Hochschulen haben neben der Lehr- und Forschungs- auch eine gesellschaftliche Aufgabe. Im Rahmen dieser Aufgabe hat der Wissenstransfer in die Gesellschaft („Third Mission“) in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen und wird über den Dialog mit z.B. Schulen und Unternehmen realisiert. Aber auch die Schulen und Unternehmen selbst sind aus unterschiedlichem Gründen an einem Austausch mit den Hochschulen interessiert. Doch dieser Austausch, der essenziell zur Erfüllung der gesellschaftlichen Aufgabe ist, findet im Informatikkontext an der Hochschule Reutlingen faktisch nicht statt. So gibt es nur einzelne nicht zusammenhängende Kontakte zu Schulen und Unternehmen, die nur selten über längere Zeit bestehen bleiben. Verschiedene Persönlichkeiten an der Informatikfakultät arbeiten zwar daran, diesen Austausch herzustellen, scheitern aber an der Frage, in welcher Form dieser stattfinden soll. Es ist also nicht klar, wie man methodisch vorgehen muss, um diese betriebliche Problemstellung der Hochschule Reutlingen zu lösen. Ziel des Projekts war es deshalb, einen Design Thinking Workshop durchzuführen, umso ein Austauschformat für diesen Kontext zu erarbeiten, in der Praxis zu realisieren und im Anschluss die Erfahrungen auszuwerten, um nachhaltig ein Mittel zum Austausch der unterschiedlichen Parteien über die Hochschule bereitzustellen. Dieses Projekt konnte dabei zeigen, dass Design Thinking eine gute Möglichkeit ist, betriebliche Probleme nutzerzentriert zu lösen. Denn durch das Verstehen der Bedürfnisse der verschiedenen Parteien konnte ein Austauschformat geschaffen werden, welches für die Beteiligten sowohl ansprechend war, aber auch einen echten Mehrwert brachte. Zukünftig können die Erkenntnisse aus diesem Projekt dazu verwendet werden, weitere Workshops für andere Problemstellungen über die Grenzen der Informatikfakultät hinaus zu realisieren.

Im Rahmen des Moduls Formale Methoden war es das Ziel eines Praxisprojektes folgende Recherchefragen zu beantworten:

RQ1: Inwiefern beeinflussen welche Merkmale die CO2-Emissionen von Kraftfahrzeugen?
RQ2: Wie lassen sich die CO2-Emissionen durch einen Machinelearning-Ansatz vorhersagen?

Hierzu wurde eine Explorative Datenanalyse in Python mit folgenden Bibliotheken durchgeführt:

• matplotlib
• NumPy
•  pandas
• seaborn
• plotly

Auf Grundlage dieser explorativen Datenanalyse wurden im Anschluss verschiedene Maschinelle Lernalgorithmen implementiert.

Dabei kamen folgende zum Einsatz:

• Einfache Regression
• Multiple Regression
• K-Nearest Neighbor (KNN)
• Decision Tree

Download Dokumentation 

Praxisprojekt_Präsentation_Juestel_Gaiser_Abgabe

Auswertung Lineare Regression

Handlungserkennungsmetriken (engl. Human Action
Recognition) sind aufgrund ihrer Fähigkeit, abnormales Verhalten
wie Straftaten vorherzusagen, im Videoüberwachungskontext weit
verbreitet. Ein besonders beliebtes Einsatzszenario ist dabei die
Überwachung von öffentlichen Plätzen. Dabei sind sie in diesem
Umfeld aufgrund von der Positionierung der dazugehörigen
Kameras mit vielfältigen Herausforderungen konfrontiert.
Zielstellung des hier zugrundeliegenden Projektes war es deshalb technisch
darzustellen, wie Human Action Recognition zur Überwachung
von öffentlichen Plätzen eingesetzt werden kann und inwiefern diese Technologie hier zu einer Erhöhung der Sicherheit beiträgt. Zur Beantwortung dieser Fragen wurde im Rahmen des Projektes im Modul “Kognitive Systeme” auf Basis einer systematischen Literaturanalyse die theoretischen Grundlagen mit Architektur eines solchen Überwachungssystems
beschrieben und anhand einer praktischen Implementierung in Python
veranschaulicht. Außerdem wurden die hier erzielten Ergebnisse
in den Kontext von Studien bereits eingeführter Systeme
eingeordnet.

Download der zugehörigen Hausarbeit

HAKogSys_Jüstel_Tim (1)

Download Quellcode

Quellcode HAR

Posenskelett

Vorhergesagte Keypoints

DOORMATE ist ein Prototyp einer intelligenten Fußmatte zur Verwendung in Smart Homes und Geschäften. Sie wurde als Hausarbeit im Fach Interaktive Systeme des Studienganges Human Centered Computing der Hochschule Reutlingen von Boris Garkusha, Niko Gaiser und Tim Jüstel konzipiert.

