awareness regarding security threats from cinfiguring smart homes through increased interactivity, visual fidelity and immersiveness. However, the number of mistakes was seen to increase in augmented relity. This may be due to it being a new technology, and the extra amount of physical effort users had to make while using the application. The second experiment successfully solved the problem of mistakes being made by the users, which they were unaware of by dividing the burden of management on the administrator side by making the homeowners partial administrators. Further research is needed to identify other factors like reducing the physical effort that could strengthen the effectiveness of ability of the user to learn about configuring smart homes correctly in a fun interactive way.

Text input methods for inVR Questionnaires

Alexander Schülke, 2021

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. René Weller

Betreuer: Dmitry Alexandrovsky, Susanne Putze

Abstract:
User studies that examine the effects inside of Virtual Reality (VR) require qualitative self-reports that provide insights into the test subject's experiences. While gathering data via open-ended questions outside the VR (outVR) is the most common approach for study designs, the switch between realities breaks the study flow and might bias the results. While VR research established a set of tools that facilitate the collection of quantitative data, the collection of qualitative inside the VR remains unexplored. To close this gap, this work examines methods for qualitative self-reports inside the VR. Text-entry and voice input are two suitable options to enable the collection of such data. Although voice input represents a natural way to respond to open questions, it comes with limitations regarding the study design. Text-entry is commonly used for self-reports, allows for open responses, and leverages existing typing skills. Therefore, building upon existing approaches from literature, this work examines qualitative responses with VR typing methods. The typing methods were developed as prototypes based on existing literature and compared in a usability study (n=12). The study followed the structure and task of related text-entry studies in VR and revealed controller drumming as the most usable typing method among the prototypes. To identify the most suitable modality among VR text-entry, VR voice input and the traditional outVR approach as baseline, a second user study (n=31) was conducted. The results show that short self-reports are possible with text-entry in VR, while voice input achieved equally descriptive self-reports as the outVR condition and outperforms it in terms of response time. 
 

Es ist lang und kompliziert! Einseiten-Datenschutzerklärungen für Smart-Home geben Motivation und machen sie verständlich

Alexander Wolff, 2021

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Karsten Sohr

Überblick:
Smartphone-Systeme werden immer beliebter bei den Menschen. Sie erfüllen viele Aufgaben für sie oder sind in anderer Art und Weise nützlich für den Menschen. Um diese Funktionen zu erledigen, ist es jedoch notwendig, dass Daten gespeichert und verarbeitet werden. Dabei handelt es sich oft um personenbezogene Informationen. Was mit den Daten geschieht, wird in der Datenschutzerklärung dieser Systeme beschrieben. Dies sind öfters lange und unverständliche Texte, die der Nutzer in den meisten Fällen entweder ignoriert oder nur zum Teil liest. Grund dafür ist oft entweder die Darstellungsweise oder die Schreibweise. 

In dieser Masterarbeit werden verschiedene Darstellungen von Datenschutzerklärungen ausgearbeitet und umgesetzt, welche diese Probleme lösen sollen. Der Nutzer soll schnell sehen können, welche Punkte in der Datenschutzerklärung für ihn interessant sind und wie möglicherweise personenbezogene Daten verarbeitet werden. Es werden weiterhin einige Vorschläge umgesetzt, welche die Übersichtlichkeit dieser Darstellungen erhöhen soll. 

Im ersten Kapitel wird zunächst auf die Problemstellung eingegangen und das Ziel dieser Arbeit definiert. Anschließend werden Grundlagen bezüglich des Datenschutzes geschaffen. Danach werden verwandte Arbeiten zu dieser Thematik vorgestellt und die Ergebnisse gezeigt. Im vierten Kapitel wird ein Konzept erarbeitet, welches genutzt wird, um die verschiedenen Darstellungen für die Datenschutzerklärung zu erstellen. Abschließend werden die Darstellungen in einer mobilen Applikation von 30 Probanden evaluiert. Dazu werden verschiedene Fragebögen, der System-Usability-Scale, der NASA Task Load Index und ein Feedbackfragebogen genutzt. Am Ende werden noch mögliche Verbesserungen zu den Darstellungen gegeben, welche bei zukünftigen Ausarbeitungen berücksichtigt werden können. 

Teilnahmemotivation in VR-Nutzerstudien

Sven Kreuz, 2021

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Thomas Barkowsky

Betreuer: Dr. Dmitry Alexandrovsky, Dr. Susanne Putze

Abstract:
Virtuelle Realität (VR) ist ein Gebiet, welches schnell wächst und an Bedeutung gewinnt. In der Forschung eröffnet diese Technologie völlig neue und immersive Anwendungen. Die Auswertung solcher Anwendungen geschieht meist mit der Hilfe von standardisierten Fragebögen. Die Forschung in Bezug auf die Motivation von Probanden solche Fragebögen zu beantworten ist generell sehr umfangreich. Es stellt sich allerdings die Frage, ob diese Forschung auf Anwendungen in VR übertragen werden können.

In dieser Arbeit wurde untersucht, inwiefern es sinnvoll ist, in VR-Studien, die Fragebögen enthalten, den Teilnehmenden die Wahl zu lassen, diese zu beantworten. Es wurde angenommen, dass die feiwillige Beantwortung einen positiven Einfluss auf die Ergebnisse hat. Zu diesem Zweck wurde als Teil dieser Masterarbeit ein sogenannter n-back-Test in dem VR-Spiel "Simply practise a cognitive exercise (S.P.A.C.E.) umgesetzt. Anschließend wurde eine Studie mit 20 Teilnehmern durchgeführt und ausgewertet. Die Probanden waren in zwei Gruppen unterteilt. Die eine Gruppe wurde nach jeder Spielrunde gezwungen, einen Fragebogen zu beantworten, um fortfahren zu können. Die anderen hingegen konnten sich für oder gegen eine Beantwortung entscheiden. Die Entscheidung hatte keine Auswirkung auf das Voranschreiten im Spiel. Die Beantwortung eines Fragebogens wurde allerdings belohnt.

Eine Auswirkung der freiwilligen Beantwortung konnte nicht gezeigt werden, obwohl die Teilnehmenden von den Fragebögen deutlich gestört wurden. Allerdigns macht diese Arbeit deutlich, dass sich Forschungsergebnisse aus anderen Bereichen nicht so one weiteres auf Anwendungen in VR übertragen lassen. Es ist davon auszugehen, dass die kleine Teilnehmerzahl mögliche Signifikanzen verschleiert hat. Es wird desahalb dirngend geraten, die Studie mit einer größeren Teilnehmerzahl zu wiederholen.
 

From Powerpoint Slides to Video Overlapped Presentation Elements: Ways of Presenting Information in Times of Online Meetings

David Montoya Castaño, 2021

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Andreas Breiter

Abstract:
Background: Since the COVID-19 pandemic started, several institutions, schools, and universities have had to switch their courses to a virtual format. However, the perceptions of students towards this type of education are usually negative. This work proposes a novel framework to create virtual presentations that work with regular video conferences software.
Objective: This thesis aims to present and evaluate the framework for creating Video Overlapped Presentation Elements (VOPE), an alternative to the use of Powerpoint slides during virtual conferences for education.
Methodology: 60 persons were asked to watch one of two presentations about the topic of Seismic Engineering. Both presentations contained the same information, but they differed in the type of software used to present the visual elements. The first presentation used Powerpoint, whereas the second was made using the framework presented in this work. The gain of knowledge, as well as the subjective perception of the presentation, was measured using questionnaires.
Results: the VOPE framework shows comparable rates of knowledge and statistically equal levels of perception in almost all of the metrics measured in comparison to Powerpoint.
Conclusion: The framework presented in this thesis shows an almost identical performance compared to Powerpoint. Future research and effort could be made in order to improve the VOPE system. However, the current state of the system is a viable alternative to Powerpoint.
 

Digital Mindfulness and Slow Design to build meaningful connections in Mobile Instant Messaging

Ana Rita Goncalves Freitas, 2020

Gutachter: Dr. Nina Wenig

Abstract:
Instant Messaging (IM) as a medium of communication entered the everyday of computer users over 20 years ago. IM apps revolutionised the way we connect online by allowing the exchange of written messages in real-time. Today, Mobile Instant Messaging (MIM) apps prevail over computer apps. Apps on mobile devices, such as Whatsapp, Facebook Messenger, Telegram, etc., have allowed people to stay in touch whenever they want, regardless of where they are. Although there are benefits of living in a hyperconnected world, being 'always on' regarded as the new normal can be problematic. Our pre-disposition to live driven by instant gratification has put many in a position where multitasking and multicommunication has become the norm. From endless distracting notifications to lower empathy levels, mental well-being and relationships are harmed when focus is shifting from task to task and while offering a 'budgeted' social presence to others. Exploring digital mindfulness and slow design principles to break the norms of MIM apps, could be the way forward to give users the tools to regulate and reflect on their use of this type of communication while caring for their mental well-being and improving relationships. The purpose of this thesis is to explore how the problems that emerge from the current design of mobile devices and their mindless use can be addressed. This is achieved through an analysis of the digital mindfulness and slow design principles and definition of slow messaging, accompanied by the proposal of a novel concept for a MIM app. This app concept aims to tackle the design flaws linked to the origin of the aforementioned problems and explore how slow messaging principles can shape messaging platforms. 
 

Entwicklung und Evaluierung eines intelligenten Sleep-Timers mit Hilfe von Wearables

Tibor Leon Hahne, 2020

Gutachter: Prof. Dr. Johannes Schöning, Dr. Dirk Wenig

Kurzzusammenfassung:
Audiomedien wie beispielsweise Hörbücher, Podcast oder Entspannungsgeräusche, werden oftmals von Menschen zum Einschlafen gehört. Hierbei kann das Problem entstehen, dass die Wiedergabe der Medien fortgeführt wird, obwohl der Hörer bereits  eingeschlafen ist und diesem somit in seinem Schlaf stören. 

In dieser Masterarbeit wird die Applikation Sleep Well umgesetzt, die eine moderne Implementierung eines Sleep-Timers darstellt. Anhand von Pulsdaten erkennt Sleep Well den Einschlafzeitpunkt des Nutzers und stoppt daraufhin die Medienwiedergabe. Die Pulsdaten werden von einer Apple-Watch erhoben, die in Verbindung mit einem iPhone steht. Schläft der Nutzer, erkennt Sleep Well dies und sendet daraufhin ein Signal von der Apple-Watch an das iPhone, um dort die Medienwiedergabe zu beenden. 

Im ersten Kapitel wird die Problemstellung und das Ziel der Masterarbeit abgehandelt. Anschließend werden verwandte wissenschaftliche Arbeiten zu der Thematik von Sleep Well vorgestellt. Im Konzeptteil werden die Anforderungen definiert und die grundlegende Struktur der Applikationen dargestellt. Des Weiteren wird im Kapitel der Implementierung detailliert auf die Umsetzung von Sleep Well eingegangen. Hierbei wird die Schlaferkennung behandelt sowie die Apple-Watch-Applikation und die iPhone-Applikation hinsichtlich Implementierung und Nutzeransichten beschrieben. 

Abschließend wird Sleep Well von 4 Probanden getestet und die erhobenen Daten ausgewertet, wobei auf die Genauigkeit der Schlaferkennung von Sleep Well eingegangen wird und die Nutzererfahrungen der Probanden ausgewertet werden. Außerdem wird die Nutzbarkeit mit der System-Usability-Scale bewertet. Aus den Tests der Evaluation werden zu guter Letzt mögliche Probleme von Sleep Well herausgestellt und Verbesserungen für eine zukünftige Implementierung angestoßen. 

Szenarien der Digitalisierung in kommunalen Wohngeldbehörden unter Einbeziehung von

Marten Borchers, 2021

Gutachter: Dr. Nina Wenig, Prof. Dr. Iris Kirchner-Freis

Privacy Policies as Serious Games: An Evaluation of a Novel Take on Policies as Escape Games.

Jette Ternieten, 2021

Gutachter: Prof. Dr. Johannes Schöning, Prof. Dr. Rainer Malaka

Betreuer: Carolin Stellmacher

Introduction:

Online services have become omnipresent and often unavoidable in everyday life. At the same time, attention to the issue of privacy in the digital space is growing at a fast pace. The privacy policies of these services describe how the collected user data iss handled. But these legal texts are often long and written in technical language. However useres have no other resources to find out to what extent personal data is collected from them and used other than to read the privacy policies. Moreover, many studies have shown that this usually does not happen and that users generally do not read privacy policies [5, 104, 118]. Identified factors are not only the length of the text, but also the language in which the policy is written, which often requires a high level of text comprehension skill to understand. A resulting problem is users agreeing to privacy plicies without understanding what exactly they are agreeing to, preventing them from making a digitally sovereign decision about their own privacy. An improved understanding of the content of privacy policies gives users more guidance to make an informed decision. It is important for users to know what kind of data is collected form them, or whether it may be used for advertising purposes and shared with third parties.

The complexity of data protection is constantly increasing, especially as platforms and technology evolve. Privacy policies are likewise growing in length to cover new laws and regulatins. Considering that even shorter privacy policies are not read by useres [120], the necessary trend for longer policies will likely worsen the problem. On the contrary, users are not unconcerned about preserving their privacy [66, 89, 111]. Many are expressing worries and uncertainty about how much personal data is being collected and passed on. However, this concerned privacy attitude has little influence on actual privacy behavior in the context of online services.

So far, very little has been done to bring privacy policies closer to users and to address the issue that such documents are not read. There have been attempts to make user interfaces more open in order to make it possible to see which data users are passing on and to enable useres to regulate the passing of this data [79, 94]. But these approaches cover only a fraction of the present privacy issues.

In this thesis, a new approach to improve users' understanding of privacy policies was developed by using a game as a medium. Studies suggest that digital games have the capability to positively influence knowledge, skills, attitudes and behaviors regarding a topic [68, 81, 87]. By using serious games, users could be more likely to engage with the content of the privacy plicy, improve their understanding and be concerned with the topic for longer periods of time [35]. If the content of privacy policies is included in the tasks of a game, information retention could be improved [14]. Based on these findings, the reserarch question arises as to wheter the understanding of privacy plicies can be improved through a privacy policy game. Note htat such a game is not intended as a substitute for the privacy plicy, but purely as a supplementary tool, since the privacy plicy is still a necessary, legal document. Consequently, a privacy policy game could arouse users' interest in the topic. Users could lose their apprehension of the topic by getting in touch with its content and their interest in the topic could increase. Ultimately, a privacy plicy game could enable users to make an informed decision about sharing their personal data which gives back some empowerment to the users over their data privacy by providing more approachable and intelligible privacy policy information.

User-Generated Procedural Instructions for Voice Assistants

Mohamadzaman Salehi, 2021

Gutachter: Dr. Nina Wenig, Prof. Dr. Andreas Breiter

Abstract:

This study focuses on the use case of voice assistants in guiding a person to perform a
set of tasks on a 3D puzzle as a simulated kit that can resemble simple activities in daily
life. In this scenario, one person provides the step-by-step information to the voice assistant.
A second person (task performer) can follow the recorded instructions using the assistant
and perform the tasks on the puzzle playground. At least two main factors influence the
experience of the task performer. The first one is the speech characteristics of the recorded
instructions, such as talking style, voice tone, and speaking speed. The second factor is the
content of the instruction. This study investigates the influence of these two factors on the
user experience in the mentioned scenario, using a web-based voice assistant. To meet this
thesis objectives, three prototypes, one voice assistant with AI-generated voice and two voice
assistants with human recorded voice (one female and one male) with different content and
voice characteristics, are designed, developed, and evaluated.

