Mensch-Computer-Interaktion ist Thema einer neuen Nachwuchsgruppe

Dr. Marius Klug, seit April sind Sie nun als Leiter der ersten »Young Investigator Group« an unserer Universität in Cottbus tätig. Sie arbeiten eng mit dem Fachgebiet Neuroadaptive Mensch-Technik-Interaktion von Prof. Dr. Thorsten O. Zander zusammen. An welchem Thema forscht die Nachwuchsgruppe?

Ich bin sehr froh über diese großartige Möglichkeit. Die Gruppe erforscht »Physiologische User-Interfaces für Virtuelle und Erweiterte Realität«. Effektiv geht es uns um intuitive Interaktionen mit virtuellen Welten.

Unser Gehirn sendet ständig Signale aus, die wir mit Hilfe von Elektroden in der Elektroenzephalographie, EEG, messen können. Dasselbe passiert aber auch im Rest des Körpers: Augenbewegungen, Muskelaktivität, unser Herz oder die Leitfähigkeit unserer Haut können gemessen werden. Die Signale von Augen, Muskeln oder Haut können genutzt werden, um eine virtuelle Realität zu steuern. So ist es beispielsweise möglich, die Umgebung automatisch an den geistigen Zustand der Nutzenden anzupassen, oder direkte Kontrolle eines virtuellen Avatars durch unseren Körper oder unseren Geist auszuüben.

Können wir bald Gedanken lesen?

Nein, wir können dabei natürlich keine Gedanken lesen, aber grundlegende kognitive Zustände erfassen wie Stress, Überraschung oder die Einschätzung eines Ereignisses als Fehler oder nicht. Außerdem können wir Muskelaktivität erfassen und wissen, was die Nutzenden angeschaut haben. Kombiniert man diese Messmethoden mit der Flexibilität und Formbarkeit von virtuellen Realitäten, eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten zu Erfahrungen, die sonst überhaupt nicht erlebbar wären. Beispielsweise können magische Fähigkeiten in der VR an echte geistige Zustände wie mentalem Fokus oder gebündelter Aufmerksamkeit geknüpft werden, ein virtueller Avatar mit Flügeln kann durch unsere Rückenmuskulatur gesteuert werden, oder Hilfetexte können je nach Notwendigkeit ein- oder ausgeblendet werden.

Welche Ziele verfolgt die »Young Investigator Group – Intuitive XR«?

Konkret möchten wir drei inhaltliche Ziele erreichen: Erstens werden wir untersuchen, wie verschiedene Elektrodentechnologien bestmöglich mit der Nutzung von VR-Brillen vereinbar sein können. Das beinhaltet auch die Anwendung und Verbesserung von Analysemethoden zur Bereinigung der Daten, KI-Algorithmen zur Klassifizierung verschiedener mentaler Zustände und die Erstellung einer Toolbox für 3D Engines zur Spieleentwicklung, die die einfache Anwendung unserer Forschung ermöglicht.

Zweitens sollen diese Methoden zudem direkt in verschiedene neuartige Demonstrationsanwendungen wie zum Beispiel der virtuellen Magie, der Avatarsteuerung, oder adaptiven Umgebungen eingebettet werden. Dabei legen wir ein großes Augenmerk auch auf die Nutzbarkeit der Technologien und die psychologisch-kognitiven Effekte dieser Schnittstellen.

Final möchten wir die untersuchten Technologien auch von der reinen Forschungsebene hinaus in die »echte Welt« tragen und durch die Zusammenarbeit mit den Unternehmen einen Wissenstransfer in die Wirtschaft schaffen und den Technologiestandort der Lausitz stärken.

Über Dr. Marius Klug

Dr. Marius Klug hat in Tübingen Kognitionswissenschaft studiert und ist 2016 nach Berlin gezogen, um im Bereich mobiler Hirnforschung bei Prof. Klaus Gramann an der TU Berlin zu promovieren. Dort hat er sich umfassend mit EEG-Analysemethoden beschäftigt und VR als Experimentalmethode kennen gelernt. Gleichzeitig hat er sich mit der praktischen Anwendung von EEG als Hirn-Computer-Schnittstelle beschäftigt, da Prof. Zander zu der Zeit ebenfalls als Postdoc am selben Lehrstuhl forschte.

Über die Young Investigator Group Intuitive XR der BTU

Als wichtigen Beitrag zur Förderung von ausgezeichneten und international erfahrenen Nachwuchswissenschaftler*innen richtete die BTU in der Graduate Research School (GRS) eine neue Nachwuchsforschergruppe ein. Unter dem Titel »Intuitive XR« erforschen in Zukunft drei Wissenschaftler*innen aus Fachgebieten wie der Kognitionswissenschaft oder den Human Factors Mensch-Computer-Interaktion. Die Young Investigator Group wurde 2022 international ausgeschrieben und im Rahmen eines wettbewerblichen Verfahrens unter Beteiligung von externen Gutachter*innen ausgewiesener Forschungseinrichtungen ausgewählt. Die Förderung erfolgt zunächst für 3 Jahre. Nach 2,5 Jahren wird eine Zwischenevaluation durchgeführt und der Leiter erhält im Fall einer Befürwortung die Möglichkeit für eine Abschlussfinanzierung von 2 Jahren. Mit dieser Förderung soll die wissenschaftliche Karriereentwicklung von ausgezeichneten Nachwuchswissenschaftler*innen an der BTU unterstützt werden. Neben der Stelle als akademischer Mitarbeiter für den Leiter der Young Investigator Group umfasst die Förderung zwei Promotionsstipendien für 36 Monate und Sachmittel. Ein Promotionsstipendium konnte bereits bewilligt werden. Ein weiteres Stipendium wird voraussichtlich im Sommer vergeben.