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Prof. Dr. J. Tümler

Projekt / Abschlussarbeit gesucht? Bitte hier lesen:

Ideen für neue studentische Projekte / Abschlussarbeiten

  • xR Monster

    Was ist damit gemeint?

    • Wir wollen die besten für uns verfügbaren Technologien in ein System verbinden: HaptX Gloves (haptische Handschuhe), bHaptics Vest (haptische Weste), Varjo XR3 (beste VR-Brille) -> ein xR-Monster!
    • Dieses System wollen wir gegen ein Standard-VR-System vergleichen: Wie gut ist die Immersion, die Präsenz, die Effektivität?
    • Welche Evaluationssoftware sollten wir dafür verwenden? Wir benötigen Software auf höchstem Level, bestmögliche Qualität und Integration der Weste+Handschuhe! Vielleicht nehmen wir dafür Half Life Alyx als Evaluationssoftware?

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Unity (zwingend)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Studierende der Informatik
    • evtl. Studierende der Elektro- und Informationstechnik, Biomedizinischen Technik oder Medientechnik

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Kombination aller Systeme (Weste, Handschuhe, Brille) in ein eigenes Unity-Projekt
    • Kontaktaufnahme mit Varjo, HaptX und bHaptics sowie Valve, um zu diskutieren, wie wir die Technologien in einer Studie verwenden können.
    • Durchführung einer Studie (Standard-System: HP Reverb G2, gegen das "xR-Monster")
  • Roboter und xR

    Was ist damit gemeint?

    • Im Rahmen des EduXBot-Projektes wird eine VR-Anwendung benötigt, die dazu dient, die Bewohner von Pflegeheimen auf spielerische Weise kognitiv zu fördern
    • Ein einfacher Escape Room oder Puzzle Room soll dafür entwickelt werden
    • Was sind geeignete Aufgaben für die Bewohner der Pflegeheime?
    • Soll die Anwendung ausschließlich im Sitzen verwendet werden oder auch im Stehen?
    • Gibt es verschiedene Schwierigkeitsstufen?

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Unity (zwingend)
    • 3D-Modellierung (kann erlernt werden)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Alle Studierenden des FB5, FB6, FB7 (beachte: benötigte Fähigkeiten oben)

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Erstellung von ein oder mehreren Escape Rooms/Puzzle Rooms in Unity für eine Pico 4 VR-Brille
    • Design und Generierung von 3D-Modellen
    • Mögliche Rätsel bzw. Aufgaben:
      • Einen versteckten Schlüssel in einer Kiste finden und damit eine Tür öffnen
      • Eine Waage mit Gewichten ausbalancieren, um eine Schublade zu öffnen
      • …
  • HoloLens 2 für die Erste-Hilfe-Ausbildung

    Was ist damit gemeint?

    • Wir haben einen Erste-Hilfe-Dummy im xRLab.
    • Diesen Dummy möchten wir mit Elektronik ausstatten, damit er uns zurück melden kann, ob man die Erste-Hilfe-Maßnahmen korrekt ausführt.
    • Die Anweisungen, die ausgeführt werden sollen, sollen in einer HoloLens 2 AR-Brille eingeblendet werden.
    • Dadurch sieht ein Trainee, was genau zu tun ist und bekommt live Rückmeldungen, ob er/sie die Arbeitsschritte korrekt ausführt.

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Elektronik/Elektrotechnik (zwingend)
    • Unity (zwingend)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Studierende der Biomedizinischen Technik / Biomedical Engineering
    • evtl. Studierende der Informatik, Elektro- und Informationstechnik

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Elektronik-Integration in den Dummy
    • Auswertung und Aufbereitung der Sensordaten
    • Übermittlung der Sensordaten an die HoloLens 2
    • Nutzergerechte Darstellung der Sensordaten in der HoloLens 2
    • Gestaltung von AR-Anzeigen zur Erklärung von Arbeitsschritten in der HoloLens 2
  • Multi-User Multi-Plattform Kollaboration


    Was ist damit gemeint?

    • Siehe Beispielvideo: Video
    • Mehrere (AR, VR, MR) xR-Systeme arbeiten gleichzeitig in einer xR-Sitzung.
    • Kann ein AR-Smartphone-User mit einem VR-Headset-User zusammenarbeiten?
    • Welche Probleme werden dabei entstehen? (VR-Controller vs. Smartphone-Screen-Tap vs. Hands-Free-Interaction)
    • Wie können diese Schwierigkeiten überwunden werden, sodass die Wahl der Plattform einen möglichst geringen Einfluss auf das xR-Erlebnis hat?