Linguistic Alignment in Natuarl Language Processing for Conversational Agents

Laura Spillner, 2021

Gutachter: Dr. Nina Wenig, Prof. Dr. Tanja Schulz

Abstract:
Natural language is playing an increasingly important role in human-computer interaction: Intelligent assistants, voice agents, and chatbots are becoming ubiquitous in our daily lives. However, these conversational agents still suffer from misunderstandings due to non-standard language, missing context, and a lack of situational awareness. In human communication, misunderstandings can be prevented or repaired through a phenomenon called linguistic alignment. Speakers tend to imitate each other's choice of words and sentence structures, eventually converging on a similar language style as well as a shared understanding of the situational context. This effect has a significant impact on interaction between humans. Conversation partners that align more strongly are perceived more positively, and when solving tasks together, alignment can reduce the perceived workload during the task. Previous studies have shown that humans will align to computers and conversational agents when interacting with these. Therefore, this thesis presents different strategies with which an alignment effect can be integrated into a conversational agent. A goal-oriented chatbot was implemented, which can give users information about movies running at a local cinema. Aligned responses to user queries are generated using both deep learning and rule-based methods; by substituting terms based on semantic similarity and utilizing grammatical transformations. The chatbot was evaluated through an online user study with 75 participants as well as a supplementary qualitative study in which four users were interviewed. The results show that implementing alignment in a chatbot can indeed improve user interaction, by reducing perceived user workload, effort and frustration during a task, and increasing user engagement. Alignment has the potential to improve conversational agents by adapting the agent's language use based on the user, leading to a more natural interaction. 

Zusammenfassung:
Natürliche Sprache spielt eine immer wichtigere Rolle in der Mensch-Computer-Interaktion: Intelligente Assistanten, sprachbasierte Agenten und Chatbots werden in unserem täglichen Leben immer allgegenwärtiger. Diese Konversationsagenten sind jedoch noch immer anfällig für Missverständnisse aufgrund von unüblicher oder inkorrekter Sprache, fehlendem Kontext und einem mangelndem Verständnis der Situation. In der menschlichen Kommunikation können Missverständnisse durch einen Effekt verhindert oder behoben werden, der als 'Linguistic Alignment' bezeichnet wird: Sprecher imitieren gegenseitig Wortwahl und Satzstrukturen, und konvergieren schließlich auf einen ähnlichen Sprachstil und ein ähnliches Verständnis des Kontextes der Konversation. Dieser Effekt hat erheblichen Einfluss auf die Interaktion zwischen Menschen. Konversationspartner, die stärker 'aligned' sind, werden positiver wahrgenommen. Wenn zwei Gesprächspartner gemeinsam eine Aufgabe lösen müssen, führt höheres Alignment zu einer niedrigeren Arbeitsbelastung. Bisherige Studien haben gezeigt, dass der Alignment-Effekt auch von Menschen zu Computern oder Konversationsagenten stattfindet. Daher stellt diese Arbeit Strategien vor, mit denen ein Alignment-Effekt in einen Konversationsagenten integriert werden kann. Ein ziel-orientierter Chatbot wurde implementiert, welcher Nutzern Informationen zu Filmen in einem lokalen Kino geben kann. Antworten die mit der Sprache des Nutzers 'aligned' sind werden durch durch Regel-basierte und 'Deep Learning'-basierte Methoden generiert, indem Terme anhand ihrer semantischen Ähnlichkeit ausgetauscht werden und Sätze grammatikalisch transformiert werden. Der Chatbot wurde in einer Online-Nutzerstudie mit 75 Teilnehmern evaluiert. Zusätzlich wurde eine qualitative Studie durchgeführt, in der vier Nutzer zu ihrer Wahrnehmung des Chatbots interviewt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Alignment-Effekt in einem Chatbot Arbeitsbelastung, Anstrengung und Frustration beim Lösen einer Aufgabe verringern kann, und Nutzer-Engagement verstärken kann. Alignment hat das Potential Chatbots zu verbessern, indem der Sprachstil des Agenten an den Nutzer angepasst wird, welches zu einer natürlicheren Interaktion führt. 

 

Untersuchung snacking-unterstützender Spielmechaniken im Kontext von Serious Games

Jendrik Grittner, 2020

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Rene Weller

Zusammenfassung:

Serious Games können unter anderem zur Vermittlung von Wissen oder Fähigkeiten genutzt werden und profitieren dabei von den motivierenden Effekten eines Spieles. Der dabei entstehende Lerneffekt ist wie bei den klassischen Methoden von der Regelmäßigkeit und der Länge der Lerneinheiten abhängig. Ein von kurzen regelmäßig wiederholten Lerneinheiten geprägtes Verhaltensmuster (Snacking) hat Im Kontext von Serious Games das Potenzial, eine Reihe von positiven Effekten hervorzurufen. Die Analyse solcher Muster wird in der Forschung aber bisher eher vernachlässigt. Um herauszufinden, welchen Einfluss die bereits von Alexandrovsky et al. extrahierten Snacking unterstützenden Dynamiken: Instant Rewards, Novelty, Mission Completion, Waiting and Blocking auf das zeitbezogene Spielverhalten im Kontext von mobilen Serious Games haben, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeiten zwei Nutzerstudien durchgeführt. Dafür wurde ein mobiles Mathematik-Serious Game entwickelt, bei dem di Implementationen der Dynamiken (Mechaniken) einzeln und dynamisch aktiviert werden konnten. Nachdem das Spieldesign mit der ersten Studie validiert war, wurden mit einer zweiten "in-the-wild" Studie die Wirksamkeit der verschiedenen Mechaniken hinsichtlich des Snacking Schemas und der Nutzerbindung geprüft. Die Ergebnisse zeigten, dass die Mission Completion Dynamik den wohl größten Effekt auf Snacking Pattern und Nutzerbindung hat und implizierten darüber hinaus, dass mobile Plattformen auch positiv aud die Erzeugung eines Snacking Schemas auswirken.
 

How To Learn Push-Ups During A Pandemic - Evaluating Push-Up Performance With A Smartphone Through Machine Learning Algorithms

Bastian Dänekas, 2020

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Tim Laue

Betreuer: Georg Volkmar

Abstract:
Incorrect exercise performance can lead to injuries even during self-weight exercises. These injuries can be avoided by dynamically improving the quality of execution. Licensed trainers can improve the execution, but they are usually expensive and limited in time. The goal of this thesis is to investigate a system that can detect the execution quality by machine learning algorithms and by using the kinematic data of an IMU built into a smartphone. For this purpose a system consisting of an Android application for data collection and a Python application for analysis was designed. The scope of this work was limited to the analysis of push-ups. Due to the ongoing Covid-19 pandemic the data collection could only take place under very limited circumstances. These conditions do not allow a reliable answer to the research question. However, the analysis of the exercise performance of a specific subject provided a first indication that such a system can make accurate predictions. 

Weight Perception in VR: A Novel Haptic VR Controller with Adaptive Trigger Button Resistance

Carolin Stellmacher, 2020

Gutachter: Prof. Dr. Johannes Schöning, Prof. Dr. Rainer Malaka

Abstract:
It is challenging to simulate physical properties of virtual objects in virtual reality (VR). Current standard VR controllers and software-based approaches cannot render the appropriate haptic stimuli to the hand and are therefore limited in providing a realistic haptic sensation. This thesis explores adaptive trigger button resistance as a novel interaction technique to resemble a perception of virual weight in VR. We iteratively implemented two haptic VR controllers with different spring mechanisms for a dynamic adjustment of the resistance. Thus, users need to adapt their index finger force to grasp virtual objects of different virtual weights. Two psychophysical user studies evaluated the impact of both controllers. The results showed that the adaptive trigger button resistance enabled participants to experience different virtual weights. The evaluation also identified participants who did not notice the change in the haptic stimuli. This demonstrated a new perspective on the haptic perseption of spring tension in VR.

Alternative Recognition Error Handling in a Voice-Based Video Game

Tobias Schnackenberg, 2020

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dennis Paul

Betreuer: Nima Zargham

Abstract:
Advances in speech recognition, language processing, and natural interaction have led to increased industrial and academic interest. While the robustness, vocabulary, adaptability, and usability of such systems are steadily increasing, speech-based systems will remain susceptible to recognition errors. This is commonly due to the vastly noisy input format, consistently exposed to varying hardware quality, background noise, and the large spectrum of voice characteristics making intelligent error handling of utmost importance for the success of those systems. 

When voice interfaces are used to create voice-controlled games the frequency of errors is even higher. Players tend to speak fast and unclear when being in a stressful situation in-game. The user experience of a voice-controlled game is massively impacted by the rate of occurring errors, as well as the way the game handles those. 

In this work, I evaluate (N = 34) the user experience of optimal error handling (given that optimal decisions can be found) versus traditional, repetition-based error handling, situated in a voice-controlled video game. The created prototype is about a player impersonating a shepherd controlling a dog with the voice to bring back escaped sheep to the meadow. The prototype has been tested in online video call sessions on two groups with a repetition-based and optimal recognition error handling. 

Along with the main study an uncontrolled side study (N = 15) has been done. 

The results indicate that implementing error handling can improve the usability of a system if it follows the intention of the user. Otherwise, it impairs the user experience, even when deciding for technically optimal decisions. 
 

Cognitive User Interfaces in Virtual Content Creation

Boxuan Liu, 2020

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. René Weller

Betreuer: Georg Volkmar

Tangiblesubstitution in VR: Ein Verfahren zur Reduktion gleichzeitig benötigter Tangibles bei der Interaktion in Virtueller Realität

Fabian Hesse und Tobias Haker, 2020

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Rolf Drechsler

Betreuer: Dmitry Alexandrovsky

Zusammenfassung:
Die Verwendung von Tangibles zur Erzeugung von haptischem Feedback bei der Interaktion in Virtueller Realität wird bereits seit mehreren Jahren erforscht. Eine Möglichkeit ist es jedes virtuelle Objekt durch genau ein physisches zu repräsentieren. Die Anzahl verwendeter virtueller Objekte wirkt sich dabei jedoch auf die Anzahl benötigter Tangibles aus. So ist es nicht möglich mit einer beliebig komplexen Szene zu interagieren, ohne zuvor die benötigte Anzahl an Tangibles für die Interaktion bereitzustellen. Da der Nutzer virtuelle Objekte in VR unabhängig davon sehen kann, ob sie derzeit eine physische Repräsentation besitzen, ist es nicht notwendig alle virtuellen Objekte gleichzeitig mit einer physischen Repräsentation zu versehen. In dieser Arbeit stellen wir Verfahren vor, welche es ermöglichen mehrere virtuelle Objekte durch eine begrenzte Anzahl physischer Objekte zu repräsentieren. Dazu entwickeln wir motorisierte Tangibles und lassen sie in Echtzeit dynamisch die Identität verschiedener virtueller Objekte einnehmen. Wir stellen eine Studie vor, welche unsere Umsetzung erforscht, indem wir ihre Auswirkungen auf die Nutzbarkeit und Präsenz des Nutzers in VR evaluieren. Abschließend diskutieren wir bei dem geplanten Studiendesign zu erwartende Ergebnisse bezüglich der praktischen Relevanz der Verfahren. 

Collecting Accessibility Information of Indoor Environments semi-automatically using Neural Networks

Melina Cahnbley, 2019

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Benjamin Tannert

Abstract:
This master's thesis explores the practicability of collecting accessibility information for public buildings automatically which helps people with a physical impairment to live a self-determined life. Even though providing detailed accessibility informatin is very important, only few cities collect such information as they have to be taken manually by trained employees. Some applications like Wheelmap and Google Maps are gathering accessibility information worldwide through crowdsourcing. However, thesee information consist of labels and provide less details about the accessibility of a building than manually taken one.

The practicability of collecting accessibility information automatically was tested with a developed system which can detect a subset of barriers and facilities in amages and take measurements of one barrier. The conducted test shows that in general information can be gathered automatically with a trained Convolutional Neural Network and an algorithm for calculating measurements from images. However, the methods used in this master's thesis have to be improved to ensure accurate detections and measurements as the automatically calculated results differed by 0.48 meter on average from the real ones. Therefore, future work has to be done for using such a system to collect accessibility information automatically by untrained colunteers globally.

Untersuchung eines Lootbox Belohnungssystems im Serious Games Kontext

Sven Dahn, 2019

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Ute Bormann

Abstract:
Videogames have been using reward systems based on luck and randomness since the mid 2000s. For years, they have been regarded critically and laws have been passed to limit them, due to their poential to both retain customers as well as to cause addiction. It is clear however, that reward systems offer a big potential to motivate users. This thesis asks the question, if these systems can be used to positively affect people. For this, the concepts of exergames as well as motivation and reward systems are explained. A software design based on this research is presented and evaluated. The evaluation concludes, that lootboxes could not significantly improve user motivation in the presented context.

Untersuchung verschiedener Direct Manipulation Techniken und ihres Einflusses auf Epistemic und Pragmatic Actions

Fabian Kues, 2019

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Felix Putze

Betreuer: Thomas Münder

Zusammenfassung:
Im Rahmen dieser Masterarbeit soll untersucht werden, wie sich Epistemic Actions und Pragmatic Actions bei verschiedenen Direct-Manipulation-Techniken verhalten. Das menschliche Verhalten um bestimmte gerade auch kompliziertere Probleme zu lösen kann (unter anderem) in Epistemic und Pragmatic Actions unterteilt werden. Bei Pragmatic Actions wird eine Aktion durchgeführt, um ein Ziel direkt zu erreichen. Bei Epistemic Actions sind es oft mehrere Aktionen, die einzeln betrachtet nicht direkt zum Ziel führen, sondern den Weg zum eigentlichen Ziel erleichtern sollen. Dies geschieht dadurch, dass sie die kognitive Belastung des Menschen verringern, indem die Umwelt verändert wird. Auf diese Weise werden versteckte oder schwer zugängliche Informationen leichter enthüllt. Diese Aktionen helfen also dem menschlichen Denkprozess dadurch, dass sie die Komplexität der Aufgabe verringern.

Bisherige Forschungen zeigen, dass gerade Epistemic Actions bei Tangibles oder 'Tangible User Interfaces' (kurz TUI) neben der Usability ein wichtiges Kriterium zur Bewertung eines Tools sein können, während diese Aktionen bei klassischen 2D-Interfaces eher unwichtig ist. Doch wie gestaltet sich die Situation mit Virtual Reality (oder kurz VR-Anwendungen)? 

Um den Einfluss von Epistemic und Pragmatic Actions in VR-Anwendungen zu untersuchen, wurde in dieser Arbeit eine Nutzerstudie erstellt. Die Nutzer sollen eine dem Schach ähnliche Anwendung in VR, Tangibles sowie in einem klassischen 2D-Touch-Interface abschließen. Dabei werden die Epistemic und Pragmatic Actions gezählt, um dann ausgewertet zu werden. 

Substituting disconnected players with player modeled agents in online multiplayer games: An evaluation about awareness, believability and player experience

Ioannis Bikas, 2019

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Johannes Schöning

Evaluation von multisensorischen Antizipationshilfen für Performance animation in Virtual Reality

Stefan Witt, 2019

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Rene Weller

Perspective Switching in Video Games to Train Creativity

Kim Korsching und Filiz Resim, 2019

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Joydeep Bhattacharya

Abstract:
Creativity is a vital skill in a variety of fields, especially for innovation and promblem solving. There has been considerable research into techniques and activities to enhance an individual's creative performance. However, the potential of video games in this respect has not been given adequate attention so far. Video games have been repeatedly shown to be ideal tools for learning and training, effectively enhancing cognitive skills while also being intrinsically motivating. In this thesis, we examined the potential of video games to serve as creativity training tools, spcifically for training flexible attention, which constitures a core component of cretivity. we have developed a computer game which trains flexible attention by enabling the player to switch between local and global perspectives in the game world. The game's effects on visual attention and multiple cretivity measures were examined, with confounding factors such as mood, game enjoyment and perceived workload being controlled for. Results were compared to three control conditions (random perspective swithcing and single perspectives only). We found partial support for our hypothesis: Results showed that perspective switching in the game did indeed affect visual attention abilities, and that in particular less creative individualsbenefited from playing games in the switch condition. We discuss implications for cretivity and video games research, and identify aspects of the game mechanic and experiment design which could be improved in future work.

