Modul

HI - Haptic Interfaces

Master Medientechnologie 2020


PDF Studiengangsverzeichnis Studienverlaufspläne Master Medientechnologie

Version: undefined | Letzte Änderung: - | Entwurf: undefined | Status: undefined | Verantwortlich: Evers

Anerkannte Lehrveran­staltungen HI_Fuhrmann
Dauer 1 Semester
ECTS 5
Zeugnistext (de) Haptic Interfaces
Zeugnistext (en) undefined
Unterrichtssprache englisch
abschließende Modulprüfung Ja
Inhaltliche Voraussetzungen
keine
Handlungsfelder
keine/none
Modulprüfung
Benotet Ja
Frequenz Einmal im Jahr
Prüfungskonzept

Studenten führen ein haptisches Projekt durch:
- Planung, Design und Umsetzung von VR-Anwendungen mit haptischer Unterstützung.
- Die Anwendungen sollen Berührungs-, Greif-, Kraftrückkopplungs- und Manipulationsprozesse in Echtzeit integrieren.
- Beitrag zur Entwicklung auf dem Gebiet der Haptik.
- Eine Anwendung, die bidirektionale haptische Interaktion ermöglicht.
- Teams bestehen aus zwei oder drei Mitgliedern, Einzelprojekte sind nicht zugelassen.
- Alle Teammitglieder erhalten die gleiche Bewertung.
. Bilden sie Teams mit unterschiedlichen Hintergründen und Fähigkeiten.

Das Projekt sollte Folgendes beinhalten:
- Legen die Studenten fest, wie sie den Erfolg messen wollen,
- Informieren die Studenten sich durch eine umfassende Literaturrecherche,
- Am Tag der Präsentation sollte das Projekt auch für einen Laien auf dem Gebiet der Haptik einfach zu verstehen und anzuwenden sein,
- Einen hohen "Produktionswert" haben (Force Feedback und visuell).

Nutzerstudien:
In der letzten zwei Woche des Semesters führen die Studenten eine kleine Benutzerstudie mit mindestens 3 Teilnehmern durch. Diese Benutzerstudie sollte so konzipiert sein, dass sie interessante Einblicke in Ihr System gewährt, die Leistung Ihres Systems bewertet oder ein besseres Verständnis dafür vermittelt, wie Benutzer mit Ihrem System interagieren. Die Studenten werden in den letzten Wochen des Praktikums Zeit haben, um die Studien durchzuführen. Die Hälfte der Gruppen wird jeden Tag Studien durchführen, um den anderen Kursteilnehmern die Teilnahme zu ermöglichen.

Abschlussbericht:
Die Studenten verfassen eine konzise Zusammenfassung im IEEE RAS Konferenzformat. In dieser Zusammenfassung sollten die Studenten den Titel und die Autoren der Arbeit nennen;
- den Leser mit dem Thema vertraut machen (warum ist dies wichtig?),
- Informationen aus früheren Forschungsarbeiten weitergeben (was denken andere?),
- beschreiben, was die Studenten in diesem Forschungsbereich getan haben, den Zweck ihres Projekts erklären (was wollten Sie erreichen?),
- ihre Methoden erläutern (wie sind Sie vorgegangen?), ihre Ergebnisse zusammenfassen (was haben Sie entdeckt?),
- die Bedeutung ihrer Ergebnisse zusammenfassen (was bedeutet dies?),
- zukünftige Arbeiten planen (was würden sie als nächstes tun?).
Diese Zusammenfassung sollte Diagramme und Fotos enthalten, gutgeschrieben und verständlich sein.

