Themen für Abschlussarbei­ten

An unserer Professur werden Bachelor- und Masterarbeiten zu verschiedenen Themen im Bereich der angewandten Kognitionsforschung vergeben. Bei Interesse wenden Sie sich bitte an die jeweils angegebene Kontaktperson.

Bitte beachten Sie, dass die unten aufgeführten Themen nur eine Auswahl darstellen. Für weitere Themen sprechen Sie unsere Mitarbeiter bitte direkt an!

Bereits abgeschlossene Studienarbeiten finden Sie hier.

Einfluss von Haptik auf das Nutzererlebnis in Virtual Reality 

Virtual Reality (VR) ermöglicht realistische Simulationen für eine Vielzahl an Anwendungen. Das Besondere an VR liegt in der Qualität des Nutzererlebnisses, welches sich in einem Gefühl von Präsenz, „sich dort zu befinden“, äußert. Eine Reihe von Maßnahmen kann genutzt werden, um Präsenz zu beeinflussen. Unter anderem hat die Ausgestaltung von Interaktionsmöglichkeiten einen Einfluss auf das Präsenzerleben. In einer Kooperation mit Kollegen der TU München haben wir einen thematisch abgestimmten haptischen Controller entwickelt, welcher anstelle des Standard-Controllers in einer VR genutzt werden kann. In einem Folgeprojekt soll nun insbesondere die Aufgabenausgestaltung/-anforderung evaluiert werden. Daraus soll abgeleitet werden, ob und wann sich ein thematisch abgestimmter haptischer Controller lohnt und welche Dimensionen (z.B. Präsenz, Usability) dafür relevant sind. 

Kontakt: Judith Josupeit

Kritische Evaluation eines neuartigen Nutzungskonzepts für strukturierte Online-Debatten (fair-debate)

Kontroverse Diskussionen im Netz scheitern selten am Mangel an Meinungen, sondern an ihrer Form: In klassischen Kommentarspalten und Foren gehen Argumente in langen Threads verloren, Bezüge bleiben unklar, und auf einzelne Aussagen wird selektiv oder gar nicht eingegangen. Die experimentelle Open-Source-Plattform fair-debate erprobt ein
alternatives Nutzungskonzept: Debattenbeiträge werden automatisch inein zeln referenzierbare Segmente zerlegt, sodass jede Aussage gezielt und Punkt für Punkt beantwortet werden kann. Aus den Antworten entsteht ein nachvollziehbarer Debattenbaum, in dem mehrere Parteien strukturiert aufeinander Bezug nehmen.

In der Abschlussarbeit soll dieses Nutzungskonzept kritisch evaluiert werden. Leitfragen sind zum Beispiel: Verstehen Nutzer das Interaktionskonzept (Segmente, parteienbezogene Antworten, Entwurfs- und Veröffentlichungsschritte) und wo entstehen Hürden oder Fehlkonzepte? Unterstützt die segmentweise Struktur das Verfolgen und
Bewerten von Argumenten, oder erzeugt sie zusätzliche kognitive Belastung? Wie schneidet das Konzept im Vergleich zu einer „normalen" Diskussionsplattform ab (z.B. einem klassischen Kommentar-Thread) hinsichtlich Verständlichkeit und Diskussionsqualität?

Um diese Fragen zu beantworten, können Nutzerstudien (z.B. Thinking-Aloud-Sitzungen,
aufgabenbasierte Usability-Tests) oder experimentelle Vergleiche zwischen fair-debate und einem konventionellen Diskussionsformat durchgeführt werden. Aufbauend auf den Befunden kann das Nutzungskonzept weiterentwickelt werden — von konkreten Gestaltungsvorschlägen bis hin zu prototypisch umgesetzten und erneut geprüften Verbesserungen. Die Arbeit erfolgt in enger Kooperation mit dem Entwickler der Plattform; Anpassungen der Software für Studienzwecke sind möglich.

Das Thema eignet sich besonders für Studenten, die Spaß an einem differenzierten Nachdenken über komplexe (gesellschaftliche) Themen haben. Es kann als Bachelor- oder Masterarbeit durchgeführt werden, die genaue Fragestellung entwickeln wir je nach eurem Interesse zusammen. Technische Vorkenntnisse sind nicht erforderlich.

Kontakt: Romy Müller

Jonglierenlernen mit Mixed Reality

Mixed Reality (MR) bietet eine innovative und immersive Lernumgebung, die das Jonglieren auf eine neue Art und Weise zugänglich macht.