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Unity (zwingend)
    • Netzwerkkommunikation (kann erlernt werden)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Studierende der Informatik
    • Studierende der Elektro- und Informationstechnik oder Medientechnik, wenn gute Programmierfähigkeiten vorhanden sind

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Bestehendes System aus Unity 2019 auf aktuelle Unity-Version portieren
    • Markerbasierte Einmessung im AR/VR-System
    • SpatialData aus VR-Systemen (Windows Mixed Reality) und Android extrahieren und nutzbar machen
    • Data management - wann, warum, wie werden Daten effizient zwischen den Endgeräten synchronisiert?
    • Mixed Reality Toolkit (MRTK) mit CardboardVR verwenden (dies ist bisher nicht möglich, wäre aber sehr interessant)
  • VR Biotech-House


    Was ist damit gemeint?

    • Siehe Beispielvideo: Video
    • Biotechnologische Produkte befinden sich überall in unserem Leben: Seife, Joghurt, Bäckerhefe, etc.
    • Wir stellen ein "Alltags-Haus" in VR dar, in dem man leben könnte.
    • An verschiedenen Stellen findet man Biotechnologische Produkte und kann diese in VR-Simulationen entweder selbst erzeugen oder Details zur Erzeugung erfahren

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Unity (zwingend)
    • 3D-Modellierung (kann erlernt werden)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Alle Studierenden des FB5, FB6, FB7 (beachte: benötigte Fähigkeiten oben)

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Erweiterung um zusätzliche Szenarien. Zum Beispiel die Herstellung von:
      • Brot,
      • Bier,
      • Zitronensäure,
      • Waschmittel-Enzyme,
      • Insulin,
      • Penicillin,
      • Zellulose,
      • Kompost,
      • Biodiesel,
      • ...
    • Interessant wäre auch: Animation von Mikroorganismen und -mischkulturen
  • xR-Technologien (3D, Haptik, EyeTracking, ...)

    Was ist damit gemeint?

    • Dies ist kein festes "Projekt", sondern beinhaltet technisch interessante Themen, die unabhängig von anderen laufenden Projekten bearbeitet werden können

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Unity (zwingend)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Alle Studierenden des FB5, FB6

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • 3D-Monitor LookingGlass 16" und LeapMotion:
      Das "LookingGlass" ist ein Autostereoskopischer 3D-Monitor. Einige unserer bereits existierenden VR-Szenarien könnte man auf diesem Gerät ausprobieren und in einer Studie zur "normalen VR" vergleichen. Eine Demo-Anwending ist bereits vorhanden.
    • EyeTracking:
      Wir haben verschiedene AR/VR-Brillen mit EyeTracking Funktionalität. Damit ist es möglich die Augen als Interaktionswerkzeug in AR/VR zu verwenden. Man schaut auf ein Objekt und es reagiert darauf! Was könnte man damit interessantes machen? Hier einige Ideen, von denen manche in einer Abschlussarbeit untersucht werden könnten:
      • Man könnte untersuchen, ob Anwenderinnen und Anwender die relevanten Informationen finden - und falls nicht, Hilfe anbieten.
      • Man könnte die Interaktion mit Objekten grundsätzlich anders gestalten: Nur wenn man direkt auf ein Objekt schaut, kann man damit eine Interaktion auslösen.
      • Die Blickbewegungen könnten hinterher ausgewertet werden um zu verstehen, wie eine Person ein xR-Szenario verwendet hat.
    • Mozilla Hubs einrichten und explorieren:
      Mozilla Hubs ist eine Plattform, auf der mehrere 3D/VR-Anwenderinnen und -Anwender sich treffen und gemeinsam interagieren können. Vielleicht können wir so einen Server selbst aufsetzen und betreiben?
    • VR-Tele-Hände:
      (Zuerst dieses Video ansehen) Bi-direktionale Steuerung für Roboter-Hände, Sensorik und haptische VR-Handschuhe (je nach Schwerpunkt Programmierung in Unity oder Erzeugen von 3D-Modellen, Physischer Aufbau, Auslegung der Elektronik, 3D-Druck, etc.)
  • Computergrafik

    Was ist damit gemeint?

    • Hier befinden sich Themen, die sich mit der Optimierung von xR-Szenen beschäftigen.

