Wertekonflikte in der Nutzung sozialer Medien zur Vernetzung ungebundener HelferInnen in Krisensituationen – Ein Value-Sensitive Design Ansatz

Bereits während des Hochwassers in Mitteleuropa 2013 und der Flüchtlingskrise in Europa ab 2015 wurde deutlich, dass freiwillige HelferInnen die Bewältigung von Krisensituationen unterstützen. Durch die vermehrte Koordination der Helfenden, auch unter Einsatz sozialer Medien, kommt es zunehmend zu Konflikten zwischen den teilweise kollidierenden Erwartungshaltungen periodisierter Werte der eingebundenen Akteure. Die Entwicklung von Kollaborationswerkzeugen mit Hilfe der Methode des Value-Sensitive Designs kann bereits im Vorfeld solche Konflikte aufzeigen und gezielt verhindern oder moderieren. Dazu wurde in einer Fallstudie anhand des Hochwassers 2013 induktiv abgeleitet, welche Werte und Erwartungen die unterschiedlichen Stakeholder haben, und welche Konflikte sich daraus im Hinblick auf die Anforderungen ergeben. Diese Studie zeigt insbesondere die Konfliktpotenziale für freiwillige HelferInnen in sozialen Medien in Bezug auf den Schutz der Privatsphäre und vor Diskriminierung auf und leistet damit einen Beitrag für die Konflikt-Optimierung und Akzeptanzsteigerung des Einsatzes sozialer Medien im Katastrophenschutz

CYWARN: Strategy and Technology Development for Cross-Platform Cyber Situational Awareness and Actor-Specific Cyber Threat Communication

Despite the merits of digitisation in private and professional spaces, critical infrastructures and societies are increasingly ex-posed to cyberattacks. Thus, Computer Emergency Response Teams (CERTs) are deployed in many countries and organisations to enhance the preventive and reactive capabilities against cyberattacks. However, their tasks are getting more complex by the increasing amount and varying quality of information dissem-inated into public channels. Adopting the perspectives of Crisis Informatics and safety-critical Human-Computer Interaction (HCI) and based on both a narrative literature review and group discussions, this paper first outlines the research agenda of the CYWARN project, which seeks to design strategies and technolo-gies for cross-platform cyber situational awareness and actor-spe-cific cyber threat communication. Second, it identifies and elabo-rates eight research challenges with regard to the monitoring, analysis and communication of cyber threats in CERTs, which serve as a starting point for in-depth research within the project

Information Refinement Technologies for Crisis Informatics: User Expectations and Design Implications for Social Media and Mobile Apps in Crises

In the past 20 years, mobile technologies and social media have not only been established in everyday life, but also in crises, disasters, and emergencies. Especially large-scale events, such as 2012 Hurricane Sandy or the 2013 European Floods, showed that citizens are not passive victims but active participants utilizing mobile and social information and communication technologies (ICT) for crisis response (Reuter, Hughes, et al., 2018). Accordingly, the research field of crisis informatics emerged as a multidisciplinary field which combines computing and social science knowledge of disasters and is rooted in disciplines such as human-computer interaction (HCI), computer science (CS), computer supported cooperative work (CSCW), and information systems (IS). While citizens use personal ICT to respond to a disaster to cope with uncertainty, emergency services such as fire and police departments started using available online data to increase situational awareness and improve decision making for a better crisis response (Palen & Anderson, 2016). When looking at even larger crises, such as the ongoing COVID-19 pandemic, it becomes apparent the challenges of crisis informatics are amplified (Xie et al., 2020). Notably, information is often not available in perfect shape to assist crisis response: the dissemination of high-volume, heterogeneous and highly semantic data by citizens, often referred to as big social data (Olshannikova et al., 2017), poses challenges for emergency services in terms of access, quality and quantity of information. In order to achieve situational awareness or even actionable information, meaning the right information for the right person at the right time (Zade et al., 2018), information must be refined according to event-based factors, organizational requirements, societal boundary conditions and technical feasibility. In order to research the topic of information refinement, this dissertation combines the methodological framework of design case studies (Wulf et al., 2011) with principles of design science research (Hevner et al., 2004). These extended design case studies consist of four phases, each contributing to research with distinct results. This thesis first reviews existing research on use, role, and perception patterns in crisis informatics, emphasizing the increasing potentials of public participation in crisis response using social media. Then, empirical studies conducted with the German population reveal positive attitudes and increasing use of mobile and social technologies during crises, but also highlight barriers of use and expectations towards emergency services to monitor and interact in media. The findings led to the design of innovative ICT artefacts, including visual guidelines for citizens’ use of social media in emergencies (SMG), an emergency service web interface for aggregating mobile and social data (ESI), an efficient algorithm for detecting relevant information in social media (SMO), and a mobile app for bidirectional communication between emergency services and citizens (112.social). The evaluation of artefacts involved the participation of end-users in the application field of crisis management, pointing out potentials for future improvements and research potentials. The thesis concludes with a framework on information refinement for crisis informatics, integrating event-based, organizational, societal, and technological perspectives

