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.

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:

• Kooperatives Problemlösen im Ausbildungskernreaktor: Wie kann man Kommunikation und Teamprozesse unterstützen? (Assistenz-/Trainingskonzepte)
• 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 (Abschluss bis 12/2025). Die Studie ist Teil des Exzellenzclusters CeTI (Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop; www.ceti.one)

Kontakt:            Corinna Kührt

Jonglierenlernen in natürlicher Umgebung und erweiterten Realität

Mixed Reality (MR) bietet eine innovative und immersive Lernumgebung, die das Jonglieren auf eine neue Art und Weise zugänglich macht. In einer Studie wollen wir eine MR-Anwendung zum Jonglierenlernen evaluieren. Dabei interessiert uns inwiefern das haptische Feedback den Benutzer unterstützt in die Aufgabe einzutauschen; inwiefern das Tutorial das Lernen unterstützt und welche Vorteile die MR-Umgebung gegenüber herkömmlichem Jonglieren bietet.

Im Rahmen dieser Studie ist eine empirische Masterarbeit zu vergeben (Abschluss bis 12/2025). 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 (Abschluss bis 12/2025). 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

Autonomes Fahren und die Technische Aufsicht - aktueller Stand 

Aktuelle Entwicklungen im Bereich des autonomen Fahrens sehen vor, dass bei Problemen eine sogenannte Technische Aufsicht eingreifen soll. Wir haben dazu im Jahr 2021 den Beitrag Autonom und unfallfrei: Betrachtungen zur Rolle der Technischen Aufsicht im Kontext des autonomen Fahrens veröffentlicht. Inzwischen gibt es zahlreiche neue Entwicklungen auf diesem Gebiet. Das Ziel der Bachelorarbeit besteht darin, den aktuellen Stand zusammenzutragen und aufzuzeigen, welche Fragen aktuell zu klären sind - vor allem aus der Perspektive der Aufgaben der Technischen Aufsicht.
Bei Interesse melden Sie sich bitte bei Sebastian Pannasch

Aufmerksamkeitsverschiebungen beim Filmsehen: Ambiente und Fokale Visuelle Verarbeitung

Die Analyse des zeitlichen Verlaufs von Augenbewegungen während der freien Erkundung realer Szenen zeigt häufig eine systematische Zunahme der Fixationsdauern und eine Abnahme der Sakkadenamplituden, was als Übergang von der ambienten (bottom-up räumliche Orientierung) zur fokalen (top-down objektbezogene) visuellen Verarbeitung erklärt wird. Frühere Studien deuten darauf hin, dass die ambient-fokale Strategie auf Umweltveränderungen reagiert, wie etwa das Auftreten verschiedener visueller Reize und Schnittwechsel in dynamischen Kontexten, wodurch die Kodierung visueller Informationen verbessert wird.

Im Alltag nehmen wir die Welt als nahtlosen Fluss miteinander verbundener Bilder wahr. Hollywood-Filme hingegen erzeugen den Eindruck einer kontinuierlichen Erzählung, indem sie diskontinuierliche visuelle Informationen auf eine Weise präsentieren, die leicht verständlich ist, keine besonderen kognitiven Fähigkeiten erfordert und sogar von Zuschauern ohne Filmerfahrung verstanden werden kann. Beim Filmsehen verdrängt jedes Bild das vorherige. In einer kontinuierlichen Einstellung sind die räumlichen und zeitlichen Verschiebungen von Bild zu Bild so gering, dass der Betrachter sie als Bewegung innerhalb desselben Kontexts und nicht als unterschiedliche Kontexte wahrnimmt. Wenn jedoch die visuelle Verschiebung signifikant ist (z. B. das abrupte Auftreten einer neuen visuellen Umgebung durch einen Schnitt), sind die Zuschauer gezwungen, das neue Bild als einen anderen Kontext neu zu bewerten.

Dies wirft eine wichtige Frage auf: Wie bewahren Filme die Erwartung einer narrativen Kontinuität während einer raumzeitlich diskontinuierlichen Bewegung? Spielt die ambient-fokale Strategie beim Filmsehen eine Rolle, indem sie die Neubewertung neuer Bilder (visuelle Verschiebung zum Zeitpunkt des Schnitts) als unterschiedliche Kontexte erleichtert und so unser Verständnis der aktuellen Filmhandlung voranbringt?

Diese Masterarbeit nutzt Eye-Tracking-Technologie in Kombination mit einem Film-Quiz-Experiment, um zu untersuchen, wie das menschliche visuelle System auf verschiedene Grade der Diskontinuität reagiert und bestimmte visuelle Verarbeitungsstrategien anwendet, um mit diesen visuellen Veränderungen umzugehen. Programmierkenntnisse sind von Vorteil genau wie Freude am Umgang mit Daten. Details und Anforderungen werden bei Interesse besprochen.

Kontakt: Yuxuan Guo  oder Jens Helmert 

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