Bachelorarbeiten

Im Rahmen des Forschungsprojektes Ambient Learning Spaces wird die Smartphone-Anwendung InfoGrid entwickelt, die Lernumgebungen mittels AR-Technologie erweitert. InfoGrid wird ins- besondere im schulischen sowie im Museumskontext verwendet. Eine Form der virtuellen Anreicherung durch InfoGrid sieht vor, dass der Nutzer einen vordefinierten Marker mit seiner Smartphone-Kamera erfasst und die App diesen Marker durch maschinelles Sehen erkennt. Für die nötige Anpassung der Translationen des 3D-Objektes befasste sich diese Arbeit mit der Konzeption und Entwicklung eines geeigneten Ansatzes zur Manipulation virtueller Objekte in AR-Umgebungen für das Smartphone.

Das Network Environment for Multimedia Objects (NEMO) wurde im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) geforderten Forschungstransferprojektes Ambient Learning Spaces (ALS) entwickelt. NEMO-Server sind in der Lage, Semantic Media an direkt mit ihnen verbundene Endgeräte auszuliefern. Ist ein von einem Benutzer angefordertes Semantic Media auf einem externen, nicht direkt mit dem Endgerät verbundenen NEMO-System gespeichert, war es den ALS-Anwendungen bisher nicht möglich, auf dieses Medium zuzugreifen. Aus diesem Grund war es das Ziel dieser Arbeit, NEMO-Server auf geeignete Weise miteinander zu vernetzen, um einen Datenaustausch zwischen ihnen zu ermöglichen.

Der Schutz von Medien und personenbezogenen Daten wird über Gesetze, wie die Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) und das Gesetz über Urheberecht und verwandte Schutzgesetze (UrhG), geregelt. Auch digitale Medien müssen unter der Beachtung der DSGVO und des UrhG geschützt werden. Für den Schutz der in NEMO gespeicherten Medien wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Rechtekonzept für Semantic Media entwickelt, welches auf einer rollenbasierten Zugangskontrolle basiert. Die Modellierung von Rechten wurde dabei direkt über das Semantic Media selbst realisiert. Die Freigabe von Medien wurde über Freigabegruppen durch Benutzer reguliert. Für die Umsetzung des Rechtekonzepts wurden sogenannte Code-Snippets entwickelt, die mit Interaktionselementen verknüpft sind, die die im Backend realisierten Funktionalitäten für Benutzer bereitstellt.

Bei der Behandlung von Patienten mit Hals- oder Kopf-Tumoren sind regelmäßige Konsultationen des Arztes notwendig, welche im Abstand von drei Monaten stattfinden. Dies wird unterstützt durch die Selbsterfassung funktioneller Beeinträchtigungen und der wahrgenommenen Lebensqualität durch den Patienten, sogenannte Patient-Reported Outcomes (PRO), welche der Konsultation des Arztes vorausgeht und in Form eines interaktiven Fragebogens stattfindet. Im Laufe dieser Bachelorarbeit wurde erarbeitet, wie die resultierenden Informationen und die Ergebnisse einer Checkliste, welche während der Konsultation ausgefüllt wird, priorisiert und visualisiert werden müssen, damit der Arzt informiert und angemessen über einzuleitende Maßnahmen entscheiden kann.

Diese Arbeit beschäftigte sich mit der Entwicklung des Miteinander-Lernspiels SpelLit und dessen Integration in den am Institut für Multimediale und Interaktive Systeme (IMIS) der Universität zu Lübeck entwickelten GameCreator. Während das Konzept von SpelLit sowie ein lauffähiger Prototyp bereits in vorherigen Arbeiten entworfen wurden, wurde die Anwendung durch die Verwendung aktueller Webtechnologien neu implementiert, sodass das Spiel mit der Funktionalität des GameCreator verbunden wird. Durch diese Verbindung der beiden Anwendungen soll es Lehrkräften an Grundschulen möglich sein, das spielerische Lesen- und Schreibenlernen der Kinder zu kontrollieren und den Aufbau jeder Spielsequenz nach eigenen Wünschen anzupassen.

