Forschungsprojekte

Forschungsprojekte Raumkognition (SPACE)

Unsere Forschungsgruppe beschäftigt sich mit Fragen der Raumwahrnehmung, des Raumgedächtnisses und der Raumorientierung beim Menschen. Bei unseren Untersuchungen interessieren wir uns für Situationen, bei denen eingebettete (embedded) und mit einem eigenem Körper ausgestattete (embodied) Akteure, räumlich denken und handeln. Durch diese Schwerpunktsetzung leistet unsere Forschung einen Beitrag zur aktuellen wissenschaftlichen Diskussion, die eine stärkere Berücksichtigung der Körperlichkeit und der Situationsgebundenheit bei der Untersuchung menschlicher Kognitionsleistungen vorschlägt bzw. fordert.

Konkrete Beispiele für Fragen und Probleme, die wir untersuchen, sind: Warum fällt es schwer, sich in der Vorstellung in die Perspektive einer anderen Personen zu versetzen? Wie hängt die Schwierigkeit solcher Wechsel von Faktoren wie den geometrischen Bedingungen (z. B. Rotation vs. Translation) oder der Komplexität des Raums und der hiermit verbundenen Arbeitsgedächtnisbelastung ab? Welche sensorischen, motorischen und kognitiven Systeme sind für die Aktualisierung der räumlichen Umgebung über eigene Körperbewegungen hinweg verantwortlich und wie arbeiten diese zusammen? Welche Bedingungen müssen bei der Navigation in virtuellen 3D-Umgebungen gegeben sein, um eine stabile Orientierung über simulierte Eigenbewegungen hinweg zu gewährleisten? Warum verirren sich Menschen im Raum und wie verhalten sie sich, wenn sie z. B. in der Stadt oder im Gebirge desorientiert sind?

Kennzeichnend für unsere Herangehensweise an diese und andere Fragen ist, dass wir die aus Alltags- oder Arbeitskontexten bekannten Probleme ins Labor holen und das hierbei beobachtete Verhalten mit experimentellen Methoden, zumeist mit Hilfe der Messung von Reaktionszeiten oder qualitativen oder quantitativen Verhaltensfehlern, untersuchen. Hierzu greifen wir auf bewährte Experimentalparadigmen aus der Kognitionspsychologie zurück. Ziel dieser Experimente ist die Theorie- und Modellbildung über die informationsverarbeitenden Prozesse und Repräsentationen, die bei diesen räumlichen Handlungs- und Problemlösesituationen beteiligt sind. Neben der Untersuchung des spezifischen Verhaltens in solchen Situationen sind wir auch an der Aufklärung der neuronalen Grundlage dieser Leistungen interessiert.

Auch wenn der Fokus unserer Forschung auf Grundlagenfragen liegt, ergeben sich an vielen Stellen Anhaltspunkte für die Lösung von alltags- oder anwendungsnahen Problemen (z. B. durch welche Maßnahmen oder Strategien lassen sich räumliche Perspektivenwechsel erleichtern; welche sensorische Navigationsunterstützung ist für eine stabile Orientierung in virtuellen Welten hilfreich; wo setzt man eine Hundesuchstaffel in einem größeren Areal am besten ein, um bei der Suche nach einer vermissten Personen erfolgreich zu sein).

Unsere Forschungsarbeiten wurden in den letzten Jahren von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), aus Mitteln der VolkswagenStiftung, aus Mitteln der Europäischen Union (CRPF) sowie durch die Landesexzellenzinitiative Hamburg (Lexi) gefördert.

1 Mechanismen räumlicher und sozialer Perspektivenwechsel

Bei diesem Forschungsthema geht es um die experimentelle Untersuchung und Modellierung von Strukturen und Prozessen des räumlichen Gedächtnis- und Wissensabrufs. Über geeignete Problemstellungen und Messungen von Antwortlatenzen und -fehlern sowie begleitende Hirnaktivitäten werden Aufschlüsse über die beteiligten kognitiven und neuronalen Mechanismen der kontextgebundenen Nutzung räumlichen Wissens erzielt. Je nach Untersuchungsziel wird mit unterschiedlichen Arten von Repositionierungen (z. B. visuell-induziert, sprachlich-instruiert) und mit kurzfristig gelerntem oder auch mit langfristig gehaltenem räumlichem Wissen gearbeitet.

Eine Mitarbeit an laufenden Projekten zu diesem Forschungsthema in Form von Bachelor-, Master- oder Doktorarbeiten oder auch Praktika ist möglich.

Forschungsförderung

Wurde aus Mitteln der VolkswagenStiftung im Rahmen des Projektverbundes Wissen und Können innerhalb der Initiative "Schlüsselthemen der Geisteswissenschaften" gefördert (2005-2010). Seit Oktober 2010 werden weiterführende Arbeiten durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG MA 1515/3-1) und seit Oktober 2011 auch durch das Cyprus Research Promotion Foundation (CRPF) gefördert.

Hier liegt der Schwerpunkt der derzeitigen Forschungsaktivitäten und Projekte.