Intuitive 3D-Model Search in VR usingNatural User Interfaces in a Previsualization Context

Roman Arzaroli, 2019

Gutachter: Dr. Dirk Wenig, Prof. Dr. Gabriel Zachmann

Betreuer: Dr. Dirk Wenig

Abstract:
Through advances in science and industry, virtual reality is on the cusp of entering everyday life in professional and personal environments. This immersive way of presenting 3D environments is enabled by new input and output devices. Traditional design processes regarding interaction need to adapt to new paradigms. Apart from creating entirely new experiences that were impossible before, this new context can also augment already existing workflows, leveraging its more natural interaction and presentation style concerning virtual environments. This thesis explores the user interface design space opened up by readily available VR technology in a professional context, namely the context of media content creation industries such as television, film and games. In an extensive discussion of related scientific work and industrial applications, its focus is narrowed down to the area of film previsualization and further to the embedded task of retrieving 3D assets. Thus, the feasibility of new 3D object retrieval user interfaces in the context of VR is examined. Focusing on experimenting with different degrees of natural interaction, three different software interfaces were developed focusing on different degrees of naturalness in their input modalities: sketching, virtual typing and natural language. All prototypes were developed using a slimmed down usability engineering process and share a common back-end in which 3D assets are stored and associated with tags in a one-to-many configuration. This setup matches a common use case within the design of virtual environments during previsualization stages of creative projects. Every object retrieval type maps user input to asset tags. A prototypical object placement and manipulation system was additionally implemented in order to facilitate the testing of a complete task found in previsualization workflows. All prototypes were evaluated with usability metrics, using a within-subjects study design. Study results point towards the possibility of their adoption, with all of the interfaces showing promising initial results. Further investigations are needed in order to fully embed them in more realistic work contexts. As a result, the design space was successfully explored. 

Collecting Accessibility Information of Indoor Environments semi-automatically using Neural Networks

Melina Cahnbley, 2020

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Benjamin Tannert

Interactive Stairs: Using Sensors and the Microlife Concept to Encourage Seniors to Climb Stairs

Leen Touma, 2019

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Susanne Boll

Abstract:
Nowadays being physically active should be part of the daily routine of all people young and old. However, the challenge is how to integrate physical activities into our lifestyles. Especially for elders where behavior change is not an easy process, and sustaining the new behavior requires a lot of effort.
This thesis presents a way for helping older adults aged between 65 and 75 become physically active through encouraging them to use the stairs instead of taking the elevator. the prototype wasw developed to motivate seniors to climb stairs using sensors and the microlife concept. The study relies on exiting research in the domains of older adults and new technologies and older adults and multimodel interaction.
The prototype was evaluated over two iterations during the design and implementation process. The final version of the protoype was tested with eight older adults (65-75), five females and three males. the main goals were to examine the user acceptance of the prototype concept according to the Technology Acceptance Model (TAM) and the user understanding.
The results showed that using the new technologies could encourage older adults to climb the stairs as long as they are convinced that using this technology will improve their lives or add more value.

Hohes Präsenzgefühl in der virtuellen Realität, Depressionssymptome und Selbstwirksamkeitserwartung

Jeremy Takeru Theis, 2019

Gutachter: Prof. Dr. habil. Bernd Six, Prof. Dr. Rainer Malaka

Betreuer: Dmitry Alexandrovsky

Trainingsdaten zur Objekterkennung

Sebastian Bliefert, 2019

Gutachter: Prof. Dr. Udo Frese, Prof. Dr. Rainer Malaka

Similarity visualization of structured experimental data

Markus Niggemann, 2019

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Felix Putze

Betreuerin: Susanne Putze

Influence of Crash Experience on Driver's Situation Awareness

Nourelhoda S. K. Mohamed, 2018

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Christian Freksa

Abstract:
Driving a vehicle requres practives and exercises, particularly for hazardous situation. In general, driving is an activity that requires the humans mental and phsysical abilities to achieve safe driving. In hazard situations, drivers must have the cognitive abilities to detect and anticipate hazards. In additions, they must have knowledge that empowers them to react in a proper way. In such situations, a wrong action may lead to significant damages and dramatic consequences. At the same time, physical real training of driving hazard situationsis limited, due to crash consequences. In this thesis, we argue using the crash experience to enhance drivers' hazard perception. From a cognitive perspective, raising drivers' awareness of the crash and its physical damage consequences would influence their driving behaviours. We utilized BeamNG.drive that provides a dynamic soft-body physics vehicle simulation. We developed a practival study, when participants are required to drive certain scenarios - typically to reality - to learn a specific traffic situation (e.g. yield to priority road). We implemented carious learning scenarios for hazard situations. In this study, two learning modules are proposed: instructional video experience and dynamic physical crash experience. After learning, participants drive an evaluation scenario, where their dirving performance is assessed by quantitative and qualitative measures. The study usability and usefulness, as well as, participants' enjoyment and tensions are evaluated by qualitative questionnaires. Statistical analysis shows significant influences of crash experience in raising participant's awareness of crash regardless of their age or their previous driving experience. The findings illustrate the feasibility of the developed study and consequently proofs the proposed hypotheses.

Developing and Evaluating Web-Based Module-Instantiations for Flexible Curricula

Mostafa, 2018

Gutachter:  Dr. Robert Porzel

Abstract:
 

Tangible Design zum Algebra Lernen am Tablet

Stefan Bollen, 2018

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Angelika Bikner-Ahsbahs

Abstract:
Many students struggle with mathematics and especially with algebra. An additional feedback while working on exercises can reduce these problems. As part of this thesis, a digital system for tablets was developed to support the learning process in algebra. After each step of the calculation the user gets some feedback concerning the correctness of the equation. The system can be operated by multi-touch or indirect tangible input. Tangibles are real graspable objects, which represent, like their digital counterparts, variables and numbers in this application. These tangibles are detected by the tablet camera and shown on display. Some advantages of tangibles are haptic feedback, naturalness and inviting quality. Nevertheless, these advantages are depending on the application context. Therefore, the benefits of tangibles compared to multi-touch input are examined in this thesis. A study with 22 seventh-grade students shows that the system usability with tangible input is significant higher than with touch. Yet, the performance of both versions is quite similar and most of the advantages known for tangibles can not be confimed.

Grip Firmness in Virtual Reality

Michael Bonfert, 2018

Gutachter:  Prof. Dr. Johannes Schöning, Dr. Robert Porzel

Design, Implementation and Evaluation of a Use Case Based Interactive Map Customization Editor

Inga Lehne, 2018

Spielerische Interaktion mit einer Sandkiste in VR

Timo Stabbert, 2018

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Gabriel Zachmann

Abstract:
Augmented Sandboxes open up new possibilities for users to express themselves in playful and creative ways or to visualize complex models. Many solutions lack interaction possibilities and offer no immersive experiences such as exploring the landscape from an inside first person perspective. We expand the interaction space of these sandboxes into virtual reality (VR), thus allowing users to create, modify and explore their own landscape which has been formed by interaction with real sand, as well as extending their creation with virtual tools while wearing a head-mounted display (HMD). In this paper, we present VRBox, our VR-sandbox system, consisting of a box of sand, triple Kinect depth sensing and virtual reality HMD, hand tracking for freehand gesture interaction as well as a use case in which users create and explore their own world. Our work explores the topic of how to integrate natural materials into VR to create rich haptic interaction, as well as how to track and visualize these materials. In a qualitative evaluation with nine experts from computer graphics, game development and education, we identify potentials, limitations as well as future application scenarios.

Effects of Physical Interaction While Sport Climbing in Virtual Reality

Peter Schulz, 2018

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Johannes Schöning

Abstract:
In this thesis, we explore different modes of physical interaction for sport climbing in virtual reality (VR). Therefore, we conducted an experiment to compare the manifestation of stress, anxiety, and presence at subjective and physiological level. The experiment consisted of three conditions: climing in reality (top rope), and climining in VR (free solo), once with hand and footholds as props and once by using gema controllers. All climbing happende in a (simulated) heigth of 10m. we implemented an infrared overlay and utilized tracking to visualize hands and feet in VR, respectively. The subjects gave self-reports on anxiety and presence and we measured heart rate (HR), heart rate variability (HRV), resperatory rate (RR), and electrodermal activitay (EDA). These biosignals were fuesd and recoded with a custom -made Android App. Participants were 28 average climbers (13 female, age 15-55). At the level of subjective experience, we found that climbing with props in VR resulted in significantly higher reports of anxiety and climbing in reality. Regarding the VR scenarios, the prsence was significantly higher for climbing with props instead of controllers. At the physiological level, we only found a decreased mean R-R interval (mRRI) for climbing with props. These results indicate that height-induced anixety in climbing can be reproduce in VR and that props are required to do so.

Between the Devil and the Deep Blue Sea

Maziar Elmi Sarabi, 2018

Gutachter:  Prof. Dr. Johannes Schöning, Dr.-Ing. Tanja Döring

Authoring for Scientific Experiments in Material Sciences

Martin Hanci, 2018

Gutachter: Dr. Robert Porzel, Dr. Susanne Maaß

A comparative research study about the advantages of interactive visual facets in search experience over traditional non-faceted search in enterprise application

Jay Joshi, 2018

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Benjamin Walther-Franks

Abstract:
Digitization has become the cornerstone of the operations of most global businesses. It's after effect is that most companies need complex enterprise software to stremline their processes. In spite of being complex in their architecture, their user interfaces need to be interactive and simple so that they can be accessed by any kind of user. One of the major features that adds interactivity to the interface is the presence of facets and filters. The aim of this dissertation is to understand the degree to which the facets make an enterprise software interface user-friendly. A three-pronged approach has been used in this project. In the beginning, a contextual inquiry of 7 End users working on the CIM Database PC-Client was conducted. Based on their most frequently used attributes, a new interface of the Web-Client containing facets was designed. In the end, a user sutdy was conducted to compare the current version of the Web Client with Web-Client with faceted search UI. The results obtained from the user sudy confirmed that facets are an integral geature to make the search interface interactive and user-friendly.

User-generated VRET for Acrophobia

Stefan Finke, 2018

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Johannes Schöning

Abstract:
Exposure therapy is the most effective treatment for people who suffer from specific phobia such as acrophobia, fear of heights. Recent research ahs shown that virtual reality exposure therapy (VRET) is just as effective but solutions that include concepts like gamification and the inclusion of the therapost need yet to be explored. In this master thesis, expert interviews with psychotheraposts were conducted and based on their input, a concept for a gmified VRET was created. The concept was in part implenmented as a prototype which was used for an user-study to investigate if user-generated environments in VR affect the well-being and moti9vation when perceiving heights in VR. While the thesis could not prove noticeable differences between user-generated environments and static pre-determined environments, the prototype was intrinsically motivating. The thesis points at several directions for future work regarding using more gemified processes as well as creating a tool which also therapists can use to generate various context for specific phobia.

Performance Animation in VR

Felix Unger, 2018

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Gabriel Zachmann

Abstract:
The research question of this thesis is, what advantages the use of Virtual Reality in performance animation can offer. Two prototypical applications for recording animations with a motion capture suit directly in the virtual scene have been implemented. One is oriented towards standard desktop applications, the other has a VR interface.
For the evaluation, a study has been conducted, where participants had to solve animation tasks with both applications and rate each one in terms of usability and workload.
Despite some shortcomings in the design of teh applications and the study, it has become clear that the VR version has clear advantages towards the desktop application. VR can be used in performance animation for distinct additional value.

A serious game for music learning

Aaron Jöllenbeck, 2017

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Eva Verena Schmidt

Development of Digital and Playful Learning Simulations for Fundamentals of Algebra

Ali Riza Özoguz, 2017

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Bernhard Robben

Quality Assessment of Experimental Data

Srikanth Lam, 2017

Gutachter:  Dr. Robert Porzel, Prof. Dr. Martin Gogolla

Werkzeuge zur nutzergerechten Erstellung von Produktkonfiguratoren

Jan Christoph Thölken, 2016

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Andreas Breiter

Flexible printed electroluminescent displays for providing navigational information in surgery

Nils Langhorst und Markus Willems, 2016

Gutachter:  Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Chistian Freska

Betreuer: Dr.-Ing. Marc Herrlich

Abstract:
Current image-guided surgery systems in liver surgery utilize computer monitors for providing the surgeon with navigational feedback regarding orientation and positioning of a tracked instrument in a digital representation of a patient's liver including other anatomical structures such as bones, tumors and vessels. However, as these monitors are either standing next or in front of the surgeon problems regarding focus on the surgical procedure can emerge. During the intervention, the surgeon has to frequently switch focus between the situs and the monitor to obtain visual guidance information. This leads to interruptions in the procedure as the surgeon's attention cannot always be on the surgical instrument and therefore the full concentration on the intervention itself cannot be maintained. As a result, cognitive load can increase which may be intensified by other visual cues present in the operating room. We present an approach for needle-based interventions to provide navigational feedback directly in the situs by making use of a screen printed electroluminescent display. We have conducted an empirical user study comparing our approach with the state-of-the-art computer monitor approach. The results show positive tendencies regarding cognitive load and general usability for the electroluminescent display. A lower level of performance in terms of accuracy was observed, however, this can be attributed to the underlying application rather than the display itself.