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Verständnis der CPU/GPU Pipeline (zwingend)
    • Unity (zwingend)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Studierende der Informatik
    • evtl. Studierende der Elektro- und Informationstechnik

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Shader-Entwicklung: Clipping-Shader zur Simulation eines Field-of-View (Simulation von AR-Displays in VR)
    • Shader-Entwicklung: Entwicklung eines Shaders für das LookingGlass 3D-Display und Analsye von Möglichkeiten zur Performance-Optimierung
  • VR-Drehmaschine


    Was ist damit gemeint?

    • Siehe eine der vorherigen studentischen Arbeiten: diese Arbeit oder dieses Video
    • Bei uns am Fachbereich werden im Maschinenbau-Verfahren genutzt und unterrichtet.
    • Ein Verfahren zur Werkstückbearbeitung ist die Drehmaschine.
    • Im realen Praktikum des Maschinenbau-Studiums können die Studierenden leider die Drehmaschine nicht selbst bedienen
    • Daher entwickeln wir einen VR-Drehmaschine-Simulator.

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Unity (zwingend)
    • 3D-Modellierung (kann erlernt werden)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Alle Studierenden des FB5, FB6
    • Insbesondere natürlich Studierende des Maschinenbaus

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Durchführung einer Studie: Wie gut ist die Anwendung geeignet zum Einsatz mit Studierenden? Wird mit der VR-Anwendung relevantes Wissen vermittelt? Wird das Wissen "korrekt" vermittelt?
    • Wie könnte das VR-Praktikum als Zulassungsvoraussetzung für das reale Praktikum an der realen Drehmaschine genutzt werden? (ggf. Generierung eines Codes, mit dem die Lehrenden sehen können, wie gut/schlecht die Studierenden im VR-Praktikum waren)
    • Erweiterung der bestehenden Anwendung um neue Inhalte (Umgebung: Werkhalle; Interaktion mit Werkzeugen; zusätzliche Bearbeitungsschritte, etc.)
  • Sicherheitsaspekte in xR-Systemen und xR-Szenarien

    Was ist damit gemeint?

    • Der Einsatz von AR/VR/MR/xR als "neue" Medien birgt auch neue Risiken für den Abfluss von Informationen an Unberechtigte.
    • einfache Beispiele:
      • Handgesten können Rückschlüsse auf virtuell eingetippte Passwörter geben
      • aus günstigen Winkeln können Bildschirminhalte von AR-Brillen für Außenstehende visuell sichtbar werden
      • Sensoren von Brillen / xR-Geräten erfassen die Geometrie des Raumes, in dem ich mich bewege - was passiert mit diesen Daten?
    • In diesem Themenbereich sollen kritische Szenarien erkannt und einzelne davon bewertet werden.
    • Handlungsmöglichkeiten zur Vermeidung von Sicherheitsrisiken sollen entwickelt werden.

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Unity (zwingend)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Studierende der Medientechnik, Elektro- und Informationstechnik sowie der Angewandten Informatik

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Studie zur Erkennbarkeit von Displayinhalten von außen: Wenn man eine AR-Brille trägt, unter welchen Bedingungen kann man wie gut / schlecht erkennen, was in den Brillen beim AR-Benutzer angezeigt wird? Verschiedene Geräte nutzen unterschiedliche Displaytechnologien (HoloLens 1: LCoS, HoloLens 2: Laserscanner) - welchen Einfluss hat das? Welche Gegenmaßnahmen wären möglich, damit nach außen kein Bild sichtbar ist? (Programmierung in Unity und Studiendesign + Durchführung)
    • Studie zur Erkennbarkeit virtueller Handeingaben: Häufig muss man in xR-Anwendungen Texteingaben machen. Kann man von außen erkennen, was dort eigegeben wurde? Welche Gegenmaßnahmen sind möglich, wie wirksam sind diese und welchen Einfluss haben diese auf das xR-Erlebnis? Sowohl für VR ( LeapMotion) als auch für AR (HoloLens 2) relevant. (Programmierung in Unity und Studiendesign + Durchführung)
    • Sensorik und 3D-Daten: Welche Qualität hat das 3D-Modell, welches eine HoloLens vom Raum erzeugt? Welche Objekte lassen sich darin identifizieren? Objektkategorien und Größenordungen (Stuhl, Tisch, Tasse), Identifikation konkreter Objekte (dieser eine rote Stuhl stand gestern an einer anderen Stelle), usw. (Programmierung in Unity)
    • Datenverschlüsseling: Welche Konzepte zur Verschlüsselung von Daten können auf xR-Systemen sinnvoll verwendet werden? (Konzepterstellung, Programmierung in Unity)
  • Alt gegen Neu: C64, Arduino & Co

    Was ist damit gemeint?