Doktorand/inn/en und Projektmitarbeiter/innen

Kooperationen:

  • Marios Avraamides (Univ. of Nicosia, Cyprus)
  • Mike Wendt (Helmut-Schmidt-Universität, Hamburg)
  • Thomas Wolbers (DZNE, Magdeburg)

Literatur zum Thema

Avraamides, M. N. & Kelly, J. W. (2008). Multiple systems of spatial memory and action. Cognitive Processing, 9, 93-106.

May, M. (2004). Imaginal perspective switches in remembered environments: Transformation versus interference accounts. Cognitive Psychology, 48, 163-206.

May, M. (2007). Imaginal repositioning in everyday environments: Effects of testing method and setting. Psychological Research, 71, 277-287.

May, M. & Wendt, M. (in press). Visual perspective taking using laterality judgments: Problems and possible solutions.. Frontiers in Human Neuroscience.

Vogeley, K., May, M., Ritzl, A., Falkai, P., Zilles, K. & Fink, G. R. (2004). Neural correlates of first-person-perspective as one constituent of human self-consciousness. Journal of Cognitive Neuroscience, 16, 817-827.

Beispiele abgeschlossener Diplom- und Masterarbeiten

Merks, S. & Rogge, M. (2009). Räumliche Antwortkonflikte bei Perspektivenwechseln. (77 Seiten). Unveröffentliche Diplomarbeit, Helmut-Schmidt-Universität Hamburg.

Puls, K. (2009). Aktualisierung der räumlichen Umgebung: Der Einfluss von Desorientierung. (88 Seiten) Unveröffentliche Diplomarbeit, Helmut-Schmidt-Universität Hamburg.

Schnau, K. (2013). Vorgestellte Perspektivenwechsel: Der Einfluss von Objektrichtungsdisparität und Ausrichtungsdisparität (54 Seiten). Unveröffentliche Masterarbeit, Helmut-Schmidt-Universität Hamburg.

2 Navigation und Orientierung in realen und virtuellen Welten

Bei diesem Forschungsthema geht es um Fragen der räumlichen Informationsverarbeitung und Informationsgestaltung in natürlichen und künstlichen Umgebungen (z. B. Städten, Naturlandschaften, Gebirge), Bildern und graphischen Raumdarstellungen (z. B. Szenen, Websites) oder in 3D-Simulationen von räumlichen Umgebungen (z. B. Flugzeugsimulatoren, virtuelle Supermärkte). Forschungsfragen sind: Welche Faktoren tragen dazu bei, dass Menschen vom Weg abkommen oder sich verirren? Welche räumlichen Heuristiken helfen im Raum orientiert zu bleiben? Wie verhalten sich Menschen, die sich verirrt haben? Gibt es einen Richtungssinn? Welche interindividuellen Unterschiede in der Anfälligkeit sich im Raum zu verirren gibt es? Wann erzeugen virtuelle Welten "Immersion", also das Empfinden wirklich im Raum zu sein und dynamisches situiertes Raumbewusstsein zu haben? Unterstützt ein vorliegendes räumliches Informationsangebot Immersion und Situationsbewusstsein in einer visuell simulierten Welt besonders gut? Treten systematische Probleme auf und mit welchen Darstellungsmitteln lassen sich diese beheben?

Forschungsförderung

Wurde aus Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG MA 1515/2-1/2) und des Deutschen Akademischen Auslanddienstes (DAAD) gefördert. Bis auf einzelne Diplom- und Masterarbeiten ruhen sie derzeit.

Literatur zum Thema

Jonsson, E. (2002). Inner navigation. Why we get lost and how we find our way. New York: Scribner.

Péruch, P., May, M. & Wartenberg, F. (1997). Homing in a virtual environment: Effects of field of view and path layout. Perception, 26, 301-311.

Riecke, B. E., Cunningham, D. W. & Bülthoff, H. H. (2007). Spatial updating in virtual reality: The sufficiency of visual information. Psychological Research, 71, 298-313.

Wells, D. (2005). Wilderness navigation. Mechanisburg, PA: Stackpole.

Wertheim, M. (1999). The pearly gates of cyberspace. London: Virago.

Wickens, C. D., Vincow, M. & Yeh, M. (2005): Design applications of visual spatial thinking. In P. Shah & A Miyake (Eds.), The Cambridge Handbook of visuospatial thinking (pp. 383-425). New York: Cambridge University Press.

Wolbers, T., Hegarty, M., Büchel, C. & Loomis, J. M. (2008). Spatial updating: How the brain keeps track of changing object locations during observer motion. Nature Neuroscience, 11, 1223 - 1230.

Beispiele abgeschlossener Diplom- bzw. Masterarbeit

Dierking, A. & Dierking, M. (2009). Lost person behavior (131 Seiten). Unveröffentliche Diplomarbeit, Helmut-Schmidt-Universität Hamburg.

Weier, P. (2005). Experimentelle Untersuchung szenenbasierter Perspektivenwechsel: Einfluss einer bevorzugten Perspektive (45 Seiten). Unveröffentliche Diplomarbeit, Helmut-Schmidt-Universität Hamburg.

3 Mechanismen der Pfadintegration und kognitiven Kartierung

Pfadintegration bezeichnet die Prozesse der wahrnehmungsbