Wahrnehmung, Kognition & Handlung
Prof. Dr. Heinrich Bülthoff
Die Abteilung beschäftigt sich mit fundamentalen Prozessen menschlicher Wahrnehmung. Im Vordergrund steht dabei die Frage, wie die Informationen verschiedener Sinnesorgane integriert werden, um eine konsistente Repräsentation der Umgebung zu erzeugen.
Bei der Erforschung der "Algorithmen der Wahrnehmung" werden Methoden aus der klassischen Psychophysik mit modernster Computergrafik und Virtueller Realität kombiniert. Die klassische Psychophysik beschäftigt sich dabei mit der mathematischen Beschreibung von Zusammenhängen zwischen physikalischen Reizen und den Empfindungen, die sie beim Menschen auslösen. Die Verwendung von Computersimulationen und realistischen virtuellen Umgebungen ermöglicht es, die psychophysischen Experimente mit einem größtmöglichen Maß an dynamischer Rückmeldung und Interaktivität bei gleichzeitig vollständiger Kontrolle über alle Aspekte der Simulation durchzuführen. So können exakte Ergebnissen über die menschliche Wahrnehmung erlangt werden.
Die Forschungsschwerpunkte liegen auf dem Gebiet der Integration von Informationen der Seh-, Tast- und Gleichgewichtssinne sowie auf der Entwicklung von effizienten Algorithmen für Assistentssysteme. Diese Systeme sollen unserer älter werdenden Gesellschaft helfen, besser mit der im Alter zunehmenden Verschlechterung perzeptiver und kognitiver Fähigkeiten zurechtzukommen.
Ehermalige Arbeitsgruppen der Abteilung
Je nach Aufgabe können wir Objekte auf verschiedenen Ebenen erkennen. Zum Beispiel kann ein Tier als Angehöriger einer Gruppe, z. B. als "Hund" erkannt werden, oder individuell als "mein Hund Bashi". Das Ziel der RECCAT Gruppe (Recognition and Categorization) ist, die zugrundeliegenden Mechanismen dieser beiden Arten von Aufgaben, die wir scheinbar mühelos und kontinuierlich ausführen, herauszufinden (zu identifizieren).
Die Priorität liegt hier auf der Modellierung menschlichen Verhaltens bei manuellen Kontrollaufgaben und bei der Untersuchung neuartiger Mensch-Maschine-Schnittstellen. Weiterhin kommt der Entwicklung neuartiger Bedienungs- und Steuerungsmethoden für Helikopter besondere Bedeutung zu.
Zum Schwerpunkt dieser Arbeitsgruppe zählt das Messen und Modellieren multisensorischer Wahrnehmung von Eigenbewegung beim Menschen wie auch die Entwicklung und das Testen wahrnehmungsbasierter Bewegungsalgorithmen für realistische Fahr- und Flugsimulationen. Die Analyse der Pilotenleistung und des Kontrollverhaltens in “closed-loop”-Simulationen ist ein weiteres Thema.
Zu den Forschungsschwerpunkten gehören die Entwicklung außergewöhnlicher Methoden, um Menschen mit komplexen, halbautonomen Robotiksystemen kooperieren zu lassen, sowie die Entwicklung autonomen Verhaltens von Robotern. Die Untersuchung der physischen Interaktion zwischen Robotern und ihrer unmittelbaren Umgebung ist ein zusätzliches Arbeitsfeld.
Ziel der Gruppe war es, die kognitiven Prozesse zu verstehen, die der Interaktion mit der räumlichen und sozialen Umwelt zugrunde liegen. Diese komplexen Prozesse wurden in Verhaltensstudien mit hochrealistischen computergenerierten Avataren und Welten und mit bildgebenden Verfahren untersucht.
Eine Vereinfachung sowohl der Informationsgewinnung als auch der Informationsverarbeitung bei der Interaktion von Mensch und Maschine ist Themenschwerpunkt der Arbeitsgruppe. Dazu gehören die Identifizierung und Verringerung der kognitiven Last sowie die Entwicklung adaptiver Techniken, um Menschen beim Fahren und Fliegen zu unterstützen.
The Cognitive Engineering group develops applications based on Computer-Vision, Machine-Learning and Computer-Graphics in combination with methods that model Human cognitive processes. Highly controllable and realistic settings, real-world sensor data and simulations, offer the opportunity for advanced experiments and at the same time a framework to design and optimize processes in Human-Machine-Interfaces. Our approach ultimately opens a new window to modern industries such as entertainment computing (games), communication research (information transfer, multimedia), medical systems, and personal assistance systems (automotive safety).
Ziel der Forschungsgruppe “Wahrnehmen und Handeln in virtuellen Umgebungen” ist die Erforschung menschlicher Wahrnehmung, Kognition und Verhaltens in natürlicher Umgebung. Hierfür bedienen wir uns realitätsgetreuer und mit vielen Sinnen erfahrbarer virtueller Welten (virtual reality, VR). Dies ermöglicht es uns einerseits sensorische Reize in einer kontrollierten Umgebung zu präsentieren als auch sie in einer Art und Weise zu verändern wie das in der realen Welt nicht möglich wäre.