Die im Zuge der Digitalisierung entwickelten Smart Meter finden bei Normalverbrauchern immer mehr Anwendung. Bedingt durch die EU Richtlinien und Energiewende ist die Verbauung von Smart Metern in Deutschland sukzessiv verpflichtend. Um die daraus entstehende Datenmenge nutzbringend für Operateure in den Netzleitwarten aufzubereiten und zu visualisieren, sind neue Anwendungskontexte und Visualisierungskonzepte gefragt. Zu diesem Zweck befasste sich diese Arbeit mit der Visualisierung von Smart Meter Daten, um die Lokalisierung von Störungen im Niederspannungsnetz zu unterstützen. Dazu wurde auf Grundlage von verwandten Konzepten und analysierten Nutzungskontexten ein Visualisierungskonzept für die Störungslokalisierung in Niederspannungsnetzen entwickelt und gebrauchstaugliches System implementiert.

Krisenszenarien mit einer Vielzahl von Verletzten und Geschädigten, sogenannte Massenanfälle von Verletzten, stellen die beteiligten Rettungskräfte vor verschiedene Herausforderungen. Ins- besondere die Organisation, Verwaltung und Disposition der beteiligten Einsatzfahrzeuge ist elementar wichtig zur erfolgreichen Bewältigung solcher Großeinsätze. Aufgrund der Anzahl der beteiligten Fahrzeuge ist es für die Führungskräfte allerdings schwer einen Überblick über diese zu behalten. Die vorliegende Arbeit dokumentiert die Entwicklung eines Unterstützungssystems für Führungskräfte des Rettungsdienstes im Bereich des Fahrzeugmanagements.

Diese Arbeit beschäftigte sich mit der Entwicklung eines Prototyps unter der Bezeichnung Projekt Firefly. Dieser nutzt ein 3D-Display zur Darstellung von Bedienelementen, mit denen der Nutzer interagieren kann, um Systemeingaben zu erzeugen. Die Eingaben werden dabei mit den Fingern in einem definierten Raum vor dem 3D-Display ausgeführt. Dabei werden die Finger einerseits von einem Sensor erfasst und andererseits die jeweilige Eingabe durch ein Ultraschall Feedback auf den agierenden Finger quittiert. Es wurde zunächst ein Konzept zur Realisierung des Firefly Prototyps vorgestellt, das die verschiedenen Problemstellungen des Projektes aufzeigt, bevor diese in einem nächsten Schritt gelost der Prototyp evaluiert wurde.

In den letzten Jahren steht das Thema Geschäftsprozessmanagement im Fokus, wenn es um Qualitätskontrolle, Transparenz und Optimierung der innenbetrieblichen Arbeitsabläufe in einem Unternehmen geht. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde ein Versuch unternommen ein „Einführungsprojekt“ von dem tatsächlichen Prozessmanagement zu beschreiben am Beispiel der Lübecker Hafengesellschaft (LHG). Das gesamte betriebliche Handeln wurde dabei als Kombination von Prozessen betrachtet, die auf horizontaler und vertikaler Ebene miteinander vernetzt sind. Es wurde ein Konzept zur Einführung des Prozessmanagements in LHG erarbeitet, das sich auf ein existierendes Qualitätsmanagementsystem beruht und dieses von der Position der digitalen Transformation und Prozessorientierung neugestaltet.

Mitarbeiter der Universität zu Lübeck mussten für Ablaufe, welche die Universitätsverwaltung mit einbeziehen, vorgegebene Formulare ausfüllen. Da diese zum Teil sehr umfangreich sind, unterlaufen den Mitarbeiter immer wieder Fehler, was die Abläufe insgesamt verzögert. Vor allem neue Mitarbeiter sind oft überfordert und benötigen dann die Unterstützung erfahrenerer Mitarbeiter. Diese wiederum vermeiden Fehler, indem sie für das Ausfüllen der Formulare sehr viel Zeit einplanen, in der sie dementsprechend von ihren eigentlichen Aufgaben abgehalten werden. In dieser Bachelorarbeit wurde basierend auf dem Mensch-zentrierten Designprozesses eine Webanwendung entworfen und implementiert, welche die Mitarbeiter beim Ausfüllen der Formulare unterstützt