Potentiale von IKT beim Ausfall kritischer Infrastrukturen: Erwartungen, Informationsgewinnung und Mediennutzung der Zivilbevölkerung in Deutschland

In der Sicherheits- und Krisenforschung stehen bislang primär Fragen der Vulnerabilität, Stärkung von Resilienz und Erhaltung bzw. Wiederherstellung kritischer Infrastrukturen (KRITIS) im Mittelpunkt; zunehmend wird auch die Bedeutung von Sozialen Medien und Krisen-Apps erkannt. Inwiefern ist die Zivilbevölkerung in Deutschland aber auf das Eintreten einer Krise tatsächlich vorbereitet? Welche Informations- und Kommunikationstechniken (IKT) werden im Alltag und bei einem potentiellen Infrastrukturausfall genutzt? Unser Beitrag stellt die Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage mit 1024 Teilnehmern in Deutschland vor, die belegen, dass Gefahrenbewusstsein, Vorbereitung, effektives Krisenmanagement und Verbreitung von Krisen-Apps in Deutschland noch relativ gering sind, während traditionelle Kommunikations- und Informationskanäle sowie informelle Informationsnetzwerke bevorzugt werden. Die Ergebnisse stellen weiterhin die beträchtlichen Unterstützungspotentiale von IKT in derartigen Krisensituationen heraus, die zur Erhöhung des Risikobewusstseins, der Erleichterung des Informationstransfers und der Verbesserung der Kommunikation zwischen Zivilbevölkerung, KRITIS-Betreibern und Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) entscheidend beitragen können

Potentiale von IKT beim Ausfall kritischer Infrastrukturen: Erwartungen, Informationsgewinnung und Mediennutzung der Zivilbevölkerung in Deutschland

In der Sicherheits- und Krisenforschung stehen bislang primär Fragen der Vulnerabilität, Stärkung von Resilienz und Erhaltung bzw. Wiederherstellung kritischer Infrastrukturen (KRITIS) im Mittelpunkt; zunehmend wird auch die Bedeutung von Sozialen Medien und Krisen-Apps erkannt. Inwiefern ist die Zivilbevölkerung in Deutschland aber auf das Eintreten einer Krise tatsächlich vorbereitet? Welche Informations- und Kommunikationstechniken (IKT) werden im Alltag und bei einem potentiellen Infrastrukturausfall genutzt? Unser Beitrag stellt die Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage mit 1024 Teilnehmern in Deutschland vor, die belegen, dass Gefahrenbewusstsein, Vorbereitung, effektives Krisenmanagement und Verbreitung von Krisen-Apps in Deutschland noch relativ gering sind, während traditionelle Kommunikations- und Informationskanäle sowie informelle Informationsnetzwerke bevorzugt werden. Die Ergebnisse stellen weiterhin die beträchtlichen Unterstützungspotentiale von IKT in derartigen Krisensituationen heraus, die zur Erhöhung des Risikobewusstseins, der Erleichterung des Informationstransfers und der Verbesserung der Kommunikation zwischen Zivilbevölkerung, KRITIS-Betreibern und Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) entscheidend beitragen können

Brave New GES World:A Systematic Literature Review of Gestures and Referents in Gesture Elicitation Studies

