Topics for Project and Diploma theses

Wenn neue Anzeige- und Bedienparadigmen in Komfort- und Assistenzsysteme von Automobilen eingeführt werden, stellt sich die Herausforderung, sie dem Fahrer auf intuitive und unaufdringliche Weise nahe zu bringen. In dieser Arbeit sollen Ansätze und Impulse für die computergestützte Nutzerführung im Kraftfahrzeugumfeld generiert werden.

Durchführung: Die Arbeit kann als Master-/Diplomarbeit angelegt werden (6 Monate) oder als Bachelor-/Projektarbeit (3 Monate). In letzterem Fall wird die Arbeit entsprechend weniger umfangreich.

Die Arbeit könnte Anfang April begonnen werden und wird vergütet.

Qualifikationen und Bewerbung: Studium im Bereich (Medien)Informatik, Elektrotechnik mit Schwerpunkt auf Mensch-Maschine-Kommunikation, (Industrie-)Design oder Psychologie.

Bitte bewerben Sie sich per Mail bei´Marc Breisinger. Für telefonische Rückfragen stehe ich gerne unter folgender Telefonnummer zur Verfügung: 089/382-43752.

Details

SourceBinder is a web-based visual authoring tool for prototyping Flash applications. Rudimentary nodes for the Arduino board, a microcontroller platform for easy coupling with sensors and actuators, are already implemented. Goal of the diploma thesis is to first evaluate SourceBinder itself and find major usability flaws. Afterwards new features for SourceBinder should be found, paper prototyped and evaluated with users. Afterwards extensions of SourceBinder should be programmed and tested. Extensions can for example include a larger Arduino node that has the looks of the real board, nodes for often needed Arduino functionality, integration of the Fritzing software, video functionality to share physical prototypes etc.

Goal of the project thesis is to evaluate needs of prototypers that use e.g. the Arduino hardware platform. Through analysis of blog and forum posts, public questionaires and structured interviews with selected users the student should discover WHO the users are and what kind of PROBLEMS they encounter when building physical prototypes. The focus is especially on the software side: Are the target users familiar with programming and what kind of problems do they face when beginning with programming. How do they overcome their problems (e.g. get help from domaine expert, use of new tools etc.). Special focus should also be the importance of communities for prototyping. When did they profit from the community and did they share their insights with the community?

Indicating one’s presence information is commonly done while using instant messaging clients like ICQ or Skype. Letting people know about one’s occupation can reduce unwanted interruptions but also encourage conversation since one easily can detect whether another person is available to chat. This thesis wants to adapt this idea for the physical world.

A physical object should be created which acts as input device for one’s presence information (e.g. in the office) as well as output device for other people’s (e.g. colleagues) presence information. Information should be given in an ambient way, noticeable but not disturbing to the user.

Für interaktive Multitouch-Oberflächen die nach dem FTIR-Prinzip arbeiten, benötigt man eine dünne, transparente Schicht zwischen Plexiglasplatte und Projektionsfolie. Diese Schicht ("Compliant Surface") besteht meist aus Silikon oder Latex. Ziel der Arbeit ist, verschiedene Materiale, Dicken und Oberflächenstrukturen auf ihre Eignung für Multitouch-Oerflächen zu überprüfen. Dazu müssen teilweise Testobjekte selbst gegossen werden.

Die verschiedenenen Schichten sollen sowohl in Benutzertests als auch durch quantitative Messungen untersucht werden.

Häufig werden bei der Entwicklung von Software und Interaktionstechniken unterschiedliche Prototyping-Techniken genutzt, um frühzeitig im Entwicklungsprozess Benutzerrückmeldungen zu bekommen. Im Bereich der Entwicklung von interaktiven Oberflächen werden Prototypen allerdings selten genutzt, obwohl auch hier die Hardware selbst (z.B. die Form) einen Einfluss auf die Benutzerleistung und -akzeptanz hat.

Die Hauptfrage dieser Arbeit ist, welches Material bietet entsprechende Eigenschaften (Festigkeit, Oberflächenstruktur, Formbarkeit, …), um valide Prototypen von non-planaren interaktiven Oberflächen zu ermöglichen.

Diese Arbeit gliedert sich in mehrere Einzelarbeiten! Angedacht ist dabei das parallele Bearbeiten dieser Aufgabenstellung von mehreren Studenten mit unterschiedlichen Materialien (ein Material pro Student). Dabei wird mit identischen Voraussetzungen (gleiche Form, Nutzerstudie, etc.) gearbeitet, um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten!

Beginn der Arbeit ist möglich, sobald sich mindestens drei Interessenten gefunden haben. Sollten sich mehrere Interessenten zusammen melden, kann die Arbeit eventuell auch sofort beginnen.

When using a computer different screen indications try to help users with privacy or security related actions. But many users don’t trust or understand those display indications. Especially Internet sites often have their own false security indications that finally can even threaten the user’s computer.

During this work a standard keyboard should be equipped with additional color changing LEDs that would are able to displays the keyboards current mood. The colorized keyboard is than used to present the state of the users security und privacy by color indication. As a special use case the keyboard should monitor the browsing status of a user in this first work.

Details

Voraussetzungen: Grundkenntnisse Elektrotechnik

Die Tastwahrnehmung des Menschen liefert bei der Interaktion mit zweidimensionalen Oberflächen wichtige Informationen über Lage und Objektbeschaffenheit von Gegenständen. Durch aktiv erzeugte Vibrationsmuster, sog.vibrotaktile Reizmuster, können auch interaktive Oberflächen wie beispielsweise Touchscreens mit fühlbaren Eigenschaften versehen werden.

