TU Berlin

Kognitive Modellierung in dynamischen Mensch-Maschine-SystemenSpace Cognition

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Space Cognition

Mentale Repräsentation und Transformation von Objekten
Lupe
Aufgabenbearbeitung im 3D-Raum
Lupe
Virtuelle Orientierung und Interaktion im Raum
Lupe

Ziel des Forschungsschwerpunkts Space Cognition ist die Modellierung und experimentelle Untersuchung räumlicher und körperbezogener kognitiver Prozesse und Fähigkeiten. Dabei stehen besonders Aspekte der Mensch-Maschine-Interaktion im Fokus der Forschung.

Hierbei werden aktuelle Forschungsprojekte auf drei unterschiedlichen Betrachtungsebenen untersucht (siehe animierte Grafiken oben):

  • Mentale Repräsentation und Transformation von 3D-Objekten
  • Aufgabenbearbeitung und Manipulation von Objekten im 3D-Raum
  • Orientierung und Interaktion mit virtuellem Körper im 3D-Raum

In vielen, insbesondere neuartigen, Anwendungen wird an den Menschen die Anforderung gestellt, räumliche Informationen zu verarbeiten. Diese Informationen können einerseits die Position oder Bewegung von Objekten relativ zum Menschen betreffen, wie z.B. bei Fluglotsen, die die Bewegung von Flugzeugen abschätzen und beurteilen müssen. Andererseits können die Position und Bewegung des Menschen betroffen sein. So muss zum Beispiel in Navigationsaufgaben ein ausreichendes Verständnis der eigenen Position im Raum vorhanden sein, um weitere Bewegungen planen zu können.

Die hierfür benötigten kognitiven Prozesse sollen im Forschungsschwerpunkt Space and Embodiment modelliert und simuliert werden. Er trägt somit mittelfristig zur ganzheitlichen Modellierung und Simulation komplexer Mensch-Maschine-Systeme bei.

 

Embodiment und Interaktion

Unter dem Konzept „Embodiment“ versteht man die Beziehung zwischen Geist (Verstand, Denken, kognitives System, Psyche) und dem gesamten Körper (Handeln). Sie sind über den Blutkreislauf, afferente und efferente Nervenbahnen miteinander verbunden. Signale vom Gehirn werden an den Körper geleitet und lösen dort eine Reaktion aus. Prozesse im Körper wiederum geben Signale an das Gehirn weiter und verändert dessen Arbeitsweise. Geist und Körper sind wiederum in die Umwelt (z.B. andere Menschen, Natur, technischen Geräten) eingebettet. Die Zusammenhänge zwischen Geist, Körper und Umwelt sind wechselseitig. Wenn sich eines verändert, muss das andere auf die Veränderung reagieren. Alles kann einzeln gemessen werden, muss aber immer im Zusammenhang zueinander betrachtet werden.

Aus diesem Grund muss der ganze Mensch bei einer Interaktion mit einem technischen Gerät (z.B. Roboter) untersucht werden. Wichtig sind zudem die gegenseitigen/wechselseitigen Einflussfaktoren innerhalb des Menschen und zwischen Mensch und Umwelt (Roboter).

 

Team Space Cognition

Nele Rußwinkel

Alexander Lotz

Alexandra Weidemann

 

Abgeschlossene Arbeiten

 

 

Mentale Rotation in ACT-R

Lupe

 

 

Projektbezogene Publikationen

Joeres, F. (2014). Kognitive Modellierung von mentaler Rotation (Masterarbeit). Technische Universität Berlin, Berlin..


Joeres, F. and Russwinkel, N. (2014). Introduction of an ACT-R based modeling approach to mental rotation. Cognitive Processing, 15(Suppl. 1), p. S112-S114.


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