How to determine highly effective and intuitive gesture sets for interactive systems tailored to end users’ preferences? A substantial body of knowledge is available on this topic, among which gesture elicitation studies stand out distinctively. In these studies, end users are invited to propose gestures for specific referents, which are the functions to control for an interactive system. The vast majority of gesture elicitation studies conclude with a consensus gesture set identified following a process of consensus or agreement analysis. However, the information about specific gesture sets determined for specific applications is scattered across a wide landscape of disconnected scientific publications, which poses challenges to researchers and practitioners to effectively harness this body of knowledge. To address this challenge, we conducted a systematic literature review and examined a corpus of N=267 studies encompassing a total of 187, 265 gestures elicited from 6, 659 participants for 4, 106 referents. To understand similarities in users’ gesture preferences within this extensive dataset, we analyzed a sample of 2, 304 gestures extracted from the studies identified in our literature review. Our approach consisted of (i) identifying the context of use represented by end users, devices, platforms, and gesture sensing technology, (ii) categorizing the referents, (iii) classifying the gestures elicited for those referents, and (iv) cataloging the gestures based on their representation and implementation modalities. Drawing from the findings of this review, we propose guidelines for conducting future end-user gesture elicitation studies

Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2019 - 2

Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben hat bereits zum vierten Mal ein einzigartiges Konferenz- und Ausstellungsformat zum Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis in Produktentwicklung und Design angeboten. Am 27. und 28. Juni 2019 ermöglichten die Professuren Konstruktionstechnik/CAD und Technisches Design der Technischen Universität Dresden in Kooperation mit weiteren Partnern den 200 Teilnehmenden die fachübergreifende Diskussion zu den Themen • Interdisziplinärer Entwurf adaptiver Produktsysteme, • Entwickeln vernetzter Anwendungen für Industrie 4.0, • Konstruktion mit hybriden Werkstoffen und für additive Fertigungsprozesse, • Entwicklungsunterstützung durch Produktdatenmanagement und VR/AR, • Design nutzerzentriertem Erleben komplexer Produkt-Service-Systeme.:Finishing Perspective (Endbehandlung Perspektive) Ingmar S. Franke, Mario Linke, Christian Bendicks und Rainer Groh 9 Card Sorting basierter Ansatz zur Erarbeitung einer nutzungsgerechten Methodensammlung am Beispiel des IDE-Toolkits Martin Wiesner, Björn Kokoschko, Linh Bùi Duy und Laura Augustin 29 Feasibility-Labor“ – erste Vorstellung neuer Ansätze zur Optimierung der Designumsetzung im Automobilbau Knut Lender 41 MBSE-basierte Produktkonfiguratoren zur Analyse der Modularisierung bei der Entwicklung modularer Baukastensysteme Florian Seiler, Lea-Nadine Schwede und Dieter Krause 55 Branchenübergreifendes Benchmarking von variantenreichen Produktportfolios auf Basis von Produktstrukturen Christian Wyrwich und Georg Jacobs 71 Aspekte der Authentizität bei der Umsetzung eines künstlerischen Entwurfs mit 3D-Software-Werkzeugen Wolfgang Steger, Christine Schöne und Helmut Nitsche 91 Das Visionsmodell: Präzise Darstellung von Entwicklungszielen Laura Augustin, Michael Schabacker 105 