Im Laufe des Jahres 2012 werden in den Forschungsschwerpunkten 1, 3, 5, 6, 7, und 10 des Kollegs folgende erhöhte Doktorandenstipendien vergeben. Die Laufzeit der Stipendien beträgt zwischen 24 und 36 Monaten und richtet sich nach Thema und Beginn. Im Folgenden finden Sie detaillierte Informationen zu den verschiedenen Dissertationsprojekten mit Beginn, Laufzeiten und Bewerbungsfristen. Hinweise sowie unseren Bewerbungsbogen finden Sie hier

Thema 1.1: Nutzergerechte Gestaltung medizinischer Hilfsmittel

Aufbauend auf bisherigen Forschungsprojekten werden die Mensch-Technik-Interaktionen in der Anwendung von medizinischen Hilfsmitteln und Chirurgie-Instrumenten unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Einflussfaktoren untersucht.

Die Interaktion an der Schnittstelle Mensch-Technik-Mensch stellt spezifische Anforderungen, wenn Patienten bzw. Behinderte selbst Medizinprodukte verwenden, um therapeutische oder rehabilitative Ziele zu erreichen. Störeinflüsse können zu Einschränkungen in der Nutzung von medizinischen Hilfsmitteln führen. Die Systemeigenschaften und Nutzungsbedingungen von Hilfsmitteln (z. B. Orthesen) sind im Zusammenhang mit der nutzergerechten Gestaltung näher zu untersuchen. Ihre Berücksichtigung in frühen Produktentwicklungsphasen bestimmt maßgeblich den Erfolg des Einsatzes eines Medizinproduktes. Ein Monitoring der Therapiemitarbeit (Patienten-Compliance) ist für die Bewertung der abgeleiteten Empfehlungen notwendig.

Im Rahmen des Stipendiums sind Fragestellungen zur prospektiv-nutzergerechten Gestaltung von Hilfsmitteln zu bearbeiten.

Beginn: 01.04.2012
Laufzeit: 30 Monate
Bewerbungsfrist: 20.02.2012

Thema 1.2: Nutzergerechte Gestaltung von Instrumenten für die minimal-invasive Chirurgie

In der minimal-invasiven Chirurgie (MIC) werden operative Eingriffe überwiegend durch sehr kleine Zugänge durchgeführt, wodurch für den Patienten die Schmerzbelastung reduziert und das kosmetische Ergebnis durch geringere Narbenbildung verbessert wird. Gleichzeitig sind MIC-Eingriffe jedoch für das Operationsteam belastender als vergleichbare offene Operationen, da unter anderem Bewegungsspielraum und Sichtfeld stark eingeschränkt sind. Aufgrund der überwiegend manuellen Vorgehensweise hängt der Behandlungserfolg bei der Anwendung von Instrumenten und Geräten minimal-invasiver Techniken stärker von der Arzt-Technik-Interaktion ab als bei anderen Medizinprodukten. In der Systemkonzeption und während der frühen Phasen der Produktionsentwicklung sind primär Anforderungen aus Sicht der chirurgischen Anwender einzubeziehen.

Im Rahmen des Stipendiums sind Fragestellungen zur Verbesserung der prospektiv-nutzergerechten Gestaltung von Chirurgieinstrumenten für minimal-invasive, vorrangig laparoskopische, Eingriffe zu bearbeiten.

Beginn: 01.05.2012
Laufzeit: 30 Monate
Bewerbungsfrist: 12.03.2012

Thema 3.1: Virtual Reality / Mixed Reality (VR/MR) und Virtuelle Produktentstehung (VPE)

Durch die 3D-Visualisierung von Produktmodellen im realen Maßstab und der Möglichkeiten zur Interaktion mit diesen Modellen wird es Entwicklern und interdisziplinären Entwicklungsteams möglich, Produktmodelle auf qualitativ neue Art zu validieren und die gewonnen Informationen in den Entwicklungsprozess einfließen zu lassen. Die ausgeschriebene Arbeit soll an bestehenden Forschungsarbeiten zum VR-basierten hybri-den Prototyping anknüpfen, die VR-Technologien zum frühzeitigen Erleben und Gestalten von Produktentwürfen einsetzen. Entsprechende Vorarbeiten des Fraunhofer IPK liegen hier in den Bereichen Smart Hybrid Prototyping und Immersives Modellieren und Skizzieren. Im Rahmen dieses Forschungsumfelds werden Forschungsthema und –methoden der Arbeit in den ersten sechs Monaten der Promotion bestimmt. Voraussetzung ist ein interdisziplinäres Vorgehen unter Verwendung ingenieurwissenschaftlicher und psychologischer Methoden, ein Schwerpunkt auf dem Thema VR, die Berücksichtigung von 3D-Interaktion und die Absicherung der Arbeiten mit Usability-Methoden. Die Gewichtung der Methoden und die Wahl des Themas werden basierend auf den Vorkenntnissen und Interessen des Stipendiaten sowie den Forschungsschwerpunkten des Bereichs Virtuelle Produktentstehung abgestimmt.