In einer aktuellen Studie durchlaufen Teilnehmende ein strukturiertes Jongliertraining in einer von vier verschiedenen Lernumgebungen. Diese sind eine natürliche Lernumgebung und drei verschiedene MR-Lernumgebungen, die sich in Ihrer Komplexität durch haptische Augmentation und adaptives Feedback unterscheiden. Dabei interessiert uns, welchen Einfluss verschiedene Faktoren haben. Wir erfassen die Jonglierperformance, tracken die Bewegungen mittels Motion Capture und erfassen dazu mit Fragebögen relevante Informationen und die User Experience. Die Ergebnisse unserer Studie werden dazu beitragen, das Verständnis darüber zu vertiefen, wie immersive Technologien das Erlernen von Fähigkeiten in zukünftigen Mensch-Maschine-Interaktionsszenarien unterstützen können.

Im Rahmen dieser Studie ist ab sofort eine empirische Abschlussarbeit zu vergeben. Die Studie ist Teil des Exzellenzclusters CeTI (Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop; www.ceti.one). Hier geht es zu unseren Newspost.

Kontakt: Corinna Kührt

Herausforderungen bei der manuellen Kontrolle von Raumfahrzeugen

Astronautinnen und Astronauten sind im Weltraum einer Vielzahl von Stressoren ausgesetzt, die ihre Leistungsfähigkeit gefährden können. Komplexe manuelle Aufgaben, z.B. das Docking eines Raumschiffs oder die Kontrolle von Roboterarmen in 6 Freiheitsgraden, stellen durch die extremen Umweltbedingungen eine große Herausforderung dar.
In der Bachelorarbeit soll mithilfe einer systematischen Literaturrecherche folgenden Fragen nachgegangen werden: Welche Anforderungen und Schwierigkeiten treten bei der Fernkontrolle im Weltraum auf? Welche sicherheitskritischen Vorkommnisse gab es bereits und wodurch sind diese ausgelöst worden? Welche Konzepte für Trainings- und Gegenmaßnahmen werden aktuell bereits angewendet oder diskutiert? 
Die Fragestellung wird zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) bearbeitet (www.dlr.de/me) und ist Teil des Exzellenzclusters CeTI (Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop; www.ceti.one).

Kontakt: Sarah Piechowski Sebastian Pannasch

Räumliche Orientierung und Navigation im Weltraum

Im Weltraum sind Astronautinnen und Astronauten einer Vielzahl von Stressoren ausgesetzt, die sich auf die menschliche Leistungsfähigkeit auswirken. So können unter anderem die veränderten Schwerkraftverhältnisse die räumliche Orientierung und Navigation beeinträchtigen.
Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit den Anforderungen an Astronautinnen und Astronauten mit einem Fokus auf räumliche Orientierung und Navigation. Auf Basis bisheriger Literatur gilt es, folgenden Fragen nachzugehen: Welche Stressoren und Entstehungsbedingungen tragen zur räumlichen Desorientierung bei Weltraummissionen bei? Welche Gegenmaßnahmen werden zur Aufrechterhaltung oder Wiedererlangung der Raumorientierung ergriffen bzw. erforscht? Abschließend wird geschlussfolgert, welche Aspekte in Bezug auf zukünftige Missionen zum Mond und Mars besonders relevant zu sein scheinen.
Die Fragestellung wird zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) bearbeitet (www.dlr.de/me) und ist Teil des Exzellenzclusters CeTI (Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop; www.ceti.one).

Kontakt: Katja Gayraud Sebastian Pannasch

Expert:inneninterviews mit „Orientierungsprofis“: Entwicklung eines strukturierten Interviews zu Orientierungs- und Navigationsproblemen

Im CeTI-Projekt vergeben wir eine Bachelor- oder Masterarbeit in Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Im Fokus steht die Frage, wie Orientierungs- und Selbstnavigationsprobleme in unterschiedlichen Domänen auftreten, wie sie zuverlässig erkannt werden können und welche Strategien bzw. Trainingsmethoden als wirksam gelten.

Ziel ist die Entwicklung eines domäneübergreifenden, strukturierten Interviews, das zunächst über qualitative Expert:inneninterviews aufgebaut und anschließend in ein standardisiertes Interviewformat überführt wird. Als Interviewpartner:innen kommen „Orientierungsprofis“ aus unterschiedlichen Kontexten in Frage, z. B. Feuerwehrkräfte, Panzerfahrer:innen oder andere Fahrzeugbesatzungen mit eingeschränktem Sichtfeld, neu erblindete Personen sowie Reha- und Mobilitätstrainer:innen, Menschen mit bilateraler Vestibulopathie, Berg- oder Höhlenrettung, Taucher:innen, (Hubschrauber)pilot:innen – eigene Vorschläge sind ausdrücklich willkommen.