Wissen und Heterogenität in der Produktentwicklung Alexandra Göhring 111 Kombination der experimentellen und numerischen Simulation zur Entwicklung dreidimensionaler Elektronik Florian Schaller, Fabian Kayatz und Cedric Sanjon 123 Lösungsansätze für eine nachhaltigkeitsorientierte, interdisziplinäre Produktentwicklung Barbara Gröbe-Boxdorfer 133 Szenariobasierte Validierung von Produktprofilen in der frühen Phase der PGE-Produktgenerationsentwicklung Florian Marthaler, Vincent Kutschera, Jonas Reinemann, Nikola Bursac und Albert Albers 149 Vergleich von Produktinnovationsarten – Worin die Unterschiede wirklich begründet liegen Jonas Heimicke, Valentin Zimmermann, Monika Klippert, Markus Spadinger und Albert Albers 165 Zusammenarbeit von Ingenieuren und Designern – die überarbeitete VDI/VDE-Richtlinie 2424 Robert Watty, Christian Zimmermann und Gerhard Reichert 181 IM-UX – Fragebogen zu intrinsischer Motivation in der User Experience Jette Selent und Michael Minge 195 Konzept zur Identifikation relevanter Produkteigenschaften zur Unterstützung einer positiven User Experience Tina Schröppel, Jörg Miehling und Sandro Wartzack 205 User Experience Design für Sicherheitstechnik – Ansatz und Methodik bei Dräger Safety Marlene Vogel, Matthias Willner, Christian Wölfel und Jens Krzywinski 219 3D-volldigitalisierte Behandlungsplanung bei Lippen-Kiefer-Gaumenspalten Christiane Kunert-Keil, Dominik Haim, Karol Kozak, Ines Zeidler-Rentzsch, Bernhard Weiland, Olaf Müller, Thomas Treichel und Günter Lauer 231 Automatische Vermessung der Knietopologie zur Unterstützung der Prothesenplanung für Kniearthroplastiken Sebastian Heerwald und Marc Mörig 243 Design und additive Fertigung von individualisierten biofunktionellen Implantaten in klinisch relevanten Dimensionen David Kilian, Philipp Sembdner, Stefan Holtzhausen, Tilman Ahlfeld, Christine Schöne, Anja Lode, Ralph Stelzer und Michael Gelinsky 253 Design von Medizinprodukten – Einfluss regulatorischer Anforderungen auf den Designprozess Christian Thomas 267 5G Sports – tragbare Technologiedemonstratoren im taktilen Internet Lisa-Marie Lüneburg, Emese Papp und Jens Krzywinski 277 Verbesserte Ergonomie durch Mensch-Roboter-Kollaboration als sozio-technisches System Daniel Rücker, Kristin Paetzold und Rüdiger Hornfeck 295 Modellbasierter Systems Engineering Ansatz zur effizienten Aufbereitung von VR-Szenen Atif Mahboob, Stephan Husung, Christian Weber, Andreas Liebal und Heidi Krömker 309 Akzeptanz und Nutzererleben von körpergetragenen Assistenzsystemen im industriellen Anwendungsbereich Emese Papp und Christian Wölfel 323 Modell zur Unterstützung von Designentscheidungen auf strategischer Unternehmensebene im Industrial Design Frank Thomas Gärtner 335 Der Einfluss stilistischer Merkmale einer Entwurfsvisualisierung auf die semantischen Produkteigenschaften Frank Mühlbauer 347 Konstruktionslösungen mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz Willi Gründer und Denis Polyakov 361 Das Analysekompetenz-Marktpriorität-Portfolio zum Vergleich von Datenanalyseprojekten in der Produktentwicklung Sebastian Klement, Bernhard Saske, Stephan Arndt und Ralph Stelzer 375 Einsatz von Graphdatenbanken für das Produktdatenmanagement im Kontext von Industrie 4.0 Christopher Sauer, Benjamin Schleich und Sandro Wartzack 393 Predictive Quality Management mit modellbasierten Services in kollaborierenden Netzwerken Andreas Trautheim-Hofmann 409 Softwareentwicklung ECM/WCM im Spannungsfeld KMUs–Großunternehmen Oliver Schwarz und Christian Kowalewski 41