Im Rahmen der Arbeit kann auf die umfangreiche technische Infrastruktur im Virtual Reality Solution Center zurückgegriffen werden, das vom Geschäftsfeld Virtuelle Produktentwicklung des Fraunhofer IPK und dem Fachgebiet Industrielle Informationstechnik der TU Berlin betrieben wird. Hier stehen z. B. eine fünfseitige VR-CAVE, ein zehnkanaliges High-Performance-Visualisierungssystem, ein VR-Holobench-System, zwei hochauflösende Head-Mounted-Displays, verschiedene Trackingsysteme sowie eine Reihe von Force-Feedback-Systemen zur Verfügung.

Weitere Informationen zur Tätigkeit des Fraunhofer IPK im Bereich der Virtuellen Produktentstehung sind zu finden unter: www.ipk.fraunhofer.de/geschaeftsfelder/virtuelle-produktentstehung.

Beginn: 01.05.2012
Laufzeit: 29 Monate
Bewerbungsfrist: 01.03.2012

Thema 5.1: Verhaltenseffekte im Umgang mit (Likelihood-)Alarmsystemen

Zahlreiche Vorfälle und Unfälle in der Luftfahrt, in Chemieanlagen und Kernkraftwerken sind auf den fehlerhaften Umgang von Operateuren mit Alarmsystemen zurückzuführen (Bliss, 2003). Als problematisch werden hierbei z.B. falsche Alarme angesehen, da sie das Vertrauen des Operateurs in das System reduzieren und zu unangemessenen Reaktionen im Umgang mit dem System führen können. Derartige Verhaltenseffekte und ihre Randbedingungen zu verstehen bildet eine wichtige Voraussetzung für die Gestaltung möglichst effektiver und sicherer Alarmsysteme und steht im Fokus der Forschungsarbeiten im Forschungsschwerpunkt 5. Im Rahmen bisheriger Dissertationsprojekte dieses Forschungsschwerpunkts wurde bzw. wird zum Beispiel untersucht, welche Auswirkungen die Reliabilität und Validierbarkeit von Alarmsystemen (Nina Gérard), die Erhöhung des Informationsgehalts von Alarmen durch die Nutzung von Likelihood Alarmsystemen (Rebecca Wiczorek) oder alarmspezifische Framingaspekte (Torsten Günzler) auf das Verhalten und die Leistung von Operateuren haben. Darüber hinaus beschäftigt sich ein weiteres Projekt speziell mit Problemen der Implementierung effektiver Warnstrategien bei Navigationssystemen in der Chirurgie (Maria Luz).

Das ausgeschriebene Dissertationsprojekt soll die Fragestellungen des Forschungsschwerpunkts theoretisch und methodisch weiterentwickeln. Dabei liefern insbesondere die aktuellen Arbeiten des Forschungsschwerpunkts zu sog. Likelihood-Alarmsystemen gute Anknüpfungspunkte. Likelihood-Alarme stellen ein besonders anspruchsvolles und innovatives Konzept der Alarmierung dar, das theoretisch sehr viele Vorteile aufweist, zu dem es international aber bisher nur sehr wenige empirische Arbeiten gibt. Aber auch die Bearbeitung anderer Forschungsthemen mit inhaltlichem Bezug zum Leitthema des Forschungsschwerpunkts oder den anderen Teilprojekten sind grundsätzlich denkbar und können je nach spezifischen Interessen und Kompetenzen des/r neuen Stipendiaten definiert werden.

Das Projekt soll in enger Zusammenarbeit mit den anderen Projekten des Forschungsschwerpunkts durchgeführt werden. Es ist zudem eingebunden in ein Forschungsprogramm des Fachgebiets „Arbeits-, Ingenieur- und Organisationspsychologie“ der TU Berlin, das sich mit Problemen der Nutzung und Überwachung automatisierter Systeme durch den Menschen beschäftigt (www.aio.tu-berlin.de). Gesucht wird ein/e Doktorand/in mit einem abgeschlossenen Diplom- oder Masterstudium der Fachrichtung Psychologie oder Human Factors, der/die Freude an akademischem Arbeiten und Interesse an experimenteller Forschung hat. Sehr gute Kenntnisse im Bereich empirischer Forschungsmethoden und Statistik sowie Interesse an der aktiven Mitarbeit in einer motivierten Forschungsgruppe werden vorausgesetzt.