Die Arbeit kann als Gruppenprojekt organisiert werden: Alle Studierenden arbeiten gemeinsam am Interviewinstrument, während jede:r Studierende eine eigene Zielgruppe vertieft, Interviewpartner:innen rekrutiert, Interviews durchführt und Ergebnisse in die gemeinsame Instrumentenentwicklung einbringt. Leitfragen sind u. a.: In welchen Situationen treten Orientierungsprobleme auf? Welche Sinnesinformationen sind eingeschränkt oder unzuverlässig (z. B. visuell, vestibulär, auditiv, taktil)? Welche Kompensationsstrategien, Trainingsansätze und Unterstützungsformen haben sich bewährt? Perspektivisch soll das Interviewinstrument auf den Raumfahrtkontext übertragen werden, um Orientierungsprobleme von Astronaut:innen zu erfassen.

Vorerfahrung mit qualitativen Methoden ist hilfreich, aber nicht zwingend. Start und genaue Ausgestaltung erfolgen nach Absprache. Interessierte melden sich bitte mit kurzer Angabe zu Studiengang/Semester, Bachelor oder Master, bevorzugter Zielgruppe (oder eigener Idee) sowie ggf. Kontakten zu Interviewpartner:innen.

Kontakt: Amelie Therre Sebastian Pannasch

Problemlösen und Entscheidungen in komplexen Systemen: Kognitive Prozesse und deren Unterstützung

Wie gehen Menschen vor, wenn sie in komplexen sozio-technischen Systemen Probleme lösen und Entscheidungen treffen? Wie kann man diese Prozesse unterstützen? Im Kontext dieser Fragestellungen bieten wir verschiedene Themen für Bachelor- und Masterarbeiten an. Diese reichen von kontrollierten Laborexperimenten über praxisnahe Erhebungen im Berufsumfeld bis hin zu konzeptionellen Arbeiten zur Gestaltung von Assistenzsystemen und Trainings. Viele der Themen werden in Kooperation mit anderen Forschungseinrichtungen bearbeitet (z.B. Fraunhofer IVV, Deutsches Zentrum für Schienenverkehrsforschung, Ausbildungskernreaktor, Professur für Grundlagen der Elektrotechnik) und bieten daher viele Möglichkeiten zum interdisziplinären Austausch. Hier sind ein paar Beispielthemen, die wir je nach eurem Interesse erweitern und anpassen können:

• Strukturierte Online-Debatten mit fair-debate: Unterstützt segmentweises
  Antworten faire und nachvollziehbare Diskussionen besser als klassische
  Kommentar-Threads? (Nutzerstudie/Plattformvergleich)
• Interdisziplinäre Perspektiven auf technische Systeme: Wie können die mentalen Modelle von Experten aus unterschiedlichen Berufsgruppen integriert werden? (Experteninterviews und Assistenzkonzepte)
• Erklärbare künstliche Intelligenz im Eisenbahnverkehr: Wie kann ein Assistenzsystem die Sicherheit von KI-Modellen überprüfbar machen? (Assistenzkonzepte)
• Zusammenhänge in Prozessketten: Helfen generalisierte Erklärungen dabei, breitere Lösungsalternativen zu finden? (Laborexperiment)
• Zusammenhänge im Pferdehuf: Hilft die Darstellung kausaler Mechanismen bei der Auswahl von Bearbeitungsmaßnahmen? (Laborexperiment)