    • Siehe eine der vorherigen studentischen Arbeiten: dieses Video
    • Ich habe einige alte Lern- und Heimcomputer LC80 aus den 1980er Jahren zur Verfügung. Deren Leistungsfähigkeit ist teilweise ähnlich zu heutigen Arduino Microcontrollern. Damit könnte man doch etwas interessantes anstellen?
    • Ein C64 Spielecomputer steht samt Diskettenlaufwerk ebenfalls zur Verfügung.
    • Weiterhin habe ich historische VR-Brillen, die technisch einwandfrei sind - jedoch gewartet und überholt werden müssen. Ein Betrieb an heutigen PCs wäre wünschenswert aber ist bisher nicht möglich.

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)
    • Elektronik / Elektrotechnik (zwingend)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • Studierende der Elektro- und Informationstechnik
    • Alle Studierenden mit entsprechendem Interesse und Elektronik-Fähigkeiten

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Kommunikation zwischen Arduino und LC80 herstellen: Der LC80 besitzt ein Kassetten-Interface. Dies könnten wir verwenden, um Programme vom Arduino auf den LC80 zu übertragen, quasi als externen Speicher
    • Technische Überprüfung und Instandsetzung eines Koffer-Rechners, ähnlich zu LC80
    • Technische Überprüfung und Inbetriebnahme eines C64, ggf. Software oder Erweiterungen dafür entwickeln
    • Technische Überprüfung und Methoden zum Betrieb einer Cybermaxx VR Brille an heutigen PCs
  • Weitere Ideen

    Was ist damit gemeint?

    • Hier befinden sich Themen, die den anderen Themenbereichen nicht zugeordnet werden konnten

    Welche Fähigkeiten werden benötigt oder teilweise im Rahmen der Abschlussarbeit erlernt?

    • Programmierung (zwingend)

    Für welche Zielgruppe ist dieses Themenfeld geeignet?

    • unterschiedlich

    Welche Aufgaben könnten in Abschlussarbeiten oder Projekten bearbeitet werden?

    • Studie zu Nachhaltigkeit von xR: Wie trägt xR zu Nachhaltigkeit bei? Welche Potenziale gibt es und wie werden diese Potenziale derzeit genutzt? Ihre Aufgabe ist es, bei verschiedenen Unternehmen Interviews zum Einsatz der xR-Technologie zu führen: Wo wird es eingesetzt, wie wird es eingesetzt, welche "alten" Prozesse wurden eingespart, wie haben sich Prozesse entwickelt? (Beispiel: Werden weniger physische Prototypen gebaut?) Die Interviews werten Sie (nach noch zu definiernden Fragestellungen) aus.
    • Programmierung mit Minecraft! Es ist ein bisschen Verrückt, aber mit Minecraft kann man programmieren - und zwar super-low-level. In diesem Projekt soll eine Schaltung in Minecraft entworfen werden, die Basis-Funktionen einer CPU beinhaltet. Dies soll später z.B. für die Lehrveranstaltung "Ingenieurinformatik" benutzt werden, um daran die Funktionsweise einer CPU zu erklären. Hier ein Video für die Idee: Video
    • Theremin: Mit dem Raspberry Pico oder Arduino soll ein Theremin gebaut werden. Dies ist ein interessantes Musikinstrument.
    • HoloLens 2 "HowTo": Lernanwendung für die Bedienung der HoloLens 2 erweitern (Programmierung in Unity)
    • Block-basierte Programmierung in Unity: Können wir ein "Scratch für Unity" (siehe hier) erstellen, um Studenten zu helfen, Programmieren zu lernen?

Terminvereinbarung

howtoMeeting.pdf

980 KB pdf

Externe offene Arbeiten (bei Industrie- und Forschungspartnern, betreut durch Prof. Tümler)

Hier finden Sie Abschlussarbeiten, die durch Prof. Tümler betreut und in einer externen Institution durchgeführt werden.

2020_12_Masterarbeit_bridgefield.pdf

157 KB pdf

Verantwortlich