Beginn: 01.07.2012
Laufzeit: 27 Monate
Bewerbungsfrist: 15.03.2012

Thema 6.1: User Experience im Verlauf der Mensch-Maschine-Interaktion

Nutzungserleben (engl. User eXperience; UX) ist von zentraler Bedeutung für die Akzeptanz technischer Produkte, wie z. B. von Audioplayern, Handys oder auch Softwareprodukten. Die wahrgenommene Gebrauchstauglichkeit (engl. usability) beeinflusst dieses Erleben ebenso wie das äußere Erscheinungsbild und andere qualitative Aspekte des Systems. Obwohl Nutzungserleben ein recht neues Forschungsthema im Bereich der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) ist, gibt es bereits eine ganze Reihe von Studien, die sich mit dem Einfluss dieser Faktoren beschäftigt haben. Ausgehend von den Ergebnissen dieser Studien, soll das neue Dissertationsprojekt die Auswirkungen von positiven aber auch negativen Erfahrungen während der MMI auf den emotionalen Zustand, das Verhalten und die Systembewertung des Nutzers untersuchen. Dabei soll insbesondere die Rolle von Überraschung während der Interaktion mit dem System untersucht werden. Emotionstheorien, wie die Belief-Desire Theory (Reisenzein, 2008), liefern dazu den theoretischen Hintergrund.

Das Dissertationsprojekt wird in enger Zusammenarbeit mit den anderen Stipendiaten des Forschungsschwerpunkts 6 „Usability Workbench“ durchgeführt. Es ist Bestandteil des Forschungsprogramms des Fachgebiets „Kognitionspsychologie und Kognitive Ergonomie“ an der TU Berlin. Bewerber(innen) für das Projekt müssen über ein Diplom oder über einen Masterabschluss in Psychologie, Human Factors, Arbeitswissenschaft oder Kognitionswissenschaft verfügen. Expertise in empirischen Forschungsmethoden und Statistik werden ebenso benötigt wie gute Deutsch- und Englischkenntnisse. Darüber hinaus sind Kenntnisse in Kognitionspsychologie, Emotionsforschung, physiologische Methoden oder Usability-Forschung erwünscht.

Beginn: 01.04.2012
Laufzeit: 36 Monate
Bewerbungsfrist: 27.02.2012

Thema 6.2: Modellierung der Wahrnehmung kausaler Zusammenhänge in der Mensch-Computer-Interaktion

Unter welchen Bedingungen nehmen wir zwei Ereignisse als kausal verbunden wahr und klassifizieren sie als Ursache und Wirkung? Frühe Arbeiten von Michotte (1962) und Experimente von Einhorn und Hogarth (1986) beantworten diese Frage aus einer psychologischen Perspektive. Beide Forschungsrichtungen gehen davon aus, dass die Wahrnehmung eines Kausalzusammenhangs von einer Reihe von Indikatoren abhängt, wie z.B. der temporalen Ordnung der Ereignisse und ihre räumliche Kontiguität. Ausgehend von diesen klassischen Arbeiten soll im Promotionsprojekt ein computationales Modell der Kausalwahrnehmung auf Basis der kognitiven Architektur ACT-R (Anderson et al., 2004) entwickelt werden. Ereignisse, die während der Mensch-Computer-Interaktion auftreten, werden den Gegenstand der Modellierung bilden, wobei die entstehenden Modelle experimentell zu validieren sind.

Das Dissertationsprojekt wird in enger Zusammenarbeit mit den anderen Stipendiaten des Forschungsschwerpunkts 6 „Usability Workbench“ durchgeführt. Es ist Bestandteil des Forschungsprogramms des Fachgebiets „Kognitionspsychologie und Kognitive Ergonomie“ an der TU Berlin. Bewerber(innen) für das Projekt müssen über ein Diplom oder über einen Masterabschluss in Psychologie, Human Factors, Informatik oder Kognitionswissenschaft verfügen. Erfahrungen mit der Modelliering in ACT-R werden erwartet. Des Weiteren werden Expertise in empirischen Forschungsmethoden und Statistik benötigt sowie gute Deutsch- und Englischkenntnisse.