Keywords: Image-guided surgery, screen printing, electroluminescent displays, human-computer interaction, liver surgery, minimal invasive, usability, cognitive load

Information visualization for intra-operative navigation on wearable displays

Parnian Tavakol, 2016

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Frank Dylla

Betreuer: Dr. -Ing. Marc Herrlich

Influence of Varying Appearance of Body Thickness of the Player Avatar on Motivation in Exergames

Anna Barenbrock, 2016

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Michael Lawo

Betreuer: Dr. -Ing. Marc Herrlich 

Interaction design for mobile HIIT applications

Christoffer Würfel, 2016

Gutachter: Dr. Robert Porzel, Prof. Peter von Maydell

Given systematic variations in the level of onboarding, examine consequent effects on two types of post experimental qualitative measuring techniques

Udita Sharma, 2016

Gutachter: Dr. Robert Porzel, Prof. Dr. Susanne Maaß

3D-Collages for Scene Creation

Asif Ahmed, 2016

Gutachter: Dr. Robert Porzel, Prof. Dr.-Ing. Gabriel Zachmann

Entwicklung eines modularen Systems zur Verwaltung wissenschaftlichter Daten

Daniel Böhrs, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Ute Bormann

Integration kognitiver Tests in Spiele

Saskia Müller, 2015

Gutachter: Prof.Dr. Rainer Malaka, Dr. Sabine Kuske

Betreuer: Dr.-Ing. Marc Herrlich 

Story and Interaction Elements for Meaningful and Comprehensible Transitions in a Multi-Genre Game

Daniel Apken, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dennis Paul

Betreuer: Dr.-Ing. Marc Herrlich

Effekte von Interaktionstechniken auf die Kognition im Kontext von großen Displays

Philipp Panhey, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Florian Alt

Betreuer: Tanja Döring, Stefan Schneegaß, Dirk Wenig

Expressive Freedom and User Experience in Pen-based Interfaces for Relation Specification

Björn Schaefer, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Andreas Breiter

Betreuer: Lutz

Expressive Freedom and User Experience in Pen-based Interfaces for Relation Specification

Björn Schaefer, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Andreas Breiter

Entwicklung eines modularen Systems zur Verwaltung wissenschaftlicher Daten

Daniel Böhrs, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Ute Bormann

Asynchronous Multiplayer Exergaming with Fitness Trackers

Xiaoyi Wang & Guangtao Zhang, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Bernd Robben

Using Mixed Reality Game mapping motion trajectories to everyday activities

Sabbir Ahmad, 2015

Gutachter: Dr. Robert Porzel, Prof. Dr. Gabriel Zachmann

Classifying Players in Action Real-Time Strategy Games Using Machine Learning

Christoph Eggert, 2014

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Michael Lawo

Betreuer: Dr.-Ing. Marc Herrlich

Beschleunigungstechniken von Kürzesten-Wege-Algorithmen in der Agenten-basierten Simulation

Maximilian Vaske, 2014

Gutachter: Prof. Dr. Michael Lawo, Prof. Dr. Rainer Malaka

Temporally Unlinked Multiplayer Exergaming with Fitness Tracker

Guangtao Zhang, 2014

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Bernhard Robben

Betreuer: Dr. Jan Smeddinck

3D Freihand-Steuerung für digitales Puppenspiel - 3D free hand control for digital puppetry

Kolja Lubitz, 2014

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Markus Krause

Betreuer: Dr. Marc Herrlich, Dr. Benjamin Walther-Franks

Interactive Intervention for Improving Patient-Doctor Communication

Simón Algorta, 2014

Gutachter: Dr. Robert Porzel, Prof. Dr. Andreas Breiter

Examining Visualization of Categorized Search Results for Exploratory Search

Ahmed Mostafa Mahmoud, 2014

Gutachter: Görg, Prof. Dr. Rainer Malaka

Betreuer: Dr. Robert Porzel

AT Brain computer Interfaces for Software Control in medical Interventions

Fariba Mostajeran Gourtani, 2014

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Felix Ritter (MEVIS)

Betreuer: Dr. Robert Porzel

3D Freihand-Steuerung für digitales Puppenspiel

Kolja Lubitz, 2014

Aufmerksamkeitsgesteuerte Interaktion in Multiscreen-Umgebungen

Moritz Bode, 2014

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Dennis Kranich

Brain-Computer Interface for Software Control in Medical interventions

Fariba Mostajeran Gourtani, 2014

Betreuer: Dr. Felix Ritter, Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Robert Porzel

Comparing Modalities for Kinesiatric Exercise Instruction

Jens Martin Voges, 2013

Betreuer: R. Malaka, J. Smeddinck

Abstract:
Bewegungsstörungen bei älteren Menschen sind ein relevantes Thema in der Gesellschaft und in der Wissenschaft. Bestimmte Krankheiten und das Altern an sich beeinflussen die Bewegungsfähigkeit. Physiotherapie ist ein vielversprechender Weg um motorische Beeinträchtigungen zu behandeln und ein essentieller Bestandteil medizinischer Rehabilitation. Sich wiederholende Übungen mögen als langweilig wahrgenommen werden. Forscher empfehlen den Einsatz von Exergames um die Therapie zu unterstützen. Auf die Bedürfnisse zugeschnittene Spiele werden gebraucht, da kommerzielle Spiele nicht für die facettenreiche Zielgruppe der älteren Patienten geeignet sind. Die Studie in dieser Arbeit untersucht, wie Übungen wahrgenommen und nachgemacht werden, wenn sie in einer virtuellen Umgebung dargestellt werden. Die virtuelle Darstellungsform wird mit der direkten Instruktion durch einen Menschen und einem Video verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die direkte Darstellung den anderen vorgezogen wird. Jedoch ist die angewandte virtuelle Darstellung kein komplettes Exergame, daher ist weitere Forschungsarbeit nötig.

Cross-system 3D-Interaction with mobile and stationary devices

Jan Dornbusch, 2013

Patient-centered Configuration Interfaces for Video Games in Physiotherapy

Björn Mellies, 2013

Betreuer: Rainer Malaka, Jan Smeddinck

Digital Games for Voice Treatment

Ronald Meyer, 2013

Betreuer: Rainer Malaka, Markus Krause

Abstract:
Diese Arbeit befasst sich mit der Konzeptionierung, Implementierung und Evaluation eines Prototypen für ein sprachtherapeutisches Computer-Trainingsspiel für Patienten mit Parkinson-Syndrom. Die Behandlung von Sprachstörungssymptomen wird analysiert und eine klinisch getestete Methode im Detail betrachtet: Das Lee Silverman Voice Treatment®, dessen Eigenschaften letztlich als Grundlage zur Konzeptionierung des für diese Arbeit angefertigten Prototyps benutzt werden. Verschiedene Softwareprodukte werden untersucht, die für die Indikation und Behandlung von Sprachstörungen benutzt werden. Des weiteren wird der aktuelle Stand des Einsatzes von digitalen Spielen in der Stimmtherapie und Logopädie untersucht. Eine „spielifizierte“ Variante eines Prototypen wurde für diese Arbeit implementiert und in einer Gruppe von acht Parkinsonpatienten evaluiert. Während der Evaluation wurden die Selbsteinschätzung der Stimme, der Grad der Anstrengung während des Spielens sowie das Spielerlebnis erfasst und analysiert. Die Idee einer „spielifizierten“ Variante eines Sprachtherapiespiels wurde von der Zielgruppe als positiv wahrgenommen, gleichzeitig wurden aber auch die unterschiedlichen Anforderungen der Patienten mit zum Teil sehr unterschiedlichen Ausprägungen des Parkinson-Syndroms deutlich. Eine weitere Individualisierung der Spielmechanik sind die nächsten möglichen Arbeitsschritte, um den aktuellen Prototypen weiter an die Bedürfnisse der Zielgruppe anzupassen.

Cooperative Multi-Player Exergames: "A Direct Comparison of Strong vs. Loose Collaboration"

Robert Hermann, 2012

Betreuer: Dr.-Ing. Marc Herrlich

The Impact of Visual Complexity in exer-Games towards elderly people on game experience and performance

Saranat Tiemkeo, 2012

Betreuer: Jan Smeddinck

Adaptive Difficulty in Exergames for Parkinson’s Disease Patients

Sandra Siegel, 2012

Betreuer: Jan Smeddinck

Exergames for Parkinson's Patients. The Influence of Music on Player's Performance

Damian Lilla, 2012

Betreuer: Dr.-Ing. Marc Herrlich

The Efficiency of the Microsoft Kinect™ in Physiotherapy Diagnoses

Oliver Assad, 2012

Betreuer: Markus Krause

Serious Games Experience. Evaluating the Effects of Achievements in Exergames for Parkinson's Patients

Melanie Springer, 2012

Betreuer: R. Malaka, M. Herrlich

Abstract:
In dieser Masterarbeit geht es um die Wirkung von Belohnungen in Bewegungsspielen für Parkinsonpatienten. Extrinsische Motivation kann die intrinsische hemmen. In Spielen ist externes Feedback jedoch wichtig, um Emotionen und Instinkte hervorzurufen, die den Spieler motivieren. Belohnungen, die Leistung messen und so den Instinkt wecken, sich verbessern zu wollen so wie Belohnungen, die gesammelt werden können, um so den Sammelinstinkt zu wecken, werden in das Spiel Sterntaler implementiert. Dieses gehört zu der Bewegungsspiele-Sammlung WuppDi!, das im Rahmen eines Studentenprojekts für Parkinsonpatienten entwickelt wurde. In einer speziell für diese Zielgruppe entworfenen Evaluation wird gezeigt, dass die Spiele mit Belohnungstypen beliebter als das Spiel ohne Belohnungen sind. Frauen bevorzugen in Spielen das Ansprechen von anderen Instinkten als Männer, es kann jedoch kein Unterschied in der subjektiven Wahrnehmung wie Motivation oder Spaß zwischen den verschiedenen Spielversionen bewiesen werden.

Examining Collaborative Interaction - Workspace, Strategy and Ownership on Multi-touch Tables

Adeel Naveed, 2012

Examining Collaborative Interaction - Workspace, Strategy and Ownership on Multi-touch Tables

Yuting Chen, 2012

Inception - Reaction - Construction

Marcos Martinez, 2011

Abstract:
Nextexpertizer is a research methodology developed by nextpractice, a Bremen based company committed to the venture of creating management computer based solutions to harness collective intelligence and foster corporate decision-making. Based on the robust psychological principle of associative pairs comparison, the innovative nextexpertizer methodology claims to provide access to the collective intuition of groups uncovering the hidden patters and values underpinning social change.

Despite its great success and reputation in doing do, the software supporting nextpractice's methodology is becoming obsolete by modern standards and its graphical user interface presents some deficiencies that well might impact the accuracy of the overall methodology.

The objective of the present research is to instigate the use of new media practices and priniciples that will enhance the final experience of working with this software so that the data it produces becomes more valuable and relevant for the purposes of nextpractice.

To achieve this objective, this research suggests two well differentiated approaches to the problem. On the one hand, to explore the potential of several game mechanics as a catalyzer to improve the user attitude and experience towards the software and on the other hand to investigate how the usage of modern state of the art natural user interfaces might positively impact and support a more intuitive decision making process leading to better results.

Finally, in order to empirically validate my hypothesis, this research ebraces the construction of a functional an testable prototype. The elaboration of the prototype aims first at a way to put into practices innovative techniques in order to better understand, model and develop software based on new types of interactions. Its second aim is to enable a empirical validation of the initial hypothesis. The developement strategy for the elaboration of the final prototype will be characterized by a very design-thinking and game design approach.

Rechts-Links-Handunterscheidung für Multitouchinteraktion auf der Basis von Diffuse-Illumination

Markus Aust, 2010

Abstract:

Der überwiegende Anteil bimanueller menschlicher Tätigkeiten besitzt eine asymmetrische Rollenverteilung. Das heißt, beide Hände bearbeiten dieselbe Aufgabe, aber ihre Zuständigkeiten und Verrichtungen dafür sind höchst unterschiedlich. Die Wichtigkeit dieser Ungleichheit wurde nachgewiesen. Um dieser Bedeutung zu entsprechen, müssen Eingabesysteme Interaktionen von rechten und linken Händen unterscheiden können.

In dieser Arbeit wird ein solches Konzept vorgestellt. Es beinhaltet Vorschläge zur Vorbereitung der Eingabedaten und anschließender Klassifizierung mittels Entscheidungsbäumen und eine Diskussion der Ergebnisse. Dabei wurde Wert auf die Echtzeitfähigkeit des Verfahrens, sowie seine Integrierbarkeit in bereits existierende Frameworks optischer Multitoucherkenner gelegt.

Interacting with Agent-based logistic Simulations

Gero Mudersbach, 2010

Betreuer: R. Malaka, R. Porzel

Abstract:
Die folgende Masterthesis beschreibt einen Masteragenten, einen speziell situierte autonome Agentenarchitektur, die auf den Prinzipien des Agentenparadigmas basiert. Diese Architektur erlaubt es Benutzern mit dem Multiagentensystem zu kommunizieren. Die Architektur ermöglicht die Interaktion eines Benutzers über ein Benutzerinterface, um Agenten Aufgaben oder Änderungen ihrer Pläne mitzuteilen. Der Masteragent integriert den Nachrichtentransfer zwischen Benutzer und dem Multiagentensystem durch Filterung und Gruppierung von Informationen. Dafür wurden Nachrichtenformate definiert, die diese Kommunikation ermöglichen. Diese Arbeit beschreibt zwei Problemstellungen: erstens, wie können wir Agenten schaffen, die eine Interaktion mit einem Benutzer erlauben und Aufgaben ausführen, die der Benutzer ihnen mitteilt? Zweitens, was sind die technischen Vorraussetzungen, die sicherstellen, dass diese Agenten die Informationen mit anderen Agenten teilen.

Sentiment classification of Web forum postings on brand judgment using machine learning

Bhavya Anand, 2010

Betreuer: R. Malaka, H. Aras, R. Porzel

Simulating Multi-modal Interaction with Embodied Conversational Agents in 3D

Jan Smeddinck, 2010

Betreuer: R. Malaka, R. Porzel

Bildbasierte Hover-Detektion für Multi-Touch Interfaces

Jannis Stoppe, 2009

Betreuer: R. Malaka, M. Herrlich

Mobile Touristic Recommendations

Nikola Kalchev, 2009

Betreuer: R. Malaka, H. Aras

Contextual Computing for Intelligent Systems

Lutz Dickmann und Tobias Lensing, 2009

Betreuer: R. Malaka, R. Porzel

Abstract:
In freehand sketch drawing, sketched objects often consist of multiple strokes. Manipulating these objects with a sketch-based digital interface requires that all constituent strokes of an object are selected and then grouped. If this step has to be performed manually, it may be perceived as a cumbersome interruption of the creative sketching process. It can be time consuming especially when strokes are distributed sparsely over a large canvas or placed densely within a small area. In the sketch understanding research domain, automatic stroke grouping is typically not treated in isolation, but approached as part of the overall goal to recognize sketched objects. A common consensus here is to perform stroke grouping by matching template objects from a prerequisite database. This requires explicit a priori knowledge of objects that may occur and can pose a combinatorial problem. A possible alternative is presented in this work in the form of an intelligent assistant that automatically groups strokes using only limited spatio-temporal context of a sketch scene's creation history, without performing recognition based on explicitly represented objects. The assistant is designed to provide the ability of automatically forming stroke groups as the user sketches, accumulating such groups from consecutive strokes in a near-realtime manner. In this work, the grouping problem is regarded from the perspective of contextual computing. We show how stroke groups can be created automatically with machine learning techniques using few spatio-temporal features extracted from strokes. Additionally, we demonstrate that discourse context – the stroke sequence observed in the process of creating a sketch – can be exploited in order to resolve ambiguities that may otherwise occur in the classification of isolated strokes. For this purpose, we evaluate a dynamic classifier that possesses inherent short-term memory capabilities, namely an echo state network, by comparing it to a conventional static support vector machine that is supplied with additional discourse-contextual inputs. We show that both techniques can yield classifiers that operate on limited spatio-temporal context and achieve promising results when set up properly in an experimental setting. The inherent algorithmic characteristics of both techniques are addressed in comparison. With regard to variable-length spatio-temporal context problems, the employment of echo state networks is found more suitable as their classification performance appears to be more robust: when employing this technique, exact a priori knowledge of the optimal short term memory length for a given task is not necessary. The risk of overfitting due to an improperly estimated memory representation length may thus be alleviated.

Semi-automatic algorithm for merging digital road maps

Milda Gusaite, 2008

Betreuer: R. Malaka, Dr. M. Faust

Abstract:
This thesis aims at designing and demonstrating a prototype of the algorithm, which merges digital road maps with less as possible intervention from the user.
The algorithm concept requires that two different road maps have to be provided for the algorithm to produce a reasonable result. Furthermore, previously constructed two road network models are conflated using one of map matching techniques. Moreover, the conflated data is transformed into the form of road network model. Finally, a combined map is created from the result road network model. The final result of this thesis is the development of an semi-automatic algorithm for merging road maps and partial implementation of it on demonstrative system.

Enabling use of context information in pervasive games

Amjad Saleem, 2008

Betreuer: R. Malaka und M. Faust

Abstract:
Pervasive games use pervasive technology to create new possibilities for entertainment in the real world. The emergence of pervasive technology created a world that is filled with ubiquitous computing devices. These devices are available everywhere, every time in the physical world. The omnipresence of computing devices brought many possibilities to design innovative games those can be played socially with the help of technology. Game designers define game rules, competitions, and goals to create a temporary social community to provide fun and entertainment. The digital world executes game rules, or game logic, according to behaviours of the game participants and the game logic reacts to the participants. Pervasive games can be designed to enable mobility, interaction in the physical world with other players, and to accomplish the game missions through the real world activities. The freedom for mobility and social interactions also bring many possibilities to enhance the overall gaming experience.