The usage of fully immersive head-mounted displays in social everyday contexts

Technology often evolves from decades of research in university and industrial laboratories and changes people's lives when it becomes available to the masses. In the interaction between technology and consumer, established designs in the laboratory environment must be adapted to the needs of everyday life. This paper deals with the challenges arising from the development of fully immersive Head Mounted Displays (HMD) in laboratories towards their application in everyday contexts. Research on virtual reality (VR) technologies spans over 50 years and covers a wide field of topics, e.g., technology, system design, user interfaces, user experience or human perception. Other disciplines such as psychology or the teleoperation of robots are examples for users of VR technology. The work in the previous examples was mainly carried out in laboratories or highly specialized environments. The main goal was to generate systems that are ideal for a single user to conduct a particular task in VR. The new emerging environments for the use of HMDs range from private homes to offices to convention halls. Even in public spaces such as public transport, cafés or parks, immersive experiences are possible. However, current VR systems are not yet designed for these environments. Previous work on problems in the everyday environment deals with challenges such as preventing the user from colliding with a physical object. However, current research does not take into account the new social context for an HMD user associated with these environments. Several people who have different roles are around the user in these contexts. In contrast to laboratory scenarios, the non-HMD user, for example, does not share the task with or is aware of the state of the HMD user in VR. This thesis contributes to the challenges introduced by the social context. For this purpose I offer solutions to overcome the visual separation of the HMD user. I also suggest methods for investigating and evaluating the use of HMDs suitable for everyday context. First, we present concepts and insights to overcome the challenges arising from an HMD covering the user's face. In the private context, e.g., living rooms, one of the main challenges is the need for an HMD user to take off the HMD to be able to communicate with others. Reasons for taking off the HMD are the visual exclusion of the surrounding world for HMD users and the HMD covering the users' face, hindering communication. Additionally, the Non-HMD users do not know about the virtual world the HMD user is acting in. Previous work suggests to visualize the bystanding Non-HMD user or its actions in VR to address such challenges. The biggest advantage of a fully immersive experience, however, is the full separation from the physical surrounding with the ultimate goal of being at another place. Therefore I argue not to integrate a non-HMD users directly into VR. I introduce the approach of using a shared surface that provides a common basis for information and interaction between a non-HMD and a HMD user. Such a surface can be utilized by using a smartphone. The same information is presented to the HMD in VR and the Non-HMD user on the shared surface in the same physical position, enabling joint interaction at the surface. By examining four feedback modalities, we provide design guidelines for touch interaction. The guidelines support interaction design with such a shared surface by an HMD user. Further, we explore the possibility to inform the Non-HMD user about the user's state during a mixed presence collaboration, e.g., if the HMD user is inattentive to the real world. For this purpose I use a frontal display attached to the HMD. In particular we explore the challenges of disturbed socialness and reduced collaboration quality, by presenting the users state on the front facing display. In summary, our concepts and studies explore the application of a shared surface to overcome challenges in a co-located mixed presence collaboration. Second, we look at the challenges of using HMDs in a public environment that have not yet been considered. The use of HMDs in these environments is becoming a reality due to the current development of HMDs, which contain all necessary hardware in one portable device. Related work, in particular, the work on public displays, already addresses the interaction with technology in public environments. The form factor of the HMD, the need to take an HMD onto the head and especially the visual and mental exclusion of the HMD user are new and not yet understood challenges in these environments. We propose a problem space for semi-public (e.g., conference rooms) and public environments (e.g., market places). With an explorative field study, we gain insight into the effects of the visual and physical separation of an HMD user from surrounding Non-HMD