Item type:Doctoral Thesis, Open Access

Applications of Haptic Computer-Human Interfaces

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Philipps-Universität Marburg

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Abstract

Diese Dissertation ist eine kumulative Arbeit im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion und untersucht sowie evaluiert haptische Steuerungen und deren Anwendungen. Sie besteht aus drei wissenschaftlichen Arbeiten: Die erste Arbeit, ”Haptic and Auditive Mesh Inspection for Blind 3D Modelers” (ASSETS 2020), beschreibt die Implementierung einer neuartigen haptischen Schnittstelle für blinde 3D-Modellierer. Das beschriebene System ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit mit der Blindenschule Marburg (BLISTA) und ermöglicht es blinden Nutzern, virtuelle 3D-Meshes auditiv und taktil zu inspizieren. Dieses haptisch-auditive Mesh-Inspektionssystem wurde in einer Studie mit 20 blinden Teilnehmenden evaluiert und mit dem Stand der Technik verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass unser neuartiges System die Fehlerquote senkt, die Geschwindigkeit erhöht und die Nutzerzufriedenheit verbessert. Aufbauend auf der Idee des haptischen Modellierens stellt die zweite Arbeit, ”Digitizing Interlocking Building Blocks” (VMV 2023), eine neue haptische Schnittstelle in Form digitalisierbarer Klemmbausteine vor und verfolgt damit das Ziel einer intuitiven, taktilen Mensch-Computer-Interaktion. Dieser Teil konzentriert sich auf die Hardware- und Softwareentwicklung eines solchen Systems und diskutiert dessen Implementierung, Komponenten und mögliche Anwendungen. In der dritten Arbeit, ”Using Interlocking Building Blocks as a Game Interface” (GAMES: Research and Practice 2025), wird das zuvor entwickelte System der Klemmbausteine weiter verbessert. Eine umfassende Nutzerstudie wird im Kontext eines Puzzlespiels durchgeführt, das mit unserer Schnittstelle gesteuert wird. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen eine signifikante Verbesserung der Nutzerleistung sowie gesteigerte Nutzererfahrungsmetriken im Vergleich zu einer herkömmlichen Computermaus. Zudem werden die Vorteile der Schnittstelle analysiert und mögliche zukünftige Entwicklungen diskutiert. Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen, dass der Einsatz haptischer Schnittstellen und speziell für Haptik entwickelte Software die Mensch-Computer-Interaktion erheblich verbessern kann. In unseren Anwendungen steigern haptische Schnittstellen die Effizienz, Genauigkeit, das Engagement sowie die allgemeine Nutzererfahrung im Vergleich zum Stand der Technik.

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Lieb, Sebastian: Applications of Haptic Computer-Human Interfaces. : Philipps-Universität Marburg 2025-04-23. DOI: https://doi.org/10.17192/z2025.0104.

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