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Ubiquitous Computing edit

Modulverantwortlich Prof. Dr. Matthias Böhmer
Dozent:innen Prof. Dr. Matthias Böhmer
Kürzel UC
Sprache wahlweise deutsch oder englisch
Kreditpunkte 6
Voraussetzungen nach Prüfungsordnung keine über die Zulassungsvorrausetzungen zum Studium hinausgehenden
Empfohlene Voraussetzungen keine
Prüfungsformen Projektarbeit und mündlicher Beitrag
Level Schwerpunkt
Häufigkeit des Angebots jedes Wintersemester
Letzte Aktualisierung 20. September 2024

Kurzbeschreibung

Ubiquitous Computing (dt. etwa: Allgegenwärtigkeit digitaler Informationsverarbeitung) ist ein technologisches Paradigma, das von einer fortschreitenden Durchdringung unseres Alltags mit digitalen informationsverarbeitenden Einheiten ausgeht. Aktuelle Beispiele für die Anreicherung von Alltagsgegenständen mit Computern sind:

Während in der Mainframe-Ära viele Benutzer als Experten auf einem einzigen Computer arbeiteten („Mainframe Computing“), wurde die Desktop-Ära insbesondere durch eine persönliche Beziehung eines Benutzers mit seinem Computer geprägt („Personal Computing“). Das Zeitalter eines omnipräsenten Computers („Ubiquitous Computing“) zeichnet sich durch miniaturisierte und vernetzte Computer aus, die nicht zwingend eine explizite Aufmerksamkeit oder Interaktion erfordern, sondern den Benutzer im Alltag intelligent unterstützen. Der Smartphone-Boom der letzten Jahre ist ein Zwischenstadium dieser Entwicklung und setzt sich schon jetzt beispielsweise in Form von Wearables und Smart Home weiter fort. Dieses WPF verfolgt einen forschungs-orientierten Ansatz: Nach einer Einführung in das Thema durch den Dozenten erarbeiten die Teilnehmer in Teams eigene forschungsorientierte Ideen, die sie in seminaristischem Unterricht und Projekten umsetzen.

Lehrform/SWS

4 SWS: Vorlesung 1 SWS; Seminar 3 SWS

Arbeitsaufwand

Gesamtaufwand 180 Stunden, davon

Angestrebte Lernergebnisse

Nach der Teilnahme am WPF können die Studierenden selbstständig und forschungsorientiert Systeme des Ubiquitous Computing entwickeln, indem sie im WPF

Inhalt

Studien-/Prüfungsleistungen

Gewichtung der Prüfungsleistung für die Gesamtnote ist jeweils in Klammern angegeben.

Medienformen

Literatur

Geförderter Kompetenzerwerb

Das Modul zahlt auf folgende Handlungsfelder und Kompetenzbereiche ein. Eine ausführliche Beschreibung der konkreten Komptenzen finden Sie weiter unten.

Designing for User Experiences

Developing Interactive and Distributed Systems

Exploring Advanced Interactive Media

Driving Creation Process

Enhancing Interactions on Different Scales

Designing for User Experiences

  • Anforderungen und Bedarfe

    • Können Nutzungs- und Unternehmenskontexte analysieren und deren Auswirkungen auf Medienwahl und -ausgestaltung erörtern.

  • Konzepte

    • Können angemessene Informationsarchitekturen entwicklen, evaluieren, iterieren und optimieren.

  • Gestaltung

    • Verfügen über Kenntnisse in der Gestaltung und Umsetzung barrierefreier und inklusiver Interaktionen, Systeme und Medienprodukte.

Developing Interactive and Distributed Systems

  • Technologie

    • Können hardware-basierte Technologien zur Interaktion mit Computern in verschiedenen Modalitäten einsetzen (bspw. sprachbasierte Interaktion, Tangible Computing, Physical Computing, Sensoren und Aktoren).

    • Kennen State-of-the-art Technologie zur Umsetzung von software-basierten Anwendungen (insb. in den Bereichen Web, Mobile, IoT, AR/VR, AI), können konkurrierende alternative Technologien auswählen und evaluieren, sich neue technologische Möglichkeiten erschließen, diese bewerten, nutzen, und integrieren sowie zukunftsorientiert neue Möglichkeiten screenen.

    • Wissen wie Kommunikation zwischen Computern realisiert wird (bspw. req/res, pub/sub und Protokolle wie HTTP, MQTT).

    • Wissen was ein Computer ist und wie Software darauf ausgeführt wird.

  • Entwurf

    • Verstehen formale Strukturen.

    • Können abstrahieren, logisch denken und komplexe Zusammenhänge verstehen.

    • Können Aspekte realweltlicher Probleme zu identifizieren, die für eine informatische Modellierung geeignet sind, algorithmische Lösungen für diese (Teil-)Probleme bewerten und selbst so zu entwickeln, dass diese Lösungen mit einem Computer operationalisiert werden können.

  • Implementierung

    • Kennen Entwicklungsumgebungen, Tools und entwicklungsnahe Prozesse und diese praktisch nutzen (insb. IDE, Compiler, Linker, Libraries, Debugging, Unit-Testing, Repositories für eigenen Code / git, Build Tools, Paketmanager).

    • Können (komplexe) Softwaresysteme im Team entwickeln.

