- Ruhr-Universität Bochum

(Explainable) Artificial Intelligence

Justin Brenne, Erdi Ünal und Daniel Eisenhardt betreuen Abschlussarbeiten, welche methodisch insbesondere nach dem Design Science Research Paradigma vorgehen und auf Künstliche Intelligenz fokussieren. Ein Teilaspekt ist dabei die Erklärbarkeit von KI. Grundsätzlich können in den Abschlussarbeiten unterschiedlichste Artefakte entwickelt werden wie bspw. Frameworks, Prozesse, Modelle oder Software-Artefakte. Im Fokus steht dabei das generalisierbare Designwissen, welches theoretisch fundiert sein und empirisch evaluiert werden soll. Das Designwissen kann in unterschiedlichen Domänen entwickelt, instanziiert und evaluiert werden, wie z.B. im Gesundheitswesen, Bildung, Soziale Medien, oder Finanzwesen.

Beispielthemen:

• Künstliche Intelligenz für Automatisierung oder Entscheidungsunterstützung
• Kontrolle in KI-unterstützten Entscheidungsunterstützungssystemen
• Einfluss von erklärbarer Künstliche Intelligenz auf Vertrauen und Task Performance
• Personalisierbare Erklärbare Künstliche Intelligenz für die Entscheidungsunterstützung
• Erklärbare Künstliche Intelligenz in Lernsoftware

Kontakt: justin.brenne@rub.de, erdi.uenal@rub.de & daniel.eisenhardt@rub.de

Machine learning and explainable artificial intelligence in the energy sector

Christian Utama offers thesis topics revolving around the implementation of machine learning and explainable artificial intelligence (XAI) in the energy sector. To this end, novel applications leveraging these two methodologies are sought to support relevant energy transition topics, e.g. green hydrogen production, control of distributed energy resources. Potential theses could focus on implementing existing state-of-the-art techniques in a novel context or developing case studies not yet explored in the literature. Additionally, a qualitative study on the trust and acceptability of ML as well as the appeal of XAI in the energy sector is also desired.

Example Topics:

• Neural predictive controller for the optimization of heat grids (district heating)
• ML approaches in the energy sector: do practitioners actually trust them?
• On the desirability of XAI-generated explanations in the energy sector

Kontakt: christian.utama@fu-berlin.de

Virtual, Augmented und Mixed Reality sowie Digital Twins

Tobias Hermanns betreut Abschlussarbeiten, die sich im Forschungsspektrum der Mensch-Maschine Interaktion von Augmented Reality, Virtual Reality und Mixed Reality befinden. Schwerpunkte der Arbeiten variieren zwischen Literaturanalyse, Konzeption, Implementierung und Evaluation. Der Fokus der Arbeiten basiert auf den zu untersuchenden Anwendungseinsatz von XR: Beispielsweise Usability und User Experience neuer Interaktionsparadigmen, die Konzeption, Entwicklung und Evaluation domänenspezifischer Anwendungen, soziotechnische Analysen für den Einsatz von XR oder die Entwicklung von XR-Prototypen im Bereich des Ubiquitous Computing. Methodisch können die Abschlussarbeiten sowohl qualitativen und/oder quantitativen Forschungsansätzen folgen. Zusätzlich werden Abschlussarbeiten betreut, die sich mit dem Design, der Implementierung, der Integration und/oder der Evaluierung von Digital Twins befassen und bestenfalls eine Brücke zu Extended Reality schaffen. Es können Fragestellungen dahingehend untersucht werden, wodurch sich Digital Twins in der Theorie und der Praxis auszeichnen, welchen Nutzen sie bieten oder welche Rolle die Mensch-Maschine Interaktion bei der Anwendung von Digital Twins einnimmt. Falls die Arbeit bei einem externen Unternehmen verfasst wird, ist ebenso eine Mitwirkung bei der Implementierung eines Digital Twins, die Erhebung von Daten mit anschließender qualitativer oder quantitativer Auswertung und abschließende Evaluation denkbar, um generalisierbares Design Wissen zu schaffen.

Beispielthemen:

• Von der Morphologie bis zur Gestalt – Menschzentrierte Gestaltung von virtuellen KI Agenten
• Analyse von Eyetracking-Daten für definierte Nutzungsszenarien
• Evaluation von Multiplayer Frameworks für die Unity Game Engine (Bachelorarbeit)
• Positive Computing in Cross-Reality Erfahrungen
• Konzeption und Design von Virtual Reality Anwendungen für Inklusion
• Implementierung einer Mixed Reality Anwendung zur Visualisierung von Digital Twins
• Standardisierte Frameworks zum Design und zur Implementierung von Digital Twins
• Datenschutz und Datensicherheit bei der Anwendung von Digital Twins
• Vernetzung von heterogenen Digital Twin Systemen
• Sozio-technische Perspektive: Zur Rolle von Mensch und Organisation beim Betrieb von Digital Twins

Kontakt: tobias.hermanns@rub.de

Digitale Transformation und soziotechnische Aspekte (generativer) Künstlicher Intelligenz

Pauline Kuss betreut Abschlussarbeiten, die sich mit soziotechnischen Aspekten der Mensch-Maschine Interaktion, KI Risiken und dem Wandel von Management- und Arbeitsprozessen durch (generative) Künstliche Intelligenz beschäftigen. Dies beinhaltet u.a. die Themenbereiche Algorithmic Agency und soziotechnische Handlungsmacht, KI Risiken und Risikomanagement, und Arbeitsplatztransformation durch Künstliche Intelligenz. Abschlussarbeiten können qualitativen oder quantitativen Forschungsansätzen folgen und theoretische oder konzeptionelle, sowie praktische Ergebnisse in Form von Design Wissen anstreben.

Beispielthemen:

• Einsatz von (generativer) KI in Entscheidungsprozessen und dessen Auswirkung auf menschliche Kontrolle und Verantwortung
• Einsatz von (generativer) KI in Organisationsprozessen und dessen Auswirkung auf IT-Governance-Ansätz
• Wechselwirkungen zwischen menschlicher und technischer Handlungsmacht im Kontext (generativer) KI
• Auswirkung von (generativer) KI auf menschliche Arbeit in digital transformierten Umgebungen

Kontakt: pauline.kuss@rub.de

Digital Nudging

Hüseyin Keke betreut Abschlussarbeiten im Bereich des Digital Nudgings. Nudging steht im Englischen für „Anstupsen“. Digital Nudging beschreibt die anwendungsorientierte Implementierung von Nudges in z.B. digitalen User Interfaces, um ein für den User/die Userin vorteilhaftes Nutzungsverhalten hervorzurufen (z.B. um Dinge schneller zu verstehen, Technostress zu vermeiden, und generell die für sich besten Entscheidungen zu treffen). Die psychologischen Hintergründe des Nutzerverhaltens werden dabei berücksichtigt. Es sind zudem Forschungsansätze willkommen, die Digital Nudging über die visuelle Benutzeroberfläche hinaus betrachten. Dazu gehören beispielweise Nudges mit auditiven oder haptischen Elementen. Abschlussarbeiten können quantitative und/oder qualitative Forschungsansätzen folgen, oder einen theoretisch-konzeptionellen Erkenntnisgewinn anstreben.

Beispielthemen:

• Personalisierte und/oder kontextsensitive Nudges
• Nudging und Künstliche Intelligenz
• Nudging im Bereich des Gamification
• Digital Nudging durch auditive/haptische Stimuli

Kontakt: hueseyin.husseinkeke@rub.de