Learning Outcomes
L01 - Das Modul vermittelt folgende Kenntnisse und Fertigkeiten:
- Haptische Wahrnehmung durch theoretische Konzepte und praktische Anwendungen verstehen und erklären
- Entwicklungsplattformen für haptische Anwendungen durch Kombination von Theorie und Praxis identifizieren
- Haptische Schnittstellenpositionen mittels theoretischem Wissen und praktischer Erfahrung erkennen
- Designmerkmale haptischer Geräte beschreiben und analysieren, um ihre Funktionen und Eigenschaften zu verstehen
- Verschiedene haptische Geräte auflisten, um ein Verständnis für ihre Funktionen und Eigenschaften zu fördern und Auswahlentscheidungen zu unterstützen
- Immersive Virtual-Reality-Anwendungen mit haptischem Feedback entwickeln, um die Benutzerinteraktion zu verbessern
- Regler in haptischen Systemen implementieren, um Reaktionen in Echtzeit zu steuern und zu optimieren
- Steuerungen für Teleoperationen identifizieren und implementieren, um eine zuverlässige Fernsteuerung von Geräten zu ermöglichen
- Stabilitätsprobleme in VR- und Teleoperationssystemen beheben
- Tests für die Wahrnehmung und das Feedback von Benutzern in haptischen Systemen und virtuellen Umgebungen entwickeln
- Anwendungsbereiche haptischer Geräte in verschiedenen Bereichen wie Medizin, Gaming, Simulation und Rehabilitation erklären
- Über aktuelle VR- und Haptik-Technologien sowie ihre ethischen und sozialen Auswirkungen durch Kombination von Theorie und kritischem Denken diskutieren
- Haptik- und VR-Forschungsarbeiten zur Identifizierung von Stärken, Schwächen und Qualität der Forschung bewerten
- Forschungspräsentationen zu Haptik-Interfaces und Virtual Reality entwerfen und präsentieren, um Forschungsergebnisse und Fachkenntnisse klar zu kommunizieren

WOMIT:
Die Kompetenzen werden zunächst über die Vorlesung durch die Dozenten vermittelt und danach im Praktikum anhand konkreter Aufgabenstellung von den Studierenden vertieft. Im Präsentationsteil der Lehrveranstaltung recherchieren die Studierenden anhand von Fachartikeln und anderen Informationsquellen neue Konzepte der virtuellen und erweiterten Realität mit Haptik zu vorgegebenen Themen und stellen diese in einer Präsentation vor.

WOZU:
Die sichere Anwendung der Grundlagen von Virtual Reality mit Haptik ist eine Voraussetzung für die Entwicklung komplexer interaktiver haptischer Anwendungen und Systeme. Darüber hinaus ermöglicht das Grundlagenwissen die Bewertung bestehender Systeme und wissenschaftlicher Arbeiten im Bereich der Haptik.

Kompetenzen


Inhaltliche Voraussetzungen
keine
Handlungsfelder
keine/none
Learning Outcomes
L01 - Das Modul vermittelt folgende Kenntnisse und Fertigkeiten:
- Haptische Wahrnehmung durch theoretische Konzepte und praktische Anwendungen verstehen und erklären
- Entwicklungsplattformen für haptische Anwendungen durch Kombination von Theorie und Praxis identifizieren
- Haptische Schnittstellenpositionen mittels theoretischem Wissen und praktischer Erfahrung erkennen
- Designmerkmale haptischer Geräte beschreiben und analysieren, um ihre Funktionen und Eigenschaften zu verstehen
- Verschiedene haptische Geräte auflisten, um ein Verständnis für ihre Funktionen und Eigenschaften zu fördern und Auswahlentscheidungen zu unterstützen
- Immersive Virtual-Reality-Anwendungen mit haptischem Feedback entwickeln, um die Benutzerinteraktion zu verbessern
- Regler in haptischen Systemen implementieren, um Reaktionen in Echtzeit zu steuern und zu optimieren
- Steuerungen für Teleoperationen identifizieren und implementieren, um eine zuverlässige Fernsteuerung von Geräten zu ermöglichen
- Stabilitätsprobleme in VR- und Teleoperationssystemen beheben
- Tests für die Wahrnehmung und das Feedback von Benutzern in haptischen Systemen und virtuellen Umgebungen entwickeln
- Anwendungsbereiche haptischer Geräte in verschiedenen Bereichen wie Medizin, Gaming, Simulation und Rehabilitation erklären
- Über aktuelle VR- und Haptik-Technologien sowie ihre ethischen und sozialen Auswirkungen durch Kombination von Theorie und kritischem Denken diskutieren
- Haptik- und VR-Forschungsarbeiten zur Identifizierung von Stärken, Schwächen und Qualität der Forschung bewerten
- Forschungspräsentationen zu Haptik-Interfaces und Virtual Reality entwerfen und präsentieren, um Forschungsergebnisse und Fachkenntnisse klar zu kommunizieren