Beginn: 01.04.2012
Laufzeit: 36 Monate
Bewerbungsfrist: 27.02.2012

Thema 7.1: Qualitätsbewertung multimodaler Medien-Übertragungsdienste

Die wahrgenommene Qualität bei der Übertragung und beim Erleben von audiovisueller Medien spielt eine wichtige Rolle in Industrie und Forschung. Bisher wird der Qualitätseindruck über standardisierte Bewertungsskalen im Anschluss an die Präsentation eines Testreizes erfragt. Es ist allerdings nicht geklärt, wie dieses bewusste Urteil zustande kommt, welchen Anteil unbewusste Prozesse dabei spielen, und welche physiologischen Veränderungen damit einhergehen. In einer ersten Versuchsreihe konnten Hirnstrommessungen (EEG) als zusätzliche Größe bei der Bewertung der Qualität von Audiosequenzen etabliert werden. Das ausgeschriebene Dissertationsvorhaben soll dieses und weitere physiologische Maße hinsichtlich ihrer Eignung für die Qualitätsbewertung und -vorhersage überprüfen.

Beginn: 01.04.2012
Laufzeit: 30 Monate
Bewerbungsfrist: 26.02.2012

Thema 7.2: Gestaltung und Evaluierung mobiler multimodaler Interaktionen

Ein wichtiges Anwendungsfeld multimodaler Interaktionen sind mobile Telekommunikationsdienste, wie sie auf Smartphones und Tablet-Computern angeboten werden. Um eine möglichst hohe Nutzungsqualität sicherzustellen, sind sowohl nutzerzentrierte Protopying- und Entwicklungszyklen als auch Wissen über die Verwendung und Präferenz adäquater Eingabe- und Ausgabemodalitäten wichtig. Dabei spielt der mobile Anwendungskontext und damit verbundene Einflussfaktoren (Nutzungsziel, Umgebungsfaktoren, Ablenkung durch parallele Tätigkeiten etc.) eine zentrale Rolle. Anhand von typischen multimodalen Apps aus dem Universitätsumfeld sollen in diesem Dissertationsvorhaben neuartige Methoden zur Gestaltung und Evaluierung multimodaler Apps entwickelt und in Experimenten erprobt werden.

Beginn: 01.04.2012
Laufzeit: 30 Monate
Bewerbungsfrist: 26.02.2012

Thema 10.1: Adaptive multimodale Mensch-Roboter-Interaktionssteuerungen

Multimodale Interaktions-Robotersysteme bilden in der neurologischen Rehabilitation das Kernelement moderner Übungsgeräte mittels derer Patienten die eigenständige Ausführung von Bewegungen wiedererlernen können. Unter dem Gesichtspunkt einer prospektiven Gestaltung der Mensch-Technik-Interaktion in der Rehabilitationsbehandlung besteht ein erheblicher Forschungsbedarf für Interaktions-Robotersteuerungen die in der Lage sind eine Vielzahl von Interaktions-Sensorsignalen zu verarbeiten sowie algorithmisch in Echtzeit Steuersignale zu als Reaktion zu berechnen. Es werden obotersteuerungen benötigt, die neueste neurowissenschaftliche Erkenntnisse und Therapiekonzepte der klinischen euroReha-Forschung abbilden. Besondere Anforderungen sind hierbei u.a. der direkte und sichere Patient-Roboter-Kontakt während der Therapie, die automatische Adaption des Robotersystems an individuelle Patienten und ihren Lernfortschritt.

Beginn: 01.08.2012
Laufzeit: 25 Monate (mit Verlängerungsoption auf 36 Monate)
Bewerbungsfrist: 01.06.2012

Thema 10.2: Motorisches Lernen bei der multimodalen Mensch-Roboter-Interaktion

Im Zentrum der Neurologischen Rehabilitationsbehandlung nach Schlaganfall steht für Patienten das motorische Lernen mit dem Ziel des Wiedererlernens der eigenständigen Ausführung von Bewegungen. Multimodale robotergestützte Übungsgeräte sind dabei ein Hauptelement einer modernen Reha-Therapiebehandlung. Im Hinblick auf die prospektive Gestaltung und Verbesserung der Mensch-Technik-Interaktion während der Reha-Behandlung besteht ein großer Forschungs­bedarf bei der Untersuchung und Modellbildung des motorischen Lernens des Patienten sowie seiner physischen Interaktion mit multimodalen robotergestützten Übungsgeräten. Modelle die die Interaktion und das Lernverhalten beschreiben, bilden die Basis für die Entwicklung neuartiger intelligenter und adaptiver Steuerungsalgorithmen für multimodale Rehabilitations­robotersysteme, die einen deutlich verbesserten Therapieerfolg ermöglichen können.

Beginn: 01.09.2012
Laufzeit: 24 Monate (mit Verlängerungsoption auf 36 Monate)
Bewerbungsfrist: 01.06.2012

• Frau Sandra Widera (Fragen zu Formalia der Bewerbung) sandra.widera-Entfernen Sie diesen Text-@zmms.tu-berlin.de
• Prof. Dr. Dietrich Manzey (Sprecher des Graduiertenkollegs) dietrich.manzey-Entfernen Sie diesen Text-@tu-berlin.de