Verschiedene Teile des Körpers (Arm, Oberkörper) sind unterschiedlich empfindlich gegenüber Tastsinnesreizen. In dieser Arbeit soll geprüft werden, wo sich Tastsinnesreize sinnvoll am Körper applizieren lassen. Das Ziel der Projektarbeit ist es, einen vorhandenen Prototypen ("Taktiler Fingerhut"/ "Tactile Thimble") technisch zu optimieren und geeignete Vibrationsmuster (vibrotaktile Reizmuster) zur Ortsvermittlung in 2D zu analysieren.

Prerequisites: Programmierkenntnisse, Interesse an interdisziplinärer Zusammenarbeit

Beim kollaborativen Lernen gibt es häufig abwechselnde individuelle und kollaborative Phasen. Dementsprechend eignen sich manchmal shareable displays (z.B. Wanddisplays oder interaktive Tische) und manchmal persönliche Geräte, wie z.B. Laptops.

In dieser Arbeit sollen zwei Umsetzungsmöglichkeiten für ein bestimmtes kollaboratives Lernszenario entwickelt und anschließend miteinander verglichen werden. In der einen Variante arbeiten die Lernenden zuerst jeder für sich am Laptop und später an einem Wanddisplay (Displaywechsel). In der anderen Variante arbeiten die Lernenden die ganze Zeit an einem interaktiven Tisch. Ziel ist es Vor- und Nachteile beider Lösungen zu identifizieren und die beiden Umsetzungen so zu gestalten, dass die Stärken der jeweiligen Displayart(en) genutzt werden.

Es wäre auch denkbar aus der Diplomarbeit zwei Projektarbeiten zu machen, so dass jeder eine Umsetzung übernimmt und die Studie am Schluss gemeinsam durchgeführt wird.

Die Arbeit findet in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Empirische Pädagogik und pädagogische Psychologie statt.

Keywords: Tangible UIs, Hardware Prototyping, Machine Learning, Computer Vision, Evaluation

Aufbauend auf dem "FlyEye-Konzept" sollen berührungssensitive Oberflächen weiterentwickelt werden, bei denen eine Kamera über eine Faseroptik die gesamte Oberfläche eines Objektes auf Annäherung oder Berührung überwacht. Im Einzelnen sind folgende Teilaufgaben geplant:

• Genauere Kalibrierung der Sensorfläche
• Nutzung der Oberfläche als Display
• Bau von sehr großen und sehr kleinen berührungssensitiven Objekten
• Evaluation, welche physische Auflösung für bestimmte Anwendungen nötig ist

Keywords: Tangible UIs, Hardware Prototyping, Electronics, bisserl Programmieren

Ziel der Arbeit ist es, perzeptive physische Pixel zu entwerfen und zu bauen, sowie Interaktionskonzepte für diese zu finden. Mit Photodioden und einer LED ausgestattet, können diese Pixel eine definierte Farbe/Helligkeit annehmen und behalten. Durch eine einfache Bauweise sollen diese Pixel in mehreren Iterationen möglichst klein gebaut werden. Durch reversible Verbindung mehrerer Pixel können Anzeigeflächen gestaltet werden. Im einzelnen umfasst die Arbeit folgende Aufgaben:

• Recherche verwandter Arbeiten
• Entwurf von Nutzungs- und Interaktionskonzepten
• iterative Verbesserung einer einfachen Schaltung für perzeptive Pixel
• Kombination vieler Pixel zu einer flexiblen Anzeigefläche

Hintergundinformationen: Einen (nicht mehr ganz aktuellen) Einblick in deas Thema "Physische Pixel" bietet die Masterarbeit von Kelly Heaton (2000)

Keywords: Tangible UIs, Hardware Prototyping, Electronics, Machine Learning, Computer Vision, Evaluation

Wenn bekannt ist, wie ein Benutzer ein bestimmtes Objekt (z.B. ein Handy) hält, ermöglicht dies neue Formen der impliziten und expliziten Interaktion (siehe dazu HandSense: discriminating different ways of grasping and holding a tangible user interface). Gängige Sensor-Technologien, wie z.B. kapazitive Touch-Sensoren, müssen große Teile der Objektoberfläche abdecken, um verlässliche Informationen über die Griffart zu liefern. In der ausgeschriebenen Arbeit soll untersucht werden, inwieweit wenige, sinnvoll platzierte Fingerabdrucksensoren ausreichend präzise Griff-Informationen liefern. Aus dem Bild eines Hautausschnitts (z.B. 192x16 pixel) das der Sensor liefert, soll ermittelt werden, welcher Teil der Hand an dieser Stelle aufliegt. Durch Verwendung mehrerer Sensoren kann man dann die Handhaltung bestimmen. Die Arbeit beinhaltet sowohl den Bau von entsprechender Hardware (unter Verwendung von USB-Fingerabdruck-Scannern), als auch die Auswertung mittels Computer-Vision- und Machine-Learning-Algorithmen. Abschließend soll die Erkennungsgenauigkeit durch eine Benutzerstudie quantifiziert werden.

Keywords: Tangible UIs, Hardware Prototyping, Electronics, Machine Learning, Evaluation

In dieser Arbeit sollen Interaktionskonzepte für ein kugelförmiges Eingabegerät (SpherUID) entwickelt werden. Vor allem soll erkundet werden, inwieweit man durch noch einzubettende kapazitive Sensoren Informationen zu Griff und Position der Kugel erhalten kann.