Im Rahmen des Human-Centered Design Prozesses nach ISO 9241 – 210 soll nach der Spezifikation der Anforderungen eine Gestaltungslösung entwickelt werden. Im Rahmen des Projekts interaktive Fußmatte sollte dazu ein physischer Prototyp entwickelt werden, der insofern funktionell ist, als dass er mit potenziellen Nutzern verprobt werden kann. Aus den anfänglichen Brainstormings entstand schnell eine grundsätzliche Vorstellung, wie das Design einer interaktiven Fußmatte aussehen könnte. So war die Idee, eine Ringfußmatte zu benutzen, in deren Mitte steuerbare LEDs angebracht sind, um mit der Umgebung interagieren zu können. Zur Umsetzung dieser Idee wurden folgende Materialien verwendet:

• Andiamo Gummi-Ringmatte 60x40x0,5cm
• 2x BTF-LIGHTING WS2811 adressierbare LED-Lichterkette
• Arduino Uno Rev 3 Minicomputer
• 2x HC-SR04 Ultraschallsensoren
• iwalk 10000 mah power bank
• DC-13M Niedervolt-Steckverbinder
• ACO Vario Bodenwanne Light 60x40cm
• JOBY JB01507-BWW GorillaPod Ministativ

Im letzten Schritt einer Iteration des Human-Centered Design Prozesses soll die vorher entwickelte Gestaltungslösung evaluiert und somit überprüft werden, ob die Anforderungen erfüllt sind. Im Rahmen des Projekts wurde hierbei die Funktion des Personenzählers betrachtet. Dabei wurde geprüfte, inwiefern Personen gezählt werden und ob die Signale der Fußmatte eindeutig zu erkennen sind. Für die Evaluierung konnten die Räumlichkeiten des Feuerwehrmuseums in Kirchheim unter Teck verwendet werden. Dort wurde ein potenzielles Szenario, in dem die interaktive Fußmatte zum Einsatz kommen könnte, simuliert. Dazu wurde der Eingang zum Veranstaltungssaal des Museums durch eine Abtrennung in einen Eingang und einen Ausgang unterteilt. Beides wurde mithilfe von Markierungen am Boden verdeutlicht. Die eingeladenen Tester sollten nun, ohne vorher eine Einführung zu bekommen, die Fußmatte testen. Die Tester haben dabei schnell verstanden, dass die dargestellte Zahl auf der Fußmatte für die Personen steht, die noch in den Raum eintreten dürfen. Auch das Signal bei Überschreiten der Personengrenze wurde zur Kenntnis genommen und verstanden. Somit konnte die Evaluierung zeigen, dass die grundlegenden Anforderungen an eine Personenzählfunktion durch den Prototypen gewährleistet sind. Bei der Evaluierung konnte darüber hinaus festgestellt werden, dass die Position und Kalibrierung der Sensoren wichtig sind, um die Funktion der interaktiven Fußmatte zu gewährleisten.

Designtes Logo

Testing Szenario

Use-Case Diagramm

Im Rahmen des Moduls hucM205 – Masterprojekt: Internet of Things war es das Ziel der Projektgruppe Climate eine App zu entwickeln, die durch mobiles Tracking des Fahrverhaltens eine Aussage über den CO2-Ausstoß der Nutzer*innen auf Arbeits- und Ausbildungswegen treffen kann. Diese App sollte dadurch und durch eine gute User-Experience sowie Gamification-Elemente die Nutzer*innen motivieren, ihre CO2-Emissionen zu reduzieren, um so deren Anteil am anthropogen erzeugten CO2 in der Erdatmosphäre, welches Haupttreiber für die Klimaerwärmung ist, zu reduzieren. Hierbei konnte durch die Aufteilung in drei Teilbereiche innerhalb von zwei Semestern ein lauffähiger Prototyp einer App entwickelt werden, der den wesentlichen vorher definierten Anforderungen an eine solche App entspricht.

Meine Arbeit:

Um das Zielbild einer App zu erreichen, deren Nutzer*innen einen Anreiz geboten bekommen, ihre CO2-Emissionen auf Arbeits- und Ausbildungswegen zu minimieren, wurde entschieden, einen menschzentrierten Ansatz bei dem Design und der Entwicklung des Zielsystems zu verfolgen.

Bei diesem Ansatz soll durch das Einbeziehen von Nutzer*innen und weiteren Stakeholder*innen in den Entwicklungsprozess eines Systems bei der späteren Anwendung ein möglichst positives Gesamterlebnis erzeugt werden. Empfehlungen und Anforderungen an einen solchen menschzentrierten Gestaltungsprozess sind in der DIN EN ISO 9241-210 festgehalten. In dieser Norm werden für das menschzentrierte Gestalten vier miteinander verbundene und aufeinanderfolgende Aktivitäten definiert: das Verstehen und Beschreiben des Benutzerkontexts, das Spezifizieren der Nutzungsanforderungen, das Erarbeiten von Gestaltungslösungen und das Evaluieren der Gestaltung.