Pervasive games are consisting of two different worlds; the physical world and the virtual world, or digital world, which should be coincided to play the game. The digital world contains digital devices and software components, which are responsible to execute the game mechanics. On the other hand, the physical world is the playground to play the game that consists of physical artifacts. The virtual world uses information about the physical world to execute the game mechanics. Therefore, the up-to-date information about the game entities should be provided to the virtual world to validate the information against the game rules.

The information about game artifacts in pervasive games is context dependent, which is used to execute the game mechanics. The game entities, e.g., player move from on situation to another to accomplish the game missions. The virtual world checks the contextual information of the game entities to check the game rules and to react when any of the game rules matches with current contextual information of a game object, or objects. Therefore, the context data of each object should be synchronized with the game mechanics in the digital world.

In pervasive game development the fundamental and primary requirement is to enable the use of contextual information. These issues are primary because they provide a basis to enable pervasive aspects such as matching the context data with game rules, triggering game events based on matching results, realizing seamless interactions between game entities, to channel the player behaviours according to the game environment, to deduce of new facts from context information, and to synchronize the physical world with the virtual world. For Instance, pervasive games such as Uncle Roy All Around You and Can You See Me use GPS data as context information to map players onto the virtual world.

Processing context information is challenging because requirements for pervasive games change from one to another. For example, in the game Insomnia, light sensor’s data and GPS data is used to model the vampire player’s interactions, whereas in the game Rider Spoke GPS data is used to track 1the player’s paths. Therefore, it is necessary to acquire context data from different resources to interpret its meaning according to the rules-of-conduct of the game.

A lot of research has been done on context data acquisition and its reusable representation. The context data acquisition is realized in form of frameworks and middlewares (Magerkurth et al., 2005). Current state-of-the-art in context data acquisition and processing provides toolkits (Schilit B., Adams N. & Want R., 1994), (Staffan Björk et al., 2001) to build context-aware applications, but they do not considered the pervasive gaming requirements. For example, pervasive game engine should be able to handle any kind of context according to the game theme and it should be possible to apply game rules according to the context definitions of the game participants.

Current state-of-the-art addresses issues context acquisition, representation, and its usage to development context aware application but not pervasive games. Therefore, a software component is required to use of contextual data of game objects and game rules, conveniently. The realization of a software component can reduce development time and effort by enabling the use of context data in pervasive games. It can also facilitate developers to accomplish game design challenges (Insomnia, 2007), (Steve Benford et al., 2007), (C. A. Lindley, 2003), and platform specific issues rather than handling primary tasks.

The idea of the thesis will be demonstrated by implementing a basic software component. The thesis will investigate, what kind of context definitions, e.g., (Petri Lankoski et al., 2004), (K. Salen and E. Zimmermann, 2004) are relevant for pervasive games and how they can be processed to build different pervasive games. The theoretical finding will provide requirements to implement of a software component that will reside between game logic and context acquisition. Further, this work can be extended by including a scripting language to write down game logic. This scripting language can ease developers to deploy and modify game rules, flexibly, in short time. The software component will help to define game rules, match context with games rules, and to trigger homogeneous game events to be processed by other game components.

The Implementation of a software component will facilitate pervasive game developers to conveniently use context information in pervasive games and to realize game rules more easily in a control fashion.

Presenting Search Results: Towards User-oriented Web Interfaces

Vladimir Kirilov Kirilov, 2008

Betreuer: R. Malaka und R. Porzel

Abstract:
Search engines are a very popular topic in today’s Web world. Search engines have been categorized based on their indexing and crawling algorithms, but currently there does not exist a uniform way to categorize search engines as belonging to one or another category based on design features and user perception. This theses aims at providing such a categorization schema and at the same time providing an overview of the current search engines landscape. Through analyzing the existing literature and twenty-seven various search engines a categorization schema is created and applied again to those engines. The results present easily identifiable groups of search engines and also show that Flash Design is not necessarily a bad approach from the user point of view (from a usability one it may be different). The categorization schema allows for detecting evolutionary patterns during the search engines life and also presents users with an easy way to identify what to expect of a search engine. This research also can well be used as a stepping stone and inspiration for other researchers to delve into the field of search engine design where currently development with the major market players stagnates and the new wave of innovation is happening in a very random manner.

Context-adaptive assistants

Tomas Burokas, 2008

Betreuer: R. Malaka und R. Porzel

Abstract:
This thesis aims to examine the feasibility of context adaptive schedule assistance system for hand-held devices. The main idea of this study was to extend standard activity scheduling with intelligent travelling route planning. The modelled travelling routes provide such travelling information as suppositional travelling time, distance, travelling path (the sequence of coordinates). These parameters are used in an activity scheduling process, so that the system could estimate the time needed to reach the place where activity or meeting will take place and warn the user in advance. The travelling routes are modelled by using collected personal and other users´ travelling experience. The different travelling experience is merged to a united travelling graph in order to calculate the shortest/fastest travelling path.

Feature-based Navigation within Digital Video

Christoph Brachmann, 2008

Betreuer: R. Malaka

Abstract:
This work discussed an approach of feature-based navigation within digital video and evaluated a corresponding prototype of the proposed system.

SVG, Mobile Games

Aizhen Liu, 2007

Betreuer: R. Malaka und M. Faust

Abstract:
With the advance of mobile technology, located-based mobile games are becoming more and more popular. Most of the current mobile gaming designs are still using raster images for 2D graphics. However, raster images have the drawbacks in scalability which made them unsuitable for the design of development of video games, such as the citizen-MOB game, on different mobile devices. Scalable Vector Graphics (SVG) is a new vector graphics format that provides many advantages over the pixel-based approach. This thesis explores different SVG solutions for citizenMOB game, and presents technical analysis of the advantages and disadvantages of SVG in the location-based mobile game development.

The Conception of a Methodology for Selecting a Web Application Framework

Julia Heinbockel, 2007

Betreuer: R. Malaka und H. Aras

Abstract:
Für die Entwicklung von Web-Anwendung existieren zahlreiche Frameworks zur Unterstützung. Heutzutage gibt es eine Vielzahl solcher Frameworks, diese unterscheiden sich teilweise nur in Details, manchmal aber auch in wesentlichen Dingen. Die Anforderungen, die eine Web-Anwendung gerecht werden muss, müssen vom verwendeten Framework unterstützt werden. Diese Thesis erstellt eine Methode, die die Selektion eines geeigneten Web-Application Frameworks ermöglicht. Es werden Kriterien zur Bewertung der Frameworks vorgestellt, sowie der Prozess der zur Ermittlung des bestmöglichen Frameworks für die entsprechenden Aufgaben nötig ist. Anhand der vier Frameworks JavaServer Faces, Ruby on Rails, Spring, und Struts wird die ermittelte Methode praktisch umgesetzt und überprüft.

Community Supported Media Management: - Synthesising Information Retrieval and Social Network Paradigms

Simon Krose und Frank Jesgarz, 2007

Betreuer: R. Malaka und H. Aras

Abstract:
Diese Arbeit beschreibt den Ansatz, Information Retrieval Techniken mit Eigenschaften von sozialen Netzwerken zu kombinieren. Um das Konzept zu belegen, wird ein Prototyp eines Multimedia-Dateiverwaltungs-System implementiert, der die Schlüsseleigenschaften dieser Arbeit aufweist.

Augmented Reality on Hand-Helds for Pedestrian Navigation

Benjamin Walther-Franks, 2007

Betreuer: R. Malaka und J. Teichert

Abstract:
Navigation services for pedestrians are a growing market. The established mode of display for such services is a map-based interface. It is not clear however, whether this is the ideal visualization for the pedestrian setting. Researchers have been investigating alternatives for many years, one of these is augmented reality (AR). But few mobile AR systems for pedestrian navigation exist that employ hardware at a manageable level, and even these still lack a thorough reflection in the form of an evaluation.

This study presents the quantitative and qualitative evaluation of a simple AR pedestrian navigation system. The goal is to validate the hypothesis that AR-based navigation interfaces are a serious alternative to map-based interfaces for mobile pedestrian navigation, and further to evaluate different techniques of AR visualization, in order to give answers to the questions how can pedestrian navigation services benefit from AR principles and to what extent can applications that run on today’s off-the-shelf hardware support AR solutions.

Untersuchung kollaborativer Planung in der Transportlogistik

Patrick Eichelberg, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Bernd Robben

Serious Games zur Dekontextualisierung von Instruktionen: Spezifikation von Relationen zwischen Worttypen

Oliver Dambroth, 2015

Gutachter:  Dr. Robert Porzel, Prof. Dr. Susanne Maaß

Implementierung und Evaluation einer mobilen Anwendung zur Dokumentation werkstoffwissenschaftlicher Forschungsdaten

Dennis Podsendek, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Michael Lawo

Betreuer: Dirk Wenig

Apps für ältere Menschen: Kann Annäherungserkennung bei Touchscreens verwendet werden, um älteren Menschen den Zugang zu Smartphones zu erleichtern?

Christoph Möhle, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr.-Ing. Serge Autexier

Betreuer: Dipl.-Inf. Frederic Pollmann

Semantische Suche: Entwurf und Evaluation einer Benutzerschnittstelle

Andree Klattenhoff, 2015

Gutachter: Dr. Robert Porzel, Prof. Dr. Susanne Maaß

3D-Unterstützung für chirurgische Eingriffe

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Frank Dylla

Betreuer: Dr. Marc Herrlich, Prof. Dr. Rainer Malaka

Explorative Fußgängernavigation mit vor Ort erzeugten Fotografien

Christian Thedieck, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Michael Lawo

Betreuer: Dirk Wenig

Kontextbasiertes E-Mail-Clustering

Daniel Opitz, 2015

Gutachter:  Dr. Robert Porzel, Prof. Dr. Susanne Maaß

Multi-Touch Interface zur Definition der menschlichen Beweglichkeit

Jorge Hey, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Michael Lawo

Betreuer: Jan Smeddinck

Enabling semantic search in scientific databases

Maria Meister, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Martin. Gogolla, Dr. Robert Prozel

Hover-Erkennung mit akustischem Feedback auf Smartphones für Blinde und Sehbehinderte

Adrian Block, 2015

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr.-Ing. Serge Autexier

Betreuer: Dipl.-Inf. Frederic Pollmann

Interaktion und Visualisierung automatisch generierter Tags für Bilder

Malte Michaelis, 2014

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Michael Lawo

Betreuer: Nina Runge, Dirk Wenig

Direct Animation Interfaces: An Interaction Approach to Computer Animation

Benjamin Walther-Franks, 2014

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Prof. Dr. Jan Oliver Borchers (RWTH Aachen)

Verschlagwortung von Bildern mit mobilen Spielen

Danny Zitzmann, 2014

Betreuer: Prof. Dr. Rainer Malak, Nina Runge, Dirk Wenig

See-Through und Mapped-Area: Zwei Ansätze zur Nutzung von mobilen Eingabegeräten für die Interaktion mit großen Bildschirmen

Nils Menke, 2014

Betreuer: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr. Marc Herrlich

Akzeptanz dynamischer Schwierigkeitsgradanpassungen in Multiplayer Computerspielen

Jaap Groeneveld, 2013

Betreuer: R. Malaka, J. Smeddinck

Visualisierung von Karten für Fußgängernavigation

Norman Wessel, 2012

Betreuer: R. Malaka

Abstract:
Es gibt mehrere Möglichkeiten digitales Kartenmaterial auf mobilen Endgeräten zu visualisieren und danach zu navigieren. Was auf Papier eingenordet war, kann heutzutage in Form von digitalen Karten vielfältig dargestellt werden. Daher wird im Rahmen dieser Arbeit evaluiert, welche Visualisierung Fußgänger am besten beim Navigieren unterstützt. Die Arbeiten von Seager u. Stanton-Fraser (2007) und Hermann u. a. (2003), welche mehrere Visualisierungen evaluiert haben, dient als Basis. Neben den traditionellen eingenordeten Karten (NUA) gibt es noch nach Kompass rotierende Karten (AR), manuell drehbare Karten (MR) und wenn auch technisch unabhängig, die Drehung des mobilen Endgerätes (PR) selber. Seager u. Stanton-Fraser (2007) kam zu dem Ergebnis, dass die PR, physikalische Rotation, am besten geeignet sei, gleichzeitig wurde aber eine weitere Visualisierung vorgeschlagen: die Manual Automatic Rotation (MAR). Diese sollte die Vorteile der NUA und der AR vereinen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Prototyp auf einem Android-System implementiert und eigenes Kartenmaterial entwickelt, um zu überprüfen, ob die MAR dem Benutzer eine bessere Unterstützung beim Navigieren anbietet. Die Ergebnisse zeigten aber, dass die Benutzer automatisch rotierende Karten bevorzugen und die MAR durch die zusätzliche Interaktion (Knopfdruck zum Umschalten der Visualisierung) nicht überzeugte.

Validation of Crowd-based Translations

Niklas Kilian, 2012

Betreuer: Markus Krause

Dynamische Spielverlaufsanpassung für adaptive Spiele

Dominik Menke, 2012

Gutachter: Prof. Dr. Rainer Malaka, Dr.-Ing Dennis Kranich 

Betreuer: Jan Smeddinck

Nutzergenerierte Fotografien zur räumlichen Orientierung bei kartenbasierter Navigation

Betreuer: Dirk Wenig

Visualisierung von Karten für Fußgängernavigation

Norman Wessel, 2012

Betreuer: R. Malaka

Abstract:
Es gibt mehrere Möglichkeiten digitales Kartenmaterial auf mobilen Endgeräten zu visualisieren und danach zu navigieren. Was auf Papier eingenordet war, kann heutzutage in Form von digitalen Karten vielfältig dargestellt werden. Daher wird im Rahmen dieser Arbeit evaluiert, welche Visualisierung Fußgänger am besten beim Navigieren unterstützt. Die Arbeiten von Seager u. Stanton-Fraser (2007) und Hermann u. a. (2003), welche mehrere Visualisierungen evaluiert haben, dient als Basis. Neben den traditionellen eingenordeten Karten (NUA) gibt es noch nach Kompass rotierende Karten (AR), manuell drehbare Karten (MR) und wenn auch technisch unabhängig, die Drehung des mobilen Endgerätes (PR) selber. Seager u. Stanton-Fraser (2007) kam zu dem Ergebnis, dass die PR, physikalische Rotation, am besten geeignet sei, gleichzeitig wurde aber eine weitere Visualisierung vorgeschlagen: die Manual Automatic Rotation (MAR). Diese sollte die Vorteile der NUA und der AR vereinen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Prototyp auf einem Android-System implementiert und eigenes Kartenmaterial entwickelt, um zu überprüfen, ob die MAR dem Benutzer eine bessere Unterstützung beim Navigieren anbietet. Die Ergebnisse zeigten aber, dass die Benutzer automatisch rotierende Karten bevorzugen und die MAR durch die zusätzliche Interaktion (Knopfdruck zum Umschalten der Visualisierung) nicht überzeugte.

Untersuchung und Evaluation unterschiedlicher Selektionsmetaphern für ein Social Tagging Interface zur Annotierung semantischer Strukturen

Sebahattin Kücük, 2012

Betreuer: Rainer Malaka

Abstract:
The "Semantic Web" is a part of the internet which mostly plays its role beyond the surface of the web. It’s dealing with the meanings of mostly just textually described information in web pages. To make that semantic content readable for machines, it takes either complex algorithms to interpret the information through text or a tool for information extraction combined with a lot of users. "Tag4Wrap" is one of those tools and is still in development. It features a graphical user interface through which users can annotate information to structural parts of any website. Within this work Tag4Wrap and its remaining flaws are analysed. Also different "Social Tagging" applications and their selection metaphors are compared. One of those metaphors is chosen to be built into Tag4Wrap to replace a deprecated metaphor for multiple selection of structural information. At last the optimised version of Tag4Wrap is evaluated and compared with the previous version.