users. Further, we present a method that helps to design and evaluate the unsupervised usage of HMDs in public environments, the \emph{audience funnel flow model for HMDs}. Third, we look into methods that are suitable to monitor and evaluate HMD-based experiences in the everyday context. One core measure is the experience of being present in the virtual world, i.e., the feeling of ``being there''. Consumer-grade HMDs are already able to create highly immersive experiences, leading to a strong presence experience in VR. Hence we argue it is important to find and understand the remaining disturbances during the experience. Existing methods from the laboratory context are either not precise enough, e.g, questionnaires, to find these disturbances or cause high effort in their application and evaluation, e.g., physiological measures. In a literature review, we show that current research heavily relies on questionnaire-based approaches. I improve current qualitative approaches -- interviews, questionnaires -- to make the temporal variation of a VR experience assessable. I propose a drawing method that recognizes breaks in the presence experience. Also, it helps the user in reflecting an HMD-based experience and supports the communication between an interviewer and the HMD user. In the same paper, we propose a descriptive model that allows the objective description of the temporal variations of a presence experience from beginning to end. Further, I present and explore the concept of using electroencephalography to detect an HMD user's visual stress objectively. Objective detection supports the usage of HMDs in private and industrial contexts, as it ensures the health of the user. With my work, I would like to draw attention to the new challenges when using virtual reality technologies in everyday life. I hope that my concepts, methods and evaluation tools will serve research and development on the usage of HMDs. In particular, I would like to promote the use in the everyday social context and thereby create an enriching experience for all.Technologie entwickelt sich oft aus jahrzehntelanger Forschung in Universitäts- und Industrielabors und verändert das Leben der Menschen, wenn sie für die Masse verfügbar wird. Im Zusammenspiel von Technik und Konsument müssen im Laborumfeld etablierte Designs an die Bedürfnisse des Alltags angepasst werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Herausforderungen, die sich aus der Entwicklung voll immersiver Head Mounted Displays (HMD) in Labors, hin zu ihrer Anwendung im täglichen Kontext ergeben. Die Forschung zu Virtual-Reality-Technologien erstreckt sich über mehr als 50 Jahre und deckt ein breites Themenspektrum ab, wie zum Beispiel Technologie, Systemdesign, Benutzeroberflächen, Benutzererfahrung oder menschliche Wahrnehmung. Andere Disziplinen wie die Psychologie oder die Teleoperation von Robotern sind Beispiele für Anwender von VR Technologie. in der Vergangenheit Arbeiten wurden Arbeiten mit VR Systemen überwiegend in Labors oder hochspezialisierten Umgebungen durchgeführt. Der Großteil dieser Arbeiten zielte darauf ab, Systeme zu generieren, die für einen einzigen Benutzer ideal sind, um eine bestimmte Aufgabe in VR durchzuführen. Die neu aufkommenden Umgebungen für den Einsatz von HMDs reichen vom privaten Haushalt über Büros bis hin zu Kongresssälen. Auch in öffentlichen Räumen wie öffentlichen Verkehrsmitteln, Cafés oder Parks sind immersive Erlebnisse möglich. Allerdings sind die aktuellen VR Systeme noch nicht für diese Umgebungen ausgelegt. Vorangegangene Arbeiten zu den Problemen im Alltags Umfeld befassen sich daher mit Herausforderungen, wie der Vermeidung von Kollisionen des Benutzers mit einem physischen Objekt. Die aktuelle Forschung berücksichtigt allerdings nicht den neuen sozialen Kontext für einen HMD-Anwender, der mit den Alltagsumgebungen verbunden ist. Mehrere Personen, die unterschiedliche Rollen haben, sind in diesen Kontexten um den Benutzer herum. Im Gegensatz zu Szenarien im Labor teilt der Nicht-HMD-Benutzer beispielsweise nicht die Aufgabe und ist sich nicht über den Zustand des HMD-Benutzers in VR bewusst. Diese Arbeit trägt zu den Herausforderungen bei, die durch den sozialen Kontext eingeführt werden. Zu diesem Zweck bieten ich in meiner Arbeit Lösungen an, um die visuelle Abgrenzung des HMD-Anwenders zu überwinden. Ich schlage zudem Methoden zur Untersuchung und Bewertung des Einsatzes von HMDs in öffentlichen Bereichen vor. Zuerst präsentieren wir Konzepte und Erkenntnisse, um die Herausforderungen zu meistern, die sich durch das HMD ergeben, welches das Gesicht des Benutzers abdeckt. Im privaten Bereich, z.B. in Wohnzimmern, ist eine der größten Herausforderungen die Notwendigkeit, dass der HMD-Nutzer das HMD abnimmt, um mit anderen kommunizieren zu können. Gründe für das Abnehmen des HMDs sind die visuelle Ausgrenzung der Umgebung für die HMD-Anwender und das HMD