    • Kennen Grundkonzepte agiler Entwicklung und agilen Arbeitens wie iterative und inkrementelle Entwicklung, selbstorganisierte Teams, Transparente Kommunikation, etc. und können diese in Projekten anwenden.

Driving Creation Process

  • Innovation

    • Haben die Fähigkeit zur Förderung von Kreativität und Innovation: Schaffen einer unterstützenden Umgebung, das Einbringen Kreativitätstechniken, etc.

  • Management

    • Können erkennen, welche Kompetenzen zur Lösung eines Problems erforderlich sind.

    • Können ein Team zusammenstellen und dieses lauf- und lebensfähig halten.

    • Können kreative und agile Prozesse hinsichtlich Zeit- und Ressourcenmanagement effizient durchführen und verwalten.

  • Kommunikation

    • Können effektive und transparente Kommunikation und Zusammenarbeit fördern, Konflikte erkennen, analysieren und lösen.

    • Sind in der Lage Arbeits- und Forschungsergebnisse klar und verständlich in aussagekräftigen, zielgruppengerechten Berichten, Präsentationen o.Ä. zu kommunizieren.

    • Haben die Fähigkeit effektiv in multidisziplinären Teams zu arbeiten und die verschiedenen Fachperspektiven und -sprachen zu verstehen.

Exploring Advanced Interactive Media

  • Medien

    • Verfügen über tiefe Kenntnisse im Bereich Interaktionsdesign: z.B. multimodaler Interaktion, gestenbasiertem Design, taktilem Feedback, Berührungsschnittstellen oder natürlicher sowie greifbarer Benutzungsschnittstellen.

    • Können immersive und interaktive Erfahrungen in virtuellen oder erweiterten Umgebungen entwerfen und entwickeln.

    • Haben die Fähigkeit zur Darstellung und Visualisierung großer Datenmengen, um komplexe Daten auf verständliche und ansprechende Weise zu präsentieren.

    • Können Serious Games oder gamifizierte Anwendungen konzipieren und entwickeln, die Lern- oder Trainingsziele unterstützen: z.B. Integration von Spielmechaniken, Puzzles oder Belohnungssystemen in interaktive Medien.

  • Exploration & Kreativität

    • Können neue und unkonventionelle Ideen generieren, diese (systematisch) variieren und weiter entwickeln.

    • Können Ansätze, Denk- und Vorgehensweisen aus verschiedenen Fachrichtungen nutzen, kombinieren und einsetzen um neue Ideen und Lösungen zu erzeugen.

    • Haben eine offene Fehlerkultur in der Fehler nicht als Endpunkt betrachtet, sondern als Teil des Lernprozesses verstanden und genutzt werden, um Prozesse zu verbessern, zukünftige Fehler zu vermeiden und exploratives Handeln zu fördern.

    • Haben die Fähigkeit zur Selbstreflexion um Handlungen und Entscheidungen evaluieren und iterieren zu können.

    • Sind neugierig, offen und in der Lage Fragen zu stellen, Unbekanntes zu erkunden und verschiedene Perspektiven zu berücksichtigen.

  • Prototyping

    • Beherrschen verschiedene Formen von Prototyping zum frühzeitigen Einholen von Feedback und zum Erklären, Erkunden und erlebbar machen von Ideen und Ansätzen.

    • Können angemessene Prototypen für die jeweilige Fragestellung und Entwicklungsphase entwickeln und effizient einsetzen.

Enhancing Interactions on Different Scales

  • Situated Interaction

    • Können technologische Aspekte, die bei der Implementierung situierter Interaktion eine Rolle spielen, berücksichtigen, dies beinhaltet Kenntnisse über Sensortechnologien, Datenverarbeitung, maschinelles Lernen und die Integration von Software in physische Umgebungen.

    • Haben die Fähigkeit den Kontext von Interaktionen zu verstehen und darauf zu reagieren.

    • Können Sensoren und anderen Technologien integrieren, um den aktuellen Kontext, wie den physischen Standort oder die Umweltbedingungen, zu erfassen, um damit umgehen zu können.

  • Ethik und Gesellschaft

    • Haben ein Verständnis von ethischen Richtlinien, Standards sowie dem Schutz der Privatsphäre zum Wohlergehen der Nutzer:innen und können dieses in eigenes Handeln integrieren.

    • Können die Wirkung etablierter und neu entwickelter (interaktiver) Medien auf die Gesellschaft reflektieren und in der eigenen Entwicklung berücksichtigen.

  • Selbstlernen

    • Können wissenschaftlich Arbeiten und Schreiben.

    • Können sich selbstständig neue Wissens- und Kompetenzbereiche zu Methoden, Technologien oder Domänen erschließen.

In der linken Spalte sehen Sie, welche Kompetenzen für das Modul vorausgesetzt werden (hellgrauer Balken). In der rechten Spalte sehen Sie, welche Kompetenzen Sie mit dem Modul erwerben können (farbiger Balken). Die Kompetenzen sind in Handlungsfelder und Bereiche gegliedert.

Wenn Sie auf den grauen oder farbigen Balken klicken, gelangen Sie zu einer Liste von Modulen, die auf diese Kompetenz einzahlen. Hier finden die eine Übersicht über alle Kompetenzen und die Module, die auf diese einzahlen.

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