In diesem Sinne wurden im Rahmen des Projektes Climate verschieden ausgereifte Prototypen entwickelt, die wiederum evaluiert und zu einem lauffähigen App-Prototypen weiterentwickelt wurden. Dieser App-Prototyp basiert auf dem Cross-Plattform-fähigen Framework Flutter, welches die Entwicklung nativ kompilierbarer Anwendungen für den Mobilen-, Desktop- und Web-Kontext auf einer Codebasis ermöglicht.

Diese App konnte zum Projektende mit einem sog. Usability-Testing, in welchem unter Begleitung eines Projektmitglieds ein potenzielles Nutzungsszenario durchgespielt wurde, überprüft und evaluiert werden. Dabei konnte festgestellt werden, dass durch das Arbeiten im menschzentrierten Charakter eine App entwickelt werden konnte, die den größten Teilen der vorher gestellten Anforderungen gerecht wird und deren Nutzer*innen das Erlebnis während der Benutzung positiv bewerten.

UI der fertigen APP

Durchgeführte Umfrage

Erstellte Persona

Customer Journey

Im Rahmen meiner Bachelorarbeit habe ich mit dem Thema: Analyse und Optimierung der User Experience am Beispiel der Berufsgruppe Projektierer innerhalb der Netze BW befasst. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, wie die Berufsgruppe der Projektierer bei der Bestandsaufnahme von Daten vorgehen und mit welchen Problemen sie sich hierbei konfrontiert sehen.
Außerdem sollte betrachtet werden, wie es möglich ist, bei dem Entwurf einer Gestaltungslösung zur Beseitigung dieser Probleme das Nutzererlebnis bestmöglich in den Mittelpunkt zu stellen.

Ziel der Arbeit:

Bei der Netze BW gab es mit dem Projekt #Bau eine sehr erfolgreiche Digitalisierungsinitiative, die es unter Einsatz einer für die Netze BW neuen Arbeitsweise schaffte, ein Produkt zu entwickeln, welches die Anwendergruppe effektiv im All-tag unterstützen kann. Dieses Projekt resultierte daraus, dass ein genereller Digitalisierungs-bedarf im Bereich Baustellenmanagement identifiziert wurde. In diesem Zuge wurde auch eine zweite wichtige Anwendergruppe für Digitalisierungsmaßnahmen identifiziert: die Projektierer (auch als Projektmanager bezeichnet).

Projektierer haben die Aufgabe, die Umsetzung von Baumaßnahmen im Strom- und Gasnetz vorzubereiten. Wie auch andere Anwendergruppen des Baustellenmanagements haben die Projektierer das Problem, dass viele Daten auf Zetteln oder Laufwerken, auf die nur eine Person Zugriff hat, abgelegt werden. Daraus resultiert, dass viele Daten nicht weiter verarbeitbar sind oder verloren gehen. Um diesen Datenverlust zu verhindern, soll es langfristig das Ziel sein, einen digitalen Zwilling der Bauprojekte und Maß-nahmen zu erstellen, indem die Baustelle möglichst gut in digitaler Form abgebildet wird.

Innerhalb dieses übergeordneten Ziels der Erstellung eines digitalen Zwillings (Projekt #twin) soll nun ein einzelnes Team die Anwendergruppe der Projektierer betreuen und deren Anforderungen an eine Digitalisierungsmaßnahme herausarbeiten. Dieses Projekt wird innerhalb dieser Bachelorarbeit für einen beschränkten Zeitraum begleitet. Im Rahmen von zwei Anwenderworkshop im Vorlauf zu dieser Arbeit wurde identifiziert, dass die Schmerzpunkte im Bereich der Sammlung von Bestandsdaten am größten sind. Vor allem das Fehlen von Informationen und Daten sei ein großes Problem, mit dem sich Projektierer immer konfrontiert sehen. Ziel dieser Arbeit ist es zu untersuchen, wie die Projektierer bei der Bestandsaufnahme von Daten vorgehen und mit welchen Problemen sie sich hierbei konfrontiert sehen. Außerdem soll betrachtet werden, wie es möglich ist, bei dem Entwurf einer Gestaltungslösung zur Beseitigung dieser Probleme das Nutzererlebnis bestmöglich in den Mittelpunkt zu stellen.

Download meiner Bachelorarbeit:

TimJüstel_Bachelorarbeit

Aufnahme aus Feldforschung

Erstellte Persona