In der Bachelorarbeit erweiterte und evaluierte Lennard Willer eine bestehende Virtual-Reality-Trainingssimulation für Massenanfälle von Verletzten in Bezug auf die Immersion und Präsenz der Benutzer. Die Trainingssimulation ermöglicht es, Verletzte zu behandeln und mit sogenannten Verletztenanhängekarten zu kategorisieren. In der Bachelorarbeit wurde unter anderem die Steuerung überarbeitet, so dass die realen Bewegungen des Spielers in die Simulation übertragen werden. So konnte etwa eine Menüsteuerung ersetzt werden, indem der Trainierende nun Material aus einer Notfalltasche entnimmt, sich für die Atemprüfung über den Verletzten beugen muss und den Puls durch Berührung am Handgelenk überprüfen kann. Weitere Optimierungen betrafen die Lebendigkeit der Verletzten und die Tonausgabe.

Bei den Tangicons handelt es sich um ein be-greifbares Miteinander-Lernspiel, das kognitive, motorische und soziale Aktivitäten beim Erlernen von Programmierung in der Grundschule miteinander verbindet. Die Förderung abstrakten Denkens ist hier in besonderer Weise an eine Cross-Device-Interaktion zwischen kleinen webfähigen Geräten für je ein Kind und der Interactive Wall (oder einem anderen größeren Gerät mit Browser) gebunden. Auch spielt die grobmotorische Bewegung des Laufens eine wichtige Rolle. Eine besondere Bedeutung hat hier das Miteinander-Lernen. Das Spiel kann von 3 bis 6 Kindern gemeinsam gespielt werden. Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurde das Spielkonzept und die technische Umsetzung überarbeitet.

Mit der Methode "Lesen durch Schreiben" stellte Jürgen Reichen in den 70er Jahren ein Alternativkonzept zur bis dahin gängigen Lernpraxis – dem auf angeleiteten Wiederholungen basierenden Fibel-Prinzip – vor, welches Kindern das freie und selbstständige Schreiben ermöglicht und zu schnellen Lernerfolgen führt. Mit SpelLit wurde in den letzten Jahren am IMIS eine Anwendung entwickelt, die sich dieser Methode bedient und Kindern im Grund- und Vorschulalter spielerisch die Schriftsprache näher bringt. Ziel und Motivation meiner Bachelorarbeit war es, SpelLit sowohl Hardware- als auch Software-seitig zu vereinfachen und zugänglicher zu gestalten. In einem Designprozess in Kooperation mit Schüler/innen der Schule Lauerholz in Lübeck entwickelte sich SpelLit 3.0 als eine rein webbasierte Version des Lernspiels, die auf jedem Gerät mit Internet-Zugang gespielt werden kann. Durch diese Umsetzung werden Anschaffungskosten reduziert, die Wartung ausgelagert und die Gebrauchstauglichkeit erhöht – die Schüler/innen und Lehrer/innen können sich auf das Wesentliche, das Spiel selbst, konzentrieren. Im Laufe meiner 6-monatigen Arbeit habe ich viel gelernt und konnte neben der Weiterbildung meiner fachlichen Kenntnisse auch Soft Skills ausbauen und verbessern.

- Jacob Stahl

In seiner Bachelorarbeit befasste sich Janosch Kappel mit der Anwendung der interaktiven Datenbrille Google Glass im Krankenhaus. Aufbauend auf Laborversuchen zur Zuverlässigkeit der Gesten-, Sprach- und Touchsteuerung wurde ein Feldversuch mit der Klinik für Kinderchirurgie am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck, durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass verschiedene Faktoren die Gebrauchstauglichkeit interaktiver Datenbrillen erschweren können, u. a. das Tragen von Schutzhandschuhen sowie sprechende Personen in der Nähe des Benutzers. Während der Feldversuch auch technische Mängel aufzeigte, wie z.B. die unzureichende Kameraqualität unter bestimmten Beleuchtungsverhältnissen, erwies sich die Interaktion mit der Datenbrillen für die beteiligten Chirurgen als weitestgehend unkompliziert.