Clustering der Webinhalten mittels Schwarmalgorithmen

Irina Nikulina, 2011

Betreuer: R. Malaka

Virtuelles Sculpting mit Multi-touch

Andreas Braun, 2011

Betreuer: R. Malaka, M. Herrlich

Abstract:
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde eine Multi-touch Steuerung entwickelt, mit der in einer virtuellen dreidimensionalen Umgebung dreidimensionale Objekte modelliert werden können. Die Steuerung ermöglicht beidhändige Eingaben und die Hände können dabei unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Für die Übertragung der Aktionen auf Gesten wurde die Arbeitsweise professioneller Designer berücksichtigt.

Diese Steuerung wurde prototypisch in ein 3D-Modellierungstool integriert und in einer anschließenden Nutzerstudie die Eignung von Multi-touch für virtuelles Sculpting untersucht. Aus den Ergebnissen werden Tendenzen erkennbar, wonach Multi-touch den Modellierprozess beschleunigen kann. Außerdem liefert die Nutzerstudie neue Erkenntnisse zur Arbeitsweise von Nutzern mit Multi-touch beim virtuellen Sculpting, die Raum für Optimierungen eröffnen.

Physikbasierte Echtzeit-Objektmanipulation zur 3D Modellierung auf Multi-Touch-Bildschirmen

Patrick Lehmann, 2011

Betreuer: R. Malaka, M. Herrlich

Abstract:
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Thema der interaktiven 3D-Objektmodellierung durch Einsatz der Finger als hauptsächliches Eingabemedium. Dazu wird kurz auf die Arbeitsweise von Physik-Engines und auf die Beschaffenheit von weichen Körpern, sog. soft bodies eingegangen, die dieser Arbeit als modellierbare Objekte zugrunde liegen. Danach werden die betrachteten Grafik- und Physik-Engines beschrieben und für ihre Tauglichkeit in Bezug auf diese Arbeit bewertet. Den hauptsächlichen Teil stellt die Diskussion der technischen Machbarkeit dar. Es werden verschiedene Ansätze, wie die physikalische Simulation mit der grafischen Komponente kombiniert werden kann. Da jedoch eine solche Machbarkeitsstudie nicht ohne ein Interaktionsdesign bzw. einem Gestenkonzept realisierbar ist, wird ebenfalls auf ein solches eingegangen. Zusätzlich beschäftigt sich ein Abschnitt mit den in der Entwicklungsphase aufgetretenen Schwierigkeiten. Dazu schließt sich ein Abschnitt mit einer Diskussion über die Ergebnisse an, die in Form einer typischen Anwendung für Multitouch-Bildschirme programmiert wurde. Den Abschluss bildet ein Ausblick über die zukünftige Erweiterbarkeit des Programms und dieser Arbeit.

Flow-Touch - Spielerische Multi-Touch-Interaktion mit einer Fluid-Simulation

Andreas Hölke, 2011

Betreuer: R. Malaka, M. Herrlich

Panoramafotografien für bildbasierte mobile Navigation

Tim Nulpa, 2011

Betreuer: R. Malaka und D. Wenig

Abstract:
Bildbasierte Navigation kann herkömmlichen Navigationsarten, wie Kartennavigation, überlegen sein. Die Nutzung eines Panoramas weitet diese Vorteile weiter aus. Gerade im Bereich der Fußgängernavigation zeigen sich Vorteile. Zwar gibt es schon einige Systeme, die panoramabasierte Navigation nutzen, allerdings zu diesem Zeitpunkt noch keine wissenschaftlichen Untersuchungen zu diesem Thema. Zentrale Fragestellung dieser Arbeit ist, wie Panoramanavigation normaler, fotobasierter Navigation überlegen sein kann. Zudem soll untersucht werden, inwiefern dynamische oder statische Ausrichtungen solcher Systeme, so genannte Peephole-Interfaces, besser geeignet sind, und welche Darstellungsarten sich für die benötigten Navigationshinweise anbieten. Dazu wird ein Prototyp implementiert, der in der Lage ist, sowohl fotobasierte als auch panoramabasierte Navigation in Kombination mit den Möglichkeiten von aktuellen mobilen Endgeräten zu ermöglichen. Dabei zeigt sich, dass panoramabasierte Navigation, fotobasierter Navigation überlegen sein kann, dies aber weiter untersucht werden sollte.

Evaluation universeller Selektionstechniken für verdeckte und dynamische Objekte

Jan Holthusen, 2011

Betreuer: R. Malaka, M. Herrlich, B. Walther-Franks

Abstract:
Diese Diplomarbeit hat Probleme bei der Selektion von Objekten aufgezeigt, die sich insbesondere mit der Verbreitung von Touchscreens und der Verwendung von immer kleineren Geräten für immer anspruchsvollere Aufgaben zunehmend bemerkbar machen. Die bestehenden Lösungsansätze für diese Probleme wurden vorgestellt und es wurde eine neue Technik für die Selektion am Multi-Touch- Bildschirm entwickelt. Diese berücksichtigt die Gesamtheit der zuvor vorgestellten Selektionsprobleme.

Die entwickelte Technik verwendet Proxys, um verdeckte oder dynamische Objekte zu selektieren. Diese Proxys werden neben dem Finger des Benutzers auf dem Bildschirm angezeigt und können an Stelle der Objekte selektiert werden.

Mit Hilfe eines implementierten Prototyps wurde in einer Evaluation gezeigt, dass die Proxytechnik zwar langsamer ist als die traditionelle Selektion, die Fehlerquote aber deutlich niedriger ist. Somit können viele Anwendungen von dieser Technik profitieren.

Untersuchung zu Ambiguitäten in Folksonomien

Oliver Kotte, 2011

Konzeption und Realisierung eines Repositories für die kollaborative Erstellung von Ordnungssystemen

Andrik Rieskamp, 2010

Betreuer: R. Malaka, H. Aras

Abstract:
Begriffs- und Ordnungssysteme wie Taxonomien, Terminologien und Thesauri leisten wichtige Beiträge zur Organisation und Strukturierung von Wissen. In den letzten Jahren gibt es viele Bestrebungen, semantische Technologien wie leichtgewichtige Ontologien zu nutzen, um solche Wissensmodelle in standardisierter, formal-semantischer Weise zu repräsentieren. Hierdurch ergeben sich eine Vielzahl zusätzlicher Einsatzmöglichkeiten und ein enormes Potential, speziell im Kontext von Unternehmen und Organisationen. Bisher verhindern jedoch eine Reihe von organisatorischen und technischen Barrieren im Erstellungs- und Weiterentwicklungsprozess einen intensiveren Einsatz solcher formalen Wissensmodelle. Diese Diplomarbeit präsentiert Ansätze, um das Erstellen, Publizieren und Weiterentwickeln von formalen Ordnungssystemen zu vereinfachen und zu flexibilisieren.

Interaktion mit Hand und Fuß - Entwicklung einer bildbasierten Körpererkennung und -lokalisierung von stehenden Benutzern an einem interaktiven Tisch

Vivien Chan, 2010

Betreuer: R. Malaka, J. Teichert

Abstract:
In dieser Diplomarbeit wird ein Verfahren vorgestellt, das Informationen über die Anzahl der Benutzer und deren Positionen an einem interaktiven Tisch ermitteln soll. Mit Hilfe dieser Informationen können Anwendungen an interaktiven Tischen benutzerfreundlicher gestaltet werden, indem zum Beispiel die Orientierung von Anwendungsfenstern automatisch zum Benutzer ausgerichtet wird, um diesem eine ideale Sicht auf das Angezeigte zu liefern. Gleichzeitig soll die Arbeit eine Grundlage für eine zukünftige Fußgesten-Interaktion liefern. Hierfür werden eine Reihe von Webcams rund um den Tisch angebracht, so dass der Fußbodenbereich rund um den Tisch über die Kameras erfasst wird. Auf den Bildsequenzen wird eine Bilderkennung durchgeführt, welche die Unterkörper der Benutzer detektiert. Um Informationen über visuelle Charakterstika von Unterkörpern zu erlangen, wurde eine Analyse durchgeführt. Basierend auf diesen Charakteristika wurde eine Körpererkennung umgesetzt. Die Körpererkennung wird auf einem Übersichtsbild angewendet, welches alle Kamerabilder eines Zeitpunktes entsprechend der Kameraposition anordnet und anzeigt. Die Erkennung der Körper geschieht in zwei Schritten. Zunächst werden einzelne Beine detektiert. Im nächsten Schritt werden jeweils zwei Beine zu einem Paar und somit auch zu einem Benutzer zusammengefasst. Das Übersichtsbild wird in unterschiedliche Bereiche geteilt, die jeweils einer Position am Tisch zugeordnet sind. Das Verfahren wurde evaluiert. Für dabei aufgedeckte Schwächen werden verschiedene Lösungsansätze vorgestellt. Abschließend wird ein Ausblick über mögliche weiterführende Arbeiten aufgeführt.

Navigation in 3D-Visualisierungen mittels Interaktionen auf Multi-Touch-Displays

Patrick Rodacker, 2010

Betreuer: R. Malaka, H. Aras, B. Walther-Franks, M. Herrlich

Abstract:
Diese Arbeit hat das Ziel, ein Konzept für die Navigation mittels Touch-Eingaben in dreidimensionalen Anwendungen zu entwickeln. Neben einer freien Navigation werden in dem Konzept gezielte Unterstützungen für die Navigation in Form von Einschränkungen und automatischen Anpassungen erarbeitet.
Das Konzept wird in Form eines Prototypen auf Basis des Semantic Space Browser imple- mentiert und im Rahmen von Benutzertests evaluiert. Dabei wird untersucht, inwiefern die Navigation über Touch-Eingaben eine Alternative zu der Navigation mit der Maus darstellt. Außerdem wird analysiert, ob die gezielte Unterstützung der Navigation die Interaktion verbessert.

Digitale Wasserzeichen in Satellitenbildern

Markus Kolb, 2010

Betreuer: R. Malaka

Abstract:
Ein Internetdienst stellt Satellitenaufnahmen und kartenbasiertes Bildmaterial auf einer Webseite öffentlich zugänglich zur Verfügung. Der auf dieser Seite darzustellende Kartenausschnitt wird dabei aus mehreren separaten Bildmaterialien, sogenannten Bildkacheln, zusammengesetzt, so dass hieraus eine zusammenhängende Darstellung entsteht.

Die einzelnen Bildkacheln dieses Dienstes sollen unter Berücksichtigung einer zusammenhängenden Darstellung mit digitalen Wasserzeichen markiert werden, so dass eine über diesen Dienst hinausgehende Fremdnutzung aufdeck- und nachweisbar wird.

Für die Markierung in einer zusammengesetzten Darstellung aus Bildkacheln ergibt sich hiermit eine besondere neue Herausforderung, da gegenwärtige Wasserzeichen bislang generell auf Einzel-Bildern ausgerichtet sind. Untersucht werden soll auch, inwieweit aktuelle Markierungsmethoden auf Satellitenaufnahmen anwendbar sind, da solche Aufnahmen vorwiegend aus Grün- und Grautönen zusammengesetzt sind und daher keinen kompletten Farbraum ausfüllen.

Diese Diplomarbeit recherchiert den aktuellen Stand der Wissenschaft hinsichtlich digitaler Wasserzeichen und leitet daraus eine optimierte Markierungsmethode ab, welche Satellitenbilder sowohl Bildkacheln als auch beliebige Teilausschnitte zusammengesetzter Bildkacheln mit einem hohen Maß an Sicherheit eindeutig markiert. Das angestrebte Verfahren soll Markierungen schwer bis unentfern- oder zerstörbar einbringen sowie einfach und eindeutig wieder herauslesbar sein.

Konzeption und Umsetzung eines Webcrawlers für die semantische Patternsuche

Peter Becker, 2010

Betreuer: R. Malaka, H. Aras

Entwicklung und Realisierung einer Nutzererkennung für einen Multitouchtisch via Annäherungssensoren

Oliver Vahjen, 2009

Betreuer: R. Malaka, B. Walther-Franks, J. Teichert

Abstract:
Die Interaktionen von technischen Geräten und Menschen sind, genau wie deren nutzerfreundliche Gestaltung, ein wichtiges Thema in der Informatik. Was nützen die neuesten Techniken, wenn niemand außer den Entwicklern in der Lage ist, diese zu bedienen?
Der Grundgedanke ist, die Benutzung der Technik so einfach und ergonomisch wie möglich zu gestalten, damit Nutzer aller Kenntnisstände diese anwenden können. Eine Weiterführung dieses Gedankens ist es, die Technik so weit in den Hintergrund zu rücken, dass sie allgegenwärtig ist und dennoch kaum wahrgenommen wird. Dieser Ansatz wird als Ubiquitous Computing bezeichnet.
Multi-Touch-Tables werden heute zur Vereinfachung der Bedienbarkeit von Computersystemen eingesetzt. Durch sie können mehrere Anweder direkt bei der Entwicklung von Projekten zusammenarbeiten. Um die Interaktionsfähigkeit dieser Systeme mit den Anwendern zu verbessern, benötigen sie Sensoren. Sie sind die “Sinnesorgane” der Geräte. Darum stehen im Mittelpunkt dieser Arbeit Sensoren, die einem Gerät die Erkennung eines Objektes oder genauer eines Nutzers ermöglichen. Dabei geht es nicht um die Identifizierung einer speziellen Person, sondern um die Erfassung der Position und der Anwesenheit eines Anwenders. Hieraus können durch weitergehende Verarbeitung der Daten erweitere Interaktionsmöglichkeiten entwickelt werden.
Um dieses Ziel zu erreichen, werden verschiedene Annäherungssensoren betrachtet und deren Eignung bezüglich der Anforderungen des mrT der AG Digitale Medien, für den diese Nutzererkennung entwickelt werden soll, bewertet. Auf Grund der Ergebnisse wird dann ein Prototyp unter Verwendung der am besten geeigneten Sensoren entwickelt und realisiert. Zum Abschluss soll für diesen Prototypen eine einfache Präsentation der Entfernungsdaten der Nutzererkennung implementiert werden. Schließlich wird die Arbeit noch einen Ausblick auf mögliche, weiterführende Arbeiten wie z.B. weitere Applikationen oder Optimierung des Systems geben.

Entwurf eines bildbasierten Fußgängernavigationssystems mit kontinuierlicher Anzeige

Frank Yves Essoh, 2009

Betreuer: R. Malaka, B. Walther-Franks

Abstract:
Seit Anfang ihrer Existenz erfanden die Menschen verschiedenartige Hilfsmittel, um gewünschte Zielorte schnell und bequem erreichen zu können. Die ersten Navigationshilfen waren Hügel, Berge oder auch Sterne, die als Bezugspunkte für die Orientierung dienten. Im Laufe der Zeit entwickelten sich solche Navigationshilfen zu etwas moderneren Navigationsinstrumenten wie Skizzen auf Papier, Landkarten und später – mit rasanter Technisierung unseres Lebens – zu hoch entwickelten, mikroprozessorgesteuerten Navigationssystemen, die in den letzten zehn Jahren auch auf Mobiltelefone und PDAs übertragen wurden.
Obwohl der technische Fortschritt bei mobilen Navigationssystemen ein hohes Entwicklungsniveau erreicht hat, bestehen immer noch bedeutende Entwicklungspotenziale dieser Systeme, die dringend einen Eingriff der Wissenschaft benötigen. Eines davon ist die Entwicklung eines Navigationssystems mit kontinuierlicher Bildanzeige für Fußgänger. Solch eine Navigationshilfe gäbe einem Touristenbdie Möglichkeit, nicht nur einen Zielort bequem und schnell zu erreichen, sondern sie würde auch die ganze Entwicklung mobiler Navigationssysteme auf ein qualitativ neues technisches Niveau bringen.
In der vorliegenden Diplomarbeit wird veranschaulicht, wie solch ein Navigationssystem mit kontinuierlicher Bildanzeige für Fußgänger entwickelt wird. Hierbei widmet der Autor nicht nur dem Entwicklungsprozess große Aufmerksamkeit selbst, sondern setzt er sich mit der Analyse ähnlicher Systeme auseinander, die sich auf diese Entwicklung prägend ausgewirkt haben. Anschließend wird das System auf seine Gebrauchstauglichkeit untersucht, indem nicht nur seine Mängel aufgedeckt werden, sondern hier werden auch neue Entwicklungswege aufgeführt, die zur Verbesserung des entwickelten Systems einen enormen Beitrag leisten können.