Kontakt: Romy Müller

Fatigue Under Review: Assessment Practices Across Aviation Occupations 

Mental fatigue is increasingly recognized as a critical safety concern in aviation, where high cognitive demands and operational constraints come together. Cognitive performance impairments due to fatigue are well-documented, and both scientific and regulatory bodies emphasize the need for effective fatigue risk management (FRM). The central element of such management is the accurate assessment of fatigue using valid and appropriate measurement methods. However, the aviation field employs a wide range of tools, ranging from self-report scales to physiological and behavioural indicators. Each method features specific advantages and limitations. Moreover, the choice of method may depend on the intended purpose, such as real-time monitoring, 
risk prediction, or long-term fatigue research.  
Currently, there is a lack of publications examining which fatigue assessment methods are used for which purposes across different aviation professions. This thesis aims to address that gap by analysing current practices and performing a scoping review. It is intended to provide an overview of commonly applied fatigue assessment methods in aviation. Professional groups covered include air traffic controllers (ATCOs) and air traffic control 
assistants (ATCAs), cabin crew and commercial pilots. Two main research questions remain:  
I. Which method (measurement) is applied for which purpose in at least three different occupational groups in aviation?  
II. Are there any differences in the application based on occupational group? 
You are expected to complete the tasks as part of your bachelor's degree programme. The start date is flexible. The thesis project will be conducted under professional and scientific supervision, ensuring continuous guidance throughout the research process. Moreover, you will be embedded in a broad network of aviation professionals, providing valuable opportunities for exchange and practical insights. Depending on the project’s progress and results, there is also the possibility of co-authoring a scientific manuscript. 

Contact: Maximilian Peukert Michaela Schwarz

Erweiterte Wahrnehmung in der Mensch-Maschine-Interaktion: Wie wirken sich Verzögerungen im multisensorischen Feedback aus?

Die fortschreitende Digitalisierung und die zunehmende Vernetzung von Mensch und Maschine eröffnen neue Möglichkeiten für eine gleichberechtigte Teilhabe am gesellschaftlichen Leben, wobei die Interaktion zwischen beiden entscheidend für die Usability und Nutzererfahrung ist.

In einer Studie soll analysiert werden, wie zeitliche und kontextuelle Faktoren, insbesondere Feedback-Verzögerungen, die Sinneswahrnehmung und das motorische Lernen in der Mensch-Maschine-Interaktion beeinflussen. Darüber hinaus wird die Rolle verschiedener Feedbackmodalitäten in der Mensch-Maschine-Interaktion betrachtet. Mit Hilfe des “Heißen-Draht”-Spiels wird der Einfluss von visuellen, auditiven (und haptischen) Verzögerungen auf die Performance untersucht.

Im Rahmen dieser Studie ist eine empirische Masterarbeit zu vergeben. Die Studie ist Teil des Exzellenzclusters CeTI (Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop; www.ceti.one)

Kontakt: Corinna Kührt

Human Factors Engineering: Interdisziplinäre Zusammenarbeit beim Design neuer Technologien

Interdisziplinäre Zusammenarbeit ist entscheidend, um komplexe Probleme zu lösen, da sie verschiedene Perspektiven vereint und innovative Lösungen ermöglicht, die Einzelpersonen nicht erreichen könnten. Personen verfolgen dabei spezifische Ziele, folgen bestimmten Abläufen und nutzen unterschiedliche Methoden und Denkweisen innerhalb ihrer Disziplin. Das Verständnis dieser disziplinären Besonderheiten kann die interdisziplinäre Zusammenarbeit erheblich erleichtern.

Ziel dieses Projekts ist es, diese Besonderheiten zu identifizieren, gegenüberzustellen und Unterstützung für die interdisziplinäre Zusammenarbeit zu bieten.

In diesem Zusammenhang ist eine studentische Arbeit zu vergeben. Das Projekt ist Teil des Exzellenzclusters CeTI (Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop; www.ceti.one)

Kontakt: Corinna Kührt

Eintauchen in VR – Was zeichnet Präsenzerleben aus?

Virtuelle Realität (VR) ermöglicht, das Erleben einer in Echtzeit Computergenerierten dreidimensionalen Umgebung. Nutzer:innen empfinden eine Präsenz im virtuellen Raum, insbesondere, wenn sie mit diesem Raum interagieren. Diese Empfindung umfasst ganz andere Qualität, als das Erleben, der gleichen Umgebung auf konventionellen zweidimensionalen Bildschirmen.

In technischer Hinsicht sind viele Faktoren bekannt, die dazu führen, dass sich die Empfindung stark von der konventionellen zweidimensionale Erfahrung Unterscheidet: z.B. das kopfbewegungsbasierte Darstellen der virtuellen Szene entlang der Translations- und Rotationsachsen. Allerdings wird das Präsenzerleben nicht allein durch die geschickte Kombination von technischen Komponenten ermöglicht. Daher brauch es neben der bereits etablierten Einteilung anhand von technologischen Dimensionen, die Berücksichtigung weiterer Faktoren. Unter Anderem ist das Präsenzerleben von individuellen Faktoren (z.B. Technikaffinität) und dem Anwendungskontext (z.B. Eingabe und Ausgabe) abhängig. Hier fehlt es bislang, vermutlich auch auf Grund der höheren Komplexität an einer systematischen Übersicht zum Thema Präsenzerleben auf diesen Dimensionen. In einer systematischen Literaturarbeit soll der Frage nach gegangen werden, wie eine solche Klassifizierung erreicht werden kann.