selbst, welches das Gesicht des Anwenders bedeckt und die Kommunikation behindert. Darüber hinaus wissen die Nicht-HMD-Benutzer nichts über die virtuelle Welt, in der der HMD-Benutzer handelt. Bisherige Konzepte schlugen vor, den Nicht-HMD-Benutzer oder seine Aktionen in VR zu visualisieren, um diese Herausforderungen zu adressieren. Der größte Vorteil einer völlig immersiven Erfahrung ist jedoch die vollständige Trennung der physischen Umgebung mit dem ultimativen Ziel, an einem anderen Ort zu sein. Daher schlage ich vor die Nicht-HMD-Anwender nicht direkt in VR einzubinden. Stattdessen stelle ich den Ansatz der Verwendung einer geteilten Oberfläche vor, die eine gemeinsame Grundlage für Informationen und Interaktion zwischen einem Nicht-HMD und einem HMD-Benutzer bietet. Eine geteile Oberfläche kann etwa durch die Verwendung eines Smartphones realisiert werden. Eine solche Oberfläche präsentiert dem HMD und dem Nicht-HMD-Benutzer an der gleichen physikalischen Position die gleichen Informationen. Durch die Untersuchung von vier Feedbackmodalitäten stellen wir Designrichtlinien zur Touch-Interaktion zur Verfügung. Die Richtlinien ermöglichen die Interaktion mit einer solchen geteilten Oberfläche durch einen HMD-Anwender ermöglichen. Weiterhin untersuchen wir die Möglichkeit, den Nicht-HMD-Benutzer während einer Zusammenarbeit über den Zustand des HMD Benutzers zu informieren, z.B., wenn der HMD Nutzer gegenüber der realen Welt unachtsam ist. Zu diesem Zweck schlage ich die Verwendung eines frontseitigen Displays, das an dem HMD angebracht ist. Zusätzlich bieten unsere Studien Einblicke, die den Designprozess für eine lokale, gemischt präsente Zusammenarbeit unterstützen. Zweitens betrachten wir die bisher unberücksichtigten Herausforderungen beim Einsatz von HMDs im öffentlichen Umfeld. Ein Nutzung von HMDs in diesen Umgebungen wird durch die aktuelle Entwicklung von HMDs, die alle notwendige Hardware in einem tragbaren Gerät enthalten, zur Realität. Verwandte Arbeiten, insbesondere aus der Forschung an Public Displays, befassen sich bereits mit der Nutzung von Display basierter Technologien im öffentlichen Kontext. Der Formfaktor des HMDs, die Notwendigkeit ein HMD auf den Kopf zu Ziehen und vor allem die visuelle und mentale Ausgrenzung des HMD-Anwenders sind neue und noch nicht verstanden Herausforderung in diesen Umgebungen. Ich schlage einen Design Space für halböffentliche (z.B. Konferenzräume) und öffentliche Bereiche (z.B. Marktplätze) vor. Mit einer explorativen Feldstudie gewinnen wir Einblicke in die Auswirkungen der visuellen und physischen Trennung eines HMD-Anwenders von umliegenden Nicht-HMD-Anwendern. Weiterhin stellen wir eine Methode vor, die unterstützt, den unbeaufsichtigten Einsatz von HMDs in öffentlichen Umgebungen zu entwerfen und zu bewerten, das \emph{audience funnel flow model for HMDs}. Drittens untersuchen wir Methoden, die geeignet sind, HMD-basierte Erfahrungen im Alltagskontext zu überwachen und zu bewerten. Eine zentrale Messgröße ist die Erfahrung der Präsenz in der virtuellen Welt, d.h. das Gefühl des "dort seins". HMDs für Verbraucher sind bereits in der Lage, hoch immersive Erlebnisse zu schaffen, was zu einer starken Präsenzerfahrung im VR führt. Daher argumentieren wir, dass es wichtig ist, die verbleibenden Störungen während der Erfahrung zu finden und zu verstehen. Bestehende Methoden aus dem Laborkontext sind entweder nicht präzise genug, z.B. Fragebögen, um diese Störungen zu finden oder verursachen einen hohen Aufwand in ihrer Anwendung und Auswertung, z.B. physilogische Messungen. In einer Literaturübersicht zeigen wir, dass die aktuelle Forschung stark auf fragebogenbasierte Ansätze angewiesen ist. Ich verbessern aktuelle qualitative Ansätze -- Interviews, Fragebögen -- um die zeitliche Variation einer VR-Erfahrung bewertbar zu machen. Ich schlagen eine Zeichnungsmethode vor die Brüche in der Präsenzerfahrung erkennt, den Benutzer bei der Reflexion einer HMD-basierten Erfahrung hilft und die Kommunikation zwischen einem Interviewer und dem HMD-Benutzer unterstützt. In der gleichen Veröffentlichung schlage ich ein Modell vor, das die objektive Beschreibung der zeitlichen Variationen einer Präsenzerfahrung von Anfang bis Ende ermöglicht. Weiterhin präsentieren und erforschen ich das Konzept der Elektroenzephalographie, um den visuellen Stress eines HMD-Anwenders objektiv zu erfassen. Die objektive Erkennung unterstützt den Einsatz von HMDs im privaten und industriellen Kontext, da sie die Gesundheit des Benutzers sicherstellt. Mit meiner Arbeit möchte ich auf die neuen Herausforderungen beim Einsatz von VR-Technologien im Alltag aufmerksam machen. Ich hoffe, dass meine Konzepte, Methoden und Evaluierungswerkzeuge der Forschung und Entwicklung über den Einsatz von HMDs dienen werden. Insbesondere möchte ich den Einsatz im alltäglichen sozialen Kontext fördern und damit eine bereichernde Erfahrung für alle schaffen

