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Gestenbasierende grafische Benutzeroberflächen werden zunehmend beliebter. Diesbezüglich werden immer mehr Animation in Verbindung mit Nutzergesten eingesetzt. Diese Arbeit setzt sich mit der Gestaltung von Animationen in gestenbasierten grafischen Benutzeroberflächen auseinander. Dazu gehört auch, Animationen als Feedback auf eine hochfrequente Eingabemethode so zu gestalten, dass sie möglichst lange von Nutzern*innen als affektiv positiv wahrgenommen werden. Das Hauptaugenmerk der Arbeit liegt dabei auf der Interaktion von Nutzer*innen mit natürlichen Objektbewegungen. Natürliche Objektbewegungen orientieren sich am Verhalten von Objekten in der physischen Welt. Sie verfügen beispielsweise über konzeptionelle Trägheit, Masse und reagieren auf unsichtbare Kräfte wie Schwerkraft. Menschen verfügen über kausale Denkmuster, die in der physischen Welt die Interaktion mit Objekten prägen. So wissen Menschen, dass sie um ein träges Objekt wie eine Tasse zu bewegen, Energie benötigen, damit sich diese bewegt. Untersucht wurde, ob das Verständnis von Nutzer*innen für natürliche Objektbewegungen auch in einer digitalen Umgebung existiert. Im theoretischen Teil der Arbeit wurde die Rolle von Interfaceanimationen in modernen Benutzeroberflächen untersucht, Kriterien ausgearbeitet um eine reibungslose Nutzererfahrung zu ermöglichen und Parameter dargestellt, welche die Wahrnehmung der Charakteristik einer Animation positiv beeinflussen können. Ein zentraler Aspekt der Arbeit ist dabei die Gestaltung von natürlichen Objektbewegungen, um ein vertrautes, vorhersehbares und nachvollziehbares Nutzererlebnis schaffen können. Anschließend wird das aus den Ergebnissen resultierende Konzept von prozeduralen Interfaceanimationen dargelegt. Eine prozedurale Interfaceanimation generiert aus den Vorgaben eines natürlichen Bewegungspfades generisch unterschiedliche Instanzen. Der Bewegungspfad kann über die Richtung und Geschwindigkeit einer Nutzergeste von dem*der Nutzer*in gesteuert werden. In der abschließenden Evaluation wurde die elektrodermale Aktivität von 16 Probandinnen untersucht und bewertet, während diese sich mit drei unterschiedlichen Varianten der Animation auseinandersetzten. Es konnte nachgewiesen werden, dass ein unnatürlich starker Einfluss auf natürliche Objektbewegungen signifikante Unterschiede in den affektiv wahrgenommenen Reaktionen auslöst.

With the rise of people wearing smartwatches and the ever-lasting issue of stress, there has been an interest in detecting stress with wearables in real-time. This allows for interventions that take place exactly when stress occurs. However, many situations require all of our attention, making them unsuitable for any interventions. Additionally, many approaches currently do not factor in this aspect, running the risk of offering users undesirable interventions. This thesis examines how contextual user information can be incorporated into a stress intervention system to reduce undesirable intervention timings. The system is split into detecting stress using heart rate variability (HRV) metrics obtained from a photoplethysmography (PPG) signal, and inferring user context from available sensor data. It is evaluated with a simulation-based approach using daily schedules of created personas and randomly sampled stressors during daily life. The results obtained indicate the benefit of adding contextual user information to a stress intervention system. Depending on the busyness of the schedule, it can greatly decrease the number of received interventions. However, as these findings are attained without performing a user testing, it is unclear how they compare to results from real-world usage.