Photogrammetrische Tiefenextrahierung zur Erstellung von 3D-Panoramen

Igor Pfeifer, 2009

Betreuer: R. Malaka, M. Herrlich

Verbesserung der Suche in Social Web Applikationen mittels Folksonomie-Exploration in 3D und Co-Occurrence-Analyse

Alena Penner, 2009

Betreuer: R. Malaka, H. Aras

Abstract:
Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es, einen Ansatz zu entwickeln, der dreidimensionales Suchen in einer ”Folksonomie“, unter Einbezug der Co-Occurrence-Analyse und einem anschließenden Clustering, ermöglicht. Die Eigenschaften der dreidimensionalen Umgebung sollen ausgenutzt werden, um die Interaktion mit Web-Ressourcen, die über Tags geclustert wurden und das Browsing-Erlebnis der Nutzer zu verbessern.
Der Ansatz wird prototypisch implementiert. Anschließend wird mit Hilfe des Prototypen untersucht werden, in wieweit dieser Ansatz sich für die Suche in Social Web Applikationen eignet und sie verbessert. Die Evaluation wird im Rahmen eines Webexperimentes durchgeführt.

Textuelle Zusammenfassung von Inhalten digitaler Karten

Michael Weber, 2009

Betreuer: R. Malaka, M. Faust

Lokale mobile Sprachübersetzung: Entwicklung und Evaluierung eines adaptiven Prototypen

Konstantin Spielmann und Oleg Iskov, 2009

Betreuer: R. Malaka

Proaktive mobile Videobotschaften in Social Web Applikationen

Han Li und Zicheng Wang, 2009

Betreuer: R. Malaka, H. Aras

Abstract:
Das Hauptziel dieser Diplomarbeit ist die Konzeption und Entwicklung eines Ansatzes zur mobilen proaktiven Empfehlung von Videobotschaften. Mobile Nutzer sollen in die Lage versetzt werden mittels mobiler Geräte, wie z.B. Handy oder Smartphone mit integrierter Kamera und GPS, ortsbezogene Videobotschaften zu erstellen und damit zu interagieren. Videobotschaften werden in einem proaktiven Modus mittels einer Empfehlungsgenerierungskomponente, die Techniken aus dem Collaborative Filtering verwendet, empfohlen. Des Weiteren ist eine interaktive Suche über eine Suchmaske möglich.

Dreidimensionale Datenmodelle im Computer Aided Facility Management

Matthias Hänsel und Boris Walpert, 2009

Human Machine Interface für Park Distance Control im Auto

Oleksandr Petryuk, 2009

Betreuer: R. Malaka, M. Faust, B. Walther-Franks

Abstract:
Die heutige moderne Welt stellt große Anforderungen sowohl an den Autofahrer als auch an den Fahrzeughersteller: der Erste muss mehr Konzentration und Vorsicht auf mit Fahrzeugen überfüllten Straßen leisten, der Zweite muss ein Auto bauen, das dem Ersten sein Leben in jeder Verkehrssituation erleichtern könnte. Hierfür verfolgen Autobauer verschiedene Strategien: einerseits werden Fahrzeuge technisch optimiert, andererseits werden sie mit speziellen Fahrerassistenzsystemen ausgestattet, die das Fahrverhalten auf der Straße sicherer und vorhersehbarer machen.

Eines dieser Systeme ist die Einparkhilfe oder – moderner ausgedrückt – Park Distance Control (PDC) im Auto. Das System unterstützt jeden Einparkvorgang oder ein Rangiermanöver, besonders in engem Straßenverkehr.

Klar, dieses System ist nichts Neues. Es existiert in verschiedenen Variationen schon relativ lange auf dem Markt, jedoch die Bedienung und letztlich die Visualisierung, die dem Fahrer ein reelles Straßenbild mit versteckter Gefahr übermitteln soll, bleiben immer noch von Autoherstellern etwas vernachlässigt. Demzufolge besteht hier für die Wissenschaft Handlungsbedarf.

In der vorliegenden Diplomarbeit werden gängige Human Machine Interfaces (HMI) für PDC untersucht. Dabei wird eine besondere Aufmerksamkeit der Frage geschenkt: Ist die Informationsdarstellung von solchen Fahrerassistenzsystemen für den Autofahrer in bestimmten Situationen wirklich
hilfreich oder lenkt sie nur ab?

Anhand der untersuchten Informationen und der Lehre über die Entwicklung von Mensch- Maschine-Schnittstellen wird versucht, ein gebrauchstaugliches System zu entwerfen, das den Fahrer schnell und verständlich anspricht und über eine mögliche Gefahr rechtzeitig informiert.

Web-basierte Interaktion mit einer analogen Tafel durch Nutzung einer Webcam und Social Networking Paradigmen

Nadir Sunar, 2009

Betreuer: R. Malaka, H. Aras

Abstract:
Diese Diplomarbeit beschreibt ein Verfahren zur Segmentierung von handschriftlichen Terminen auf einer Tafel mit Hilfe von Algorithmen der Bildverarbeitung. Weiterhin beschäftigt sich die Arbeit mit dem Aufbau einer Social-Web Anwendung, welche die segmentierten Einträge darstellt und eine Plattform für den Benutzer anbietet. Eine Webcam wird benutzt, um Bilder von der Tafel aufzunehmen. Nach der Erfassung der Aufnahmen werden Bilderverarbeitungsalgorithmen zur Klassifizierung der Einträge benutzt und die Webanwendung mit den neuen Daten aktualisiert. Diese Prozesse werden automatisch im Hintergrund ausgeführt und benötigen keine weitere Interaktion mit dem Benutzer. In der Social-Web Anwendung hat der Benutzer die Möglichkeit, nach Einträgen zu suchen, sie zu sortieren, zu bewerten, taggen und zu kommentieren. Es ist ebenfalls möglich, ein aktuelles Bild der Tafel zu bekommen. Die Arbeit konzentriert sich auf das Problem der Segmentierung und der Erstellung der kompletten Architektur, um dem Benutzer eine Interaktion mit den segmentierten Vorträgen und assoziierten Inhalten zu ermöglichen.

Einführung von agilem Projektmanagement in der Videospiele-Entwicklung

Dennis Rohlfing, 2009

Betreuer: R. Malaka, M. Faust

Abstract:
Gegenstand dieser Diplomarbeit ist die Bewertung der Einführung eines agilen Entwicklungsprozesses bei einer Videospiele-Produktion der Blue Byte GmbH / Ubisoft in den ersten zehn Monaten der Prozess-Anwendung. Sie zeigt mögliche, reale Probleme bei einer solchen Prozess-Einführung auf und bietet reflektierte Lösungsansätze, um eine möglichst effektive Entwicklung bereits während der Einführung ermöglichen zu können.
Nach den theoretischen Grundlagen wird die durch das Vorgehensmodell Scrum inspirierte Prozessdefinition vorgestellt und beschrieben, welche Maßnahmen für das Erreichen einer transparenten und möglichst effektiven Einführung durchgeführt worden sind. Die abschließende Bewertung der Prozess-Einführung stützt sich auf Merkmale definierter Software-, Prozess- und Projektqualitäten, die durch quantitative Mitarbeiterbefragungen, unabhängige Tests und qualitative Expertenbefragungen evaluiert werden.

Nutzergenerierte Inhalte für bildbasierte mobile Navigation

Dirk Wenig, 2009

Betreuer: R. Malaka und B. Walther-Franks

Abstract:
Bildbasierte mobile Navigation kann herkömmlicher Navigation überlegen sein. Ein Problem ist dabei die aufwändige Erstellung des notwendigen Bildmaterials, für das nutzergenerierte Inhalte einen Lösungsansatz bilden. Ein einfaches Szenario für bildbasierte mobile Navigation auf Basis nutzergenerierter Inhalte sind aus Photos bestehende Routen zur Navigation von einem Punkt zum anderen, welche von Nutzern erstellt und an andere Nutzer weitergegeben werden. In dieser Arbeit werden mit Zeichnungen, Symbolen und Augmented Reality verschiedene Visualisierungen von Navigationshinweisen und entsprechende User Interfaces für derartige Anwendungen entworfen. Zur Evaluation der User Interfaces wird ein Prototyp für mobile Geräte entwickelt, der es den Nutzern ermöglicht, Photos zu erstellen und diese mit Hinweisen zur Navigation zu versehen. Dabei wird deutlich, dass das zeichnungsbasierte User Interface bei der Erstellung von Routen zwar die besten Ergebnisse bezüglich Usability bietet, Augmented Reality auf Grund der ansprechenden Optik allerdings eine Alternative darstellt.

Vom Ton zur Aktion zur Komposition. Steuerung eines Spiels per Gitarre zur impliziten Zusammenstellung eines Musikstückes

Christian Bertelsmeyer, 2009

Gutachter: M. Faust, R. Malaka

Abstract:
In der Geschichte der Video‐ und Computer‐Unterhaltungselektronik gab es seit jeher alternative Eingabegeräte, die statt der konventionellen Kontrollgeräte zum Einsatz kamen, um dem Spieler die Möglichkeit zu geben das Spielerlebnis noch intensiver zu erleben.

Mit „Guitar Hero“ gesellte sich 2005 ein Videospiel dazu, welches den oder die Spieler per gitarrenförmigem Spiel‐Controller bekannte und weniger bekannte Rock‐Songs nachspielen lässt und ihnen dadurch das Gefühl zu vermitteln versucht, selbst ein Rockstar zu sein. Für den Großteil der Fangemeinde ist es ein vergnüglicher Zeitvertrieb, der vor allem auf Partys für Begeisterung sorgt. Bei einem kleineren Teil dieser Gemeinschaft entfachte das Spiel darüber hinaus auch das Interesse am Erlernen des echten Instruments und ein weiterer Bruchteil hält das Spiel sogar für eine gute Einstiegsmöglichkeit, wenn man dieses Vorhaben verfolgt.

Das Ziel meiner Diplomarbeit ist es, eine Gitarre mit Tonabnehmern als Eingabegerät für ein selbstprogrammiertes PC‐Spiel zu verwenden. Um dies zu erreichen, sollen die vom Spieler auf dem Instrument erzeugten Töne in Bezug auf Eigenschaften, wie Amplitude, Frequenz und ggf. weitere analysiert werden und je nach Höhe des gespielten Tons oder Zusammensetzung einer Tonfolge ein bestimmtes Spielverhalten ausgelöst werden. Durch die Zuordnung bestimmter Tonfrequenzen zu Aktionen der Spielfigur soll so durch Spielen des Spiels eine Melodie erzeugt werden. Mit anderen Worten: Der Spieler komponiert durch sein Spielverhalten ein Lied. Dieses soll zum späteren Anhören in einer Audio‐Datei gespeichert werden.

Da der Spieler auch selbst in der Lage sein soll, die Zuordnung der Spielaktionen zu Tonfrequenzen vorzunehmen, kann er die Steuerung des Spiels beliebig verkomplizieren.

Dadurch lassen sich sowohl der Schwierigkeitsgrad des Spiels als auch die Möglichkeiten zur Komposition variieren und an die Bedürfnisse des Spielers anpassen. Auf diese Weise soll das Spielerlebnis über einen längeren Zeitraum als Herausforderung empfunden werden.

Personalisierte Auswahl von Webinhalten mittels Social-Networking-Paradigmen

Marc Putzke, 2008

Betreuer: R. Malaka, H. Ara

Abstract:
Das WWW bietet eine immense Vielfalt von Websites. Viele Menschen besuchen jedoch regelmäßig ihre Lieblingswebsites und durchsuchen sie nach interessanten Inhalten. Je nach Art und Umfang der Websites kann dies einen hohen Aufwand verursachen. In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgeschlagen, das Tags einsetzt, um Menschen die Suche nach interessanten Webinhalten zu erleichtern. Es beurteilt die Relevanz der Inhalte, indem es Tags zu den Inhalten und von Menschen genannte Tags miteinander vergleicht. Dazu bestimmt es den semantischen Zusammenhang zwischen Tags mithilfe von Tagging-Daten aus einer Folksonomie. Außerdem generiert das Verfahren Empfehlungen weiterer potentiell interessanter Inhalte. Das Verfahren wurde in einer Webanwendung umgesetzt und anhand von Benutzertests evaluiert. Die Ergebnisse der Evaluation deuten darauf hin, dass das Verfahren relevante Inhalte finden kann und Tags sich zur personalisierten Auswahl von Webinhalten einsetzen lassen.

Konsolidierung von benutzergenerierten Tagstrukturen mittels strukturbezogener und semantischer Analyse

Julian Wiersbitzki, 2008

Gutachter: R. Malaka, H. Aras

Abstract:
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Konsolidierungsverfahren zur Zusammenfassung von benutzergenerierten Tag-Strukturen erarbeitet. Sie leistet damit einen Beitrag zur aktuellen Forschung im Bereich der Entwicklung von Verfahren für das Semantic Web.

Für die Entwicklung dieses Verfahrens wurden Technologien aus dem Information Retrieval und der Computer-Linguistik aufgegriffen und eingearbeitet. Mittels Wortnetzen werden Tag-Strukturen auf semantische Relationen untersucht und Synonyme identifiziert. Die Tag-Strukturen werden bearbeitet, indem sie korrigiert und zur Identifikation übersetzt werden. Danach können über die Analyse der Hyponymie-Beziehungen und der Auftrittshäufigkeit die Tags bewertet werden, um so eine Auswahl unter ihnen zu treffen.

Das erarbeitete Konzept wurde in Form eines experimentellen Prototypen implementiert. Dieser wurde nach dem Prinzip des Wasserfallmodells entwickelt, Komponenten und Klassen mit Hilfe von UML-Diagrammen und Quelltext-Beispielen dokumentiert. Der implementierte Prototyp wurde anschließend in einer Evaluation getestet. Für die Evaluation wurde ein Versuchsaufbau zur Erstellung von benutzergenerierten Tag-Strukturen erarbeitet und Webseiten als Testobjekte ausgesucht. Diese wurden anschließend von Test-Teilnehmern in Form eines Web-Tagging-Experiments getaggt und so benutzergenerierte
Tag-Strukturen erzeugt. Mit Hilfe dieser Daten wurde das Konsolidierungsverfahren getestet, die Ergebnisse davon dokumentiert und ausgewertet.