WOMIT:
Die Kompetenzen werden zunächst über die Vorlesung durch die Dozenten vermittelt und danach im Praktikum anhand konkreter Aufgabenstellung von den Studierenden vertieft. Im Präsentationsteil der Lehrveranstaltung recherchieren die Studierenden anhand von Fachartikeln und anderen Informationsquellen neue Konzepte der virtuellen und erweiterten Realität mit Haptik zu vorgegebenen Themen und stellen diese in einer Präsentation vor.

WOZU:
Die sichere Anwendung der Grundlagen von Virtual Reality mit Haptik ist eine Voraussetzung für die Entwicklung komplexer interaktiver haptischer Anwendungen und Systeme. Darüber hinaus ermöglicht das Grundlagenwissen die Bewertung bestehender Systeme und wissenschaftlicher Arbeiten im Bereich der Haptik.

Kompetenzen
Kompetenz Ausprägung
Infomationen und wissenschaftliche Literatur beschaffen, verstehen und auswerten undefined
Erkennen und Verstehen technischer Zusammenhänge undefined
Komplexe Fragestellungen sinnvoll auftrennen undefined
MINT-Modelle nutzen undefined
MINT-Wissen anwenden undefined
MINT-Wissen bedarfsgerecht selbständig erweitern undefined
Medientechnische Systeme und Prozesse prüfen undefined
Wissenschaftliche  Methoden anwenden undefined
In unsicheren Situationen entscheiden undefined
Gesellschaftliche und ethische Grundwerte anwenden undefined
Lernfähigkeit demonstrieren undefined
Sich selbst organisieren undefined
Sprachliche und interkulturelle Fähigkeiten anwenden undefined
Arbeitsergebnisse bewerten undefined
Eigene wissenschaftliche und technische Ergebnisse zielgruppenorientiert präsentieren undefined
undefined undefined

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Im Rahmen der Vorlesung werden relevante Inhalte aus dem Bereich der haptikbasierten virtuellen und erweiterten Realität und der Teleoperation, vorgestellt und erläutert.

Separate Prüfung

keine

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Die in der Vorlesung vermittelten Inhalte werden anhand konkreter Aufgabenstellungen geübt und vertieft, zum Beispiel durch die Entwicklung haptikbasierter VR/AR-Anwendungen.

Vermittlung von Grundkenntnissen und Anwendungsinformationen zu Anwendungen, die alle haptischen Geräte und Interaktionen einbeziehen, einschließlich der Planung, Gestaltung, Entwicklung Prüfung und Bewertung von haptikbasierten VR-Anwendungen und der Analyse der Funktionen, die bei der Verwendung dieser Geräte auftreten können. Dazu gehört auch die Analyse der Leistung von Anwendungen und die Behebung von Problemen während des Entwicklungs- und Anwendungsprozesses.

Separate Prüfung
Benotet Nein
Frequenz Einmal im Jahr
Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung Ja
Prüfungskonzept

Entwicklung unterschiedlicher haptikbasiarte VR/AR-Anwendungen mit Aufgaben zu den Themen der Vorlesung. Während des Praktikums bearbeiten die Studierenden die Aufgaben mit Hilfe durch den Dozenten. Danach erfolgt die eigenständige Fertigstellung im Selbststudium.


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