Kontakt: Judith Josupeit

Der Distraktoreffekt bei der Bildbetrachtung

Menschen schauen visuelle Szenen, zB Bilder oder Filme, nicht völlig wahllos an, sondern orientieren sich an bestimmten Bildinhalten oder an ihren Zielen. Dadurch entstehen systematische Muster von Blickorten. Prinzipiell kann man sagen, dass die menschliche visuelle Wahrnehmung als Abfolge von Fixationen (Informationsaufnahme) und Sakkaden (Neuausrichtung des Auges) verstanden werden kann.

Die Dauer von Fixationen wird durch unterschiedliche Parameter beeinflusst, zum Beispiel Interesse an einem gerade betrachteten Bildinhalt, dessen Aufgabenrelevanz, Schwierigkeiten beim Verständnis etc. Darüber hinaus bewirkt aber auch die zusätzliche Einblendung eines visuellen Störreizes direkt am Fixationsort eine massive Verlängerung der Fixationsdauer. Und auch hier hat sich in vorhergehenden Untersuchungen gezeigt: So wie die Fixationsdauer aufgrund bestimmter Parameter schwankt, ist auch ihre Verlängerung durch einen sogenannten Distraktor variabel.

In der Masterarbeit sollen Einflussfaktoren auf die Verlängerung durch Distraktoren systematisch untersucht werden. Programmierkenntnisse sind von Vorteil genau wie Freude am Umgang mit Daten. Details und Anforderungen werden bei Interesse besprochen.

Kontakt: Jens Helmert 

Bachelorarbeit: Systematischer Review zur Intraindividuellen Zuverlässigkeit von Blickbewegungsmessung

Blickbewegungsmessung wir häufig als Messmethode eingesetzt, um die Ausrichtung der visuellen Aufmerksamkeit und die Verarbeitung visueller Informationen objektiv zu erfassen. Unterschiede zwischen Bedingungen werden häufig nur einmal erfasst, und anschließend als stabil und wiederholbar angenommen. Dabei bleibt allerdings offen, ob bei einer erneuten Messung die gefundenen Unterschiede stabil replizierbar sind.

In der Bachelorarbeit soll mit Hilfe eines systematischen Reviews der Frage nachgegangen werden, wie der aktuelle Forschungsstand zur Reliabilität von Parametern der Blickbewegungsmessung ist. 

Kontakt: Jens Helmert

Wie wirkt sich Schichtarbeit im Zusammenspiel mit variabler Arbeitslast auf Müdigkeit in der Flugsicherung aus?

Dies ist eine mögliche Leitfrage für empirsche Master- oder literaturbasierte Bachelorarbeiten, welche in Zusammenarbeit mit der schwedischen Flugsicherung angeboten werden.
Literaturbasierte Bachelorarbeit: Für den Automobilkontext existieren Modelle (bspw. May & Baldwin, 2009), welche Müdigkeit auf Basis von Aufgaben- und auch Chronobiologiefaktoren erklären. Im Rahmen der Abschlussarbeit soll ein Literaturscreening durchgeführt und geprüft werden, ob Müdigkeitsmodelle aus anderen Domänen ebenso fuer Flugsicherung valide sein können.
Empirische Masterarbeit: Irreguläre und präferenzbasierte Schichtarbeit und der Einfluss dessen auf objektive sowie subjektive Müdigkeitsparameter soll mittels Feldstudiendaten aus einer skandinavischen En-route Flugsicherungszentrale untersucht werden. Geeignete sowie ungeeignete Schichtrotationen sollen identifiziert und gegenübergestellt werden, Empfehlungen zur optimalen Schichtplangestaltung sollen abgeleitet werden.

Kontakt: Maximilian Peukert

Physiologische Messung von kognitiver Erschöpfung und Mind Wandering im Cockpit 

Praktikum oder Abschlussarbeit am Institut für Flugführung - Abteilung Systemergonomie in Braunschweig. Weiterführende Informationen finden Sie hier.

Kontakt: Anneke Hamann

Aktuelle Fragestellungen zur Mensch-Maschine-Interaktion / Human Factors in der Luftfahrt 

Die detaillierten Ausschreibungsinhalte finden Sie hier: link

Kontakt: Sebastian Pannasch