Technology Assessment of Dual-Use ICTs - How to Assess Diffusion, Governance and Design

Technologies that can be used in military and civilian applications are referred to as dual-use. The dual-use nature of many information and communications technologies (ICTs) raises new questions for research and development for national, international, and human security. Measures to deal with the risks associated with the various dual-use technologies, including proliferation control, design approaches, and policy measures, vary widely. For example, Autonomous Weapon Systems (AWS) have not yet been regulated, while cryptographic products are subject to export and import controls. Innovations in artificial intelligence (AI), robotics, cybersecurity, and automated analysis of publicly available data raise new questions about their respective dual-use risks. Dual-use risks have been systematically discussed so far, especially in the life sciences, which have contributed to the development of methods for assessment and risk management. Dual-use risks arise, among other things, from the fact that safety-critical technologies can be easily disseminated or modified, as well as used as part of a weapon system. Therefore, the development and adaptation of robots and software requires an independent consideration that builds on the insights of related dual-use discourses. Therefore, this dissertation considers the management of such risks in terms of the proliferation, regulation, and design of individual dual-use information technologies. Technology Assessment (TA) is the epistemological framework for this work, bringing together the concepts and approaches of Critical Security Studies (CSS) and Human-Computer Interaction (HCI) to help evaluate and shape dual-use technologies. In order to identify the diffusion of dual-use at an early stage, the dissertation first examines the diffusion of dual-use innovations between civilian and military research in expert networks on LinkedIn, as well as on the basis of AI patents in a patent network. The results show low diffusion and tend to confirm existing studies on diffusion in patent networks. In the following section, the regulation of dual-use technologies is examined in the paper through two case studies. The first study uses a discourse analysis to show the value conflicts with regard to the regulation of autonomous weapons systems using the concept of Meaningful Human Control (MHC), while a second study, as a long-term comparative case study, analyzes the change and consequences of the regulation of strong cryptography in the U.S. as well as the programs of intelligence agencies for mass surveillance. Both cases point to the central role of private companies, both in the production of AWS and as intermediaries for the dissemination of encryption, as well as surveillance intermediaries. Subsequently, the dissertation examines the design of a dual-use technology using an Open Source Intelligence System (OSINT) for cybersecurity. For this purpose, conceptual, empirical, and technical studies are conducted as part of the Value-Sensitive Design (VSD) framework. During the studies, implications for research on and design of OSINT were identified. For example, the representative survey of the German population has shown that transparency of use while reducing mistrust is associated with higher acceptance of such systems. Additionally, it has been shown that data sparsity through the use of expert networks has many positive effects, not only improving the performance of the system, but is also preferable for legal and social reasons. Thus, the work contributes to the understanding of specific dual-use risks of AI, the regulation of AWS and cryptography, and the design of OSINT in cybersecurity. By combining concepts from CSS and participatory design methods in HCI, this work provides an interdisciplinary and multi-method contribution

Unsere gemeinsame digitale Zukunft

Das Gutachten „Unsere gemeinsame digitale Zukunft“ macht deutlich, dass Nachhaltigkeitsstrategien und -konzepte im Zeitalter der Digitalisierung grundlegend weiterentwickelt werden müssen. Nur wenn der digitale Wandel und die Transformation zur Nachhaltigkeit konstruktiv verzahnt werden, kann es gelingen, Klima- und Erdsystemschutz sowie soziale Fortschritte menschlicher Entwicklung voranzubringen. Ohne aktive politische Gestaltung wird der digitale Wandel den Ressourcen- und Energieverbrauch sowie die Schädigung von Umwelt und Klima weiter beschleunigen. Daher ist es eine vordringliche politische Aufgabe, Bedingungen dafür zu schaffen, die Digitalisierung in den Dienst nachhaltiger Entwicklung zu stellen