As the boundary between real and virtual life is becoming increasingly blurred, researchers and practitioners are looking for ways to integrate the two intending to improve human lives in a plethora of domains. A cutting-edge concept is the design of Digital Twins (DT), having a broad range of implications and applications, spanning from education, training, as well as safety and productivity in the workplace. An emergent approach for implementing DTs is the usage of mixed reality (MR) and augmented reality (AR), which are well aligned with merging real and virtual objects to enhance the human’s ability to interact with and manage DTs. Yet, this is still a novel area of research and, as such, a grounded understanding of the current state, challenges, and open questions is still lacking. Towards this, we conducted a PRISMA-based literature review of scientific articles and book chapters dealing with the use of MR and AR for digital twins. After a thorough screening phase and eligibility check, 25 papers were analyzed, sorted and compared by different categories like research topic (e.g., visualization, guidance), domain (e.g., manufacturing, education), paper type (e.g., design study, evaluation), evaluation type (user study, case study or none), used hardware (e.g., Microsoft HoloLens, mobile devices) as well as the different outcomes (result type and topic, problems, outlook). The major finding of this research survey is the predominant focus of the reviewed papers on the technology itself and the neglect of factors regarding the users. We, therefore, encourage researchers in this area to keep the importance of ease and joy of use in mind and include users in multiple stages of their work.

Die Arbeit beschreibt die Entwicklung eines Open-Source Plugins für die 3D-Modellierungssoftware FreeCAD, mit welchem es möglich ist, Roboterpfade anhand von 3D-Modellen zu erstellen. Die Pfade sind in einem geeigneten Format exportierbar und können beispielsweise zur Steuerung eines Roboters durch eine speicherprogrammierbare Steuerung verwendet werden. Im ersten Teil der Arbeit wird der geplante Arbeitsablauf der Pfadgenerierung beschrieben und genauer erläutert, welche Vorteile und Pflichten die Erstellung von Open-Source-Software nach sich zieht. Anschließend wird anhand der Systeme „Robot Studio“ von ABB und „MotoSim EG VRC“ von Yaskawa analysiert, wie proprietäre Systeme die Programmierung von Roboterpfaden realisieren. Nach einem Überblick über den aktuellen Stand der Technik in der Roboterprogrammierung, wird die Implementierung des Plugins für FreeCAD beschrieben. Dazu wird anhand des Sourcecodes erläutert, wie neue Arbeitsbereiche erstellt werden können. Es werden verschiedene Funktionen implementiert, welche essenziell für die Erstellung von Roboterpfaden sind. Dazu zählen die Möglichkeit zur Definition von Koordinatensystemen, Roboterposen und das Beschreiben des Roboterpfades durch Pfadsegmente mit verschiedenen Parametern, wie Bewegungsart, Geschwindigkeit und Wegpunkte. Das Plugin wurde getestet indem eine einfache Pick & Place Anwendung erstellt wurde. Anschließend sind mögliche Erweiterungen des Plugins, wie zum Beispiel die Möglichkeit des Duplizierens von Pfadsegmenten am Ende der Arbeit beschrieben.

A concept for a recommender system for the information portal swissmom is designed in this work. The challenges posed by the cold start problem and the pregnancy-related temporal interest changes need to be considered in the concept. A state-of-the-art research on recommender systems is conducted to evaluate suitable models for solving both challenges. The explorative data analysis shows that the article's month of pregnancy is an important indicator of how relevant an article is to a user. Neither collaborative filtering, content-based filtering, hybrid models, nor context-aware recommender systems are applicable because the user's pregnancy phase is unknown in the available data. Therefore, the proposed recommender system concept is a case-based model that recommends articles which belong to the same gestation phase as the currently viewed article. This recommender system requires that the month of pregnancy, in which an article is relevant, is known for each article. However, this information is only available for 31% of all articles about pregnancy. Consequently, this work looks for an approach to predict the month of gestation based on the article text. The challenges with this are that only few training data are available, and the article texts of the various months of pregnancy often contain the same terms, considering all articles are about pregnancy. A keyword-based approach using the TF-IDF model is compared with a context-based approach using the BERT model. The results show that the context-based approach outperforms the keyword-based approach.