Gestenbasierte Interaktion mit benutzergenerieten Inhalten bei mobilen kartenbasierten Webanwendungen

Denis Huber, 2008

Betreuer: R. Malaka und H. Aras

A Social Tagging Environment for Web Information Extraction

Wenyu Cai, 2008

Betreuer: R. Malaka, H. Aras

Abstract:
Diese Arbeit konzentriert sich darauf, wie man mittels SocialTagging, Tag-Empfehlungen und modernen Webtechniken eine Social Tagging Umgebung zur Unterstützung von Web Informationsextraktionen aufbauen kann. Zielsetzung dieser Arbeit ist eine spezielle Social Tagging Umgebung zur Unterstützung von Web Informationsextraktion zu entwerfen und die internen Komponenten vom Tagging Tool, Empfehlungssystem, zentraler Server und Datenbank zu realisieren. Als Schwerpunkt wird das Tagging Tool speziell für die WebAnnotation analysiert und mit der Unterstützung des Empfehlungssystems entwickelt. Als Dienstleistung für Datenspeicherung und Empfehlungsgenerierung werden der zentrale Server und die Datenbank nach verschiedenen Befehlen vom Tagging Tool gesteuert und Ergebnisse zurückgeliefert.

Visualisierung dreidimensionaler Stadtmodelle

Henrik Holle, 2008

Betreuer: R. Malaka, M. Herrlich

Abstract:
Virtuelle dreidimensionale Stadtmodelle sind ein aktuelles Thema im Bereich der Geoinformationen. Zum Austausch dieser existieren zahlreiche Datenformate. CityGML, der Neuling unter den Formaten, wird von seinen Autoren als umfassendes Austauschformat für 3D-Stadtmodelle, welches sowohl Semantik als auch Geometrie von geographisch relevanten Objekten modelliert, beworben. Die Arbeit vereint zwei Forschungsgebiete der Informatik. Ein Ziel ist es herauszufinden, inwieweit eine Transformation von CityGML-Daten erforderlich ist, damit sie eine visuelle Präsentation in Echtzeit ermöglichen und ob sich CityGML überhaupt zur Geovisualisierung eignet. Mögliche Vorteile und Defizite am CityGML-Standard werden im Vergleich mit dem 3D-Austauschformat COLLADA aufgezeigt und denkbare Änderungen und Erweiterungen von CityGML vorstellt. Im Anschluss an den theoretischen Vergleich und die Bewertung wird eine Integration von CityGML in die Content Pipeline des Microsoft XNA Frameworks vorgestellt. Ziel dieser Integration ist den Serious Games-Ansatz zu verfolgen, zu zeigen, dass Spieltechnologie, speziell das XNA Framework, für wissenschaftliche Anwendungen, insbesondere zur Visualisierung von CityGML-Daten geeignet ist. Ein Beispielvideo der Applikation findet ihr unter:

Effiziente Organisation von hochaufgelösten Bildern und zugehörige Methoden für die Darstellung in Echtzeit

Paul Weder, 2008

Betreuer: R. Malaka, M. Faust, M. Herrlich

Abstract:
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Problem, das Navigieren in Bildern im Gigapixel-Bereich mit heute üblichen PCs schnell und effizient zu gestalten. Der Benutzer sollte bestenfalls keinen Unterschied zum Navigieren in kleinen Bildern wahrnehmen können. Weitere Ziele sind ein schneller und gezielter Zugriff auf die benötigten Bilddaten, die lokale Speicherung der Daten und die Funktionsfähigkeit bei geringen Zugriffsbandbreiten und Speicherressourcen. In der Arbeit werden Verfahren zur Speicherung, Transformation und Darstellung der Bilddaten untersucht. Dabei wird eine auf Wavelets basierte Lösung erarbeitet und ein geeignetes Dateiformat entwickelt, das für das Nachladen von bestimmten Datenpaketen optimiert ist. Im Verlauf der Arbeit entstand eine prototypische Implementierung eines Bildbetrachters, der die entwickelten Verfahren implementiert. Der subjektive Eindruck sowie die Testmessungen mit dem Prototyp sind zufriedenstellend. Die identifizierten Verbesserungsmöglichkeiten und bisher nicht umgesetzten Features, wie z. B. die Komprimierung der Bilddaten, zeigen ein hohes Potenzial für die Steigerung der Leistungsfähigkeit des verwendeten Lösungsansatzes auf.

Accessibilitytests in virtuellen Umgebungen mit Hilfe von 3D-Spieleengines

Daniel Kramer, 2008

Betreuer: R. Malaka, M. Herrlich

Abstract:
Das Themengebiet dieser Diplomarbeit liegt innerhalb des sogenannten „Serious Gaming“, bei dem versucht wird Spiele zur Lösung von ernsthaften Problemen einzusetzen. Hierbei wurden, in Zusammenarbeit mit dem Forschungsinstitut Technologie und Behinderung, eine Demonstrationswohnung für behinderte Menschen und ein Rollstuhl virtuell, durch eine Spieleengine, nachgebaut. Im Verlauf der Arbeit wird dabei der gesamte Entwicklungsprozess beschrieben und so auch die Auswahl einer Spieleengine diskutiert. Außerdem wird die tatsächlich verwendete Unreal Engine 2.5 mit ihrem Editor näher beschrieben. Neben der Spieleengine werden noch andere Programme, wie zum Beispiel „Maya“, angewandt und auch näher erläutert. Abschließend wurde eine „Usability Evaluation“ durchgeführt und hier werden Methoden und Durchführung analysiert und ausgewertet.

Die Zielsetzung dieser Diplomarbeit ist es dabei, die Nutzbarkeit von Spieleengines für virtuelle Accessibilitytests zu untersuchen und zu bewerten. 

Wrappergenerierung für die Informationsextraktion von semi-strukturierten Daten

Human Barakzay, 2008

Betreuer: R. Malaka, R. Porzel

Abstract:
Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Datenextraktion aus dem World Wide Web. Im Verlauf der Arbeit wird untersucht, welche Möglichkeiten es gibt, um gesuchte Informationen schnell extrahieren zu können. Es werden verschiedene Verfahren, wie Content-Grabbing-System (CGS), Data-Mining (DM) und Informations-Extraktion gegenübergestellt. Die Arbeit verdeutlicht, wie wichtig die Extraktion der aktuellen und gesuchten Daten aus dem Netz ist und welche Vorteile die Extraktions-Tools bieten können. Es soll sich herausstellen, welches Tool für die Datenextraktion am besten geeignet ist.

Interaktionsmöglichkeiten bei mobilen Spielen

Savas Simon Ziplies, 2008

Betreuer: R. Malaka

Abstract:
Mobiltelefone stellen eines der größten Phänomene des aktuellen Jahrzehntes dar. Nach dem Radio, dem Fernseher und der CD entpuppt sich das Mobiltelefon als neues "Sammel-Medium" zur Verbreitung von Informationen, zur Kommunikation und zur Unterhaltung. Neben medialem Content wie Klingeltönen und Hintergrundbildern stechen dabei mobile Spiele immer häufiger heraus. Die meistens kurzen, knackigen Erlebnisse, welche sich von selbst erläutern und innerhalb kürzester Zeit zu meistern sind, stellen dabei die größte Menge an Spielen dar. Snake machte einen Anfang und viele Portierungen wie Tetris, Need for Speed oder ganz eigene Marken wie Darkest Fear folgten.

Der Großteil der verfügbaren Spiele hat jedoch gemein, dass sie auf lokal-fixierte Single-Player Erfahrungen ausgelegt sind und die Begrifflichkeit der "Mobilen Spiele" sich eher auf Tragbarkeit denn auf die Spielbarkeit bezieht. Doch immer häufiger treten auch "Handygames" in den Markt der Spielervernetzung ein. Multiplayer Spiele wie mobile MMOGs nach Tradition eines World of Warcraft existieren bereits. Pervasive Games versuchen weiter zu gehen, das Spiel alltäglich zu machen - "aware" und "seamless" im Design - hin zu einer "Mixed- oder Augmented-Reality".

All dieses sind Eigenschaften, die durch die örtlichen Gegebenheiten sowie die verbreiteten Funktionen der mobilen Geräte unterstützt werden können. "Location-Based-Services" wie GeoTagging oder virtuelle Schnitzeljagden wie Uncle Roy All Around You sind längst umgesetzt. Andere bauen aus der passiven Ortsabhängigkeit eine Roboterjagd, wie etwa Botfighters. Doch bis auf wenige "Location-Based Services", die dem Spieler seine Gegner in ungefährer Umgebung sowie dessen virtuelle Avatare zeigen, existieren kaum interaktionsbedingte Abhängigkeiten zwischen Spielern und mit der Spielwelt.

Die Interaktionsmöglichkeiten bei mobilen Spielen sind dabei nach Ökonomie, Beruf, Soziale Interaktion und Kampf aufgegliedert worden und im Einzelnen auf Möglichkeiten untersucht worden, die beispielsweise durch reale Gegenstände implizite Verbindungen zwischen Spielern hervorrufen können. Als Beispiel für die Möglichkeiten, die sich auch insbesondere aus dem Konflikt zwischen Spielern ergeben, ist im Rahmen der Arbeit das WiiDuel entwickelt worden. Unter Zuhilfenahme der Nintendo Wii Controller "WiiMote" ermöglicht das WiiDuel eine Schwertkampf-ähnliche, direkte Interaktion ohne ein zwischengeschaltetes Display oder anderen Umweg - Einfach und direkt, Spieler gegen Spieler.

Verwaltung von Geschäftsregeln in Business Rule Management Systemen

Marion Urbach, 2008

Betreuer: R. Malaka und J. Teichert

Abstract:
In der heutigen Zeit müssen Informationssysteme schneller und flexibler an sich ändernde Geschäftsprozesse eines Unternehmens angepasst werden. Für die Realisierung dieser Anforderung gibt es eine Vielzahl an Business Rule Management Systemen, die es fachlichen Experten erlauben, Geschäftsprozesse direkt ohne die Unterstützung technischer Experten abzubilden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Auswahlprozess eines Business Rule Management Systems, so dass es den Anforderungen eines Unternehmens gerecht wird. Der Auswahlprozess besteht aus einer Erhebung von Kriterien, einer Gewichtung dieser Kriterien, einer Bewertung der Systeme und der Berechnung des Gesamtergebnisses. Für die praktische Umsetzung und Überprüfung des Vorgehens werden die Business Rule Management Systeme ILOG JRules, Visual Rules, OpenRules und JBoss Rule evaluiert.

Webbasierte Interaktion mit privaten Biografien

Stefan Faltus, 2007

Betreuer: R. Malaka

Abstract:
In den digitalen Medien gibt es nur wenige Systeme, die sich mit dem Thema Biografieerfassung beschäftigen. Da diese Systeme das Problem allerdings nicht umfassend lösen, wurde diese Arbeit angefertigt. Ziel dieser Arbeit war es, ein System zu entwickeln, das alle Aspekte der Biografieerfassung berücksichtigt. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, wurden Anforderungen von Experten und normalen Nutzern erhoben und umgesetzt. Entstanden ist schließlich ein System, mit dem es möglich ist, Biografien zu erfassen und zu strukturieren, und welches den Nutzer dabei in Form von standardisierten Kategorien und Fragekatalogen unterstützt.

Intelligente mobile Empfehlungssysteme für Nachrichten

Merten Schüler, 2007

Betreuer: R. Malaka und H. Aras

Abstract:
Trotz derzeit noch hoher Kosten ist ein effizienter und zuverlässiger Zugriff auf Informationen insbesondere im Berufsleben bereits unerlässlich geworden. Auch der Zeitaufwand, manuell Informationen abzufragen, ist oft nicht vertretbar.

Mit dem Internet steht zwar eine geeignete Plattform zur Verteilung dieser Daten inkl. Trägerformate wie RSS zur Verfügung. „Push“-Dienste, bei denen der Absender ohne direkte Anforderung des Benutzers eine Kommunikation initiiert, sind jedoch noch vergleichbar selten vertreten.

Zudem erfolgt keine Sortierung oder Aufbereitung der Nachrichten nach Benutzerwünschen. Für eine mobile Umgebung sind hier intelligente Lösungen gefragt, welche die sprichwörtliche „Spreu vom Weizen“ trennen.

Im Rahmen der Diplomarbeit wurde eine Verteil- und Anzeigeplattform für sowohl interne als auch externe Nachrichten entwickelt, welche sich in die IT-Struktur des Unternehmenspartners Lufthansa Systems integriert und in einer Studie auf PocketPC Endgeräten von Führungskräften verwendet wurde. Als besondere Technologie verfügt die Plattform über ein hybrides semantisches Empfehlungssystem, welches den Benutzern sowohl weitere Kanäle als auch potentiell interessante Nachrichten vorschlägt.

Avatare und mentale Modelle: Einfluss visueller Darstellungen auf natürlichsprachliche Interaktion und Benutzerzufriedenheit

Sebastian Feige, 2007

Gutachter: R. Malaka und R. Porzel

Abstract:
Die vorgelegte Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, welche Einflüsse unterschiedliche visuelle Repräsentationen natürlichsprachlicher Computersysteme auf die Benutzer haben. Insbesondere wurde der Einfluss auf folgende zwei Aspekte untersucht:

• Benutzerzufriedenheit: Ist es möglich, eine höhere subjektive Zufriedenheit der Benutzer zu erreichen, indem man durch eine entsprechende Visualisierung gezielt eine geringere Erwartungshaltung an ein System hervorruft?
• Eingabesprache: Kann man durch die Art der visuellen Repräsentation die Verwendung einer einfacheren Eingabesprache evozieren? Eine vereinfachte Sprache könnte zu einer besseren Erkennung und somit indirekt wieder zu mehr Benutzerzufriedenheit führen.

Für die vorstehend vorgestellten Fragestellungen bietet sich die Visualisierung eines Systems als Papagei an: Ein Papagei ist ein Wesen, mit dem Menschen möglicherweise am ehesten einfache Sprachfähigkeiten verbinden (Wilson, 1997).

Um die Thesen zu prüfen, dass eine solche Präsentation durch einen Avatar in Form eines Papageis sowohl die Benutzerzufriedenheit erhöht als auch die verwendete Sprache für die Eingaben vereinfacht, wurde ein Experiment durchgeführt: Ein in einem Wizard-of-Oz-Aufbau simuliertes Dialogsystem wurde verwendet, um Probanden sowohl mit einer menschlichen Visualisierung als auch mit einem Papagei-Avatar interagieren zu lassen. Die Audio-Daten der Sitzungen wurden aufgezeichnet und nach verschiedenen Kriterien ausgewertet. Zusätzlich wurde die Benutzerzufriedenheit mit einem Fragebogen gemessen.

Die Auswertung und Analyse der erhobenen Daten führte zu folgenden Ergebnissen:

• Hinsichtlich der Benutzerzufriedenheit konnten lediglich geringfügige Unterschiede festgestellt werden. Die Ergebnisse der Bewertung des Gesamteindrucks zeigen tendenziell eher eine positivere Beurteilung des menschlichen Avatars. Die Vermutung, dass sich ein Avatar in Form eines Papageis positiv auf die Benutzerzufriedenheit auswirkt, hat sich nicht bestätigt.
• Die Analyse von Unterschieden in der verwendeten Eingabesprache ergab, dass diejenigen Probanden, denen das System als Papagei angezeigt wurde, in längeren Dialogen mehr- und mehr unterschiedliche Worte verwendeten. Auch konnte bei diesen Probanden ein höherer Anteil an Konjunktionen festgestellt werden. Dabei konnte jedoch lediglich für die Verwendung der Menge von unterschiedlichen Worten eine Signifikanz der Ergebnisse nachgewiesen werden. Eine Vereinfachung der verwendeten Sprache bei der Interaktion mit einem Avatar in Form eines Papageis konnte nicht beobachtet werden.

Literatur:
Wilson, Michael. 1997. Metaphor to Personality: the role of animation in intelligent interface agents. In: Proceedings of the IJCAI-97 Workshop on Animated Interface Agents: Making them Intelligent.

Ontologieentwicklungsmethoden

Rongbing Wang, 2007

Betreuer: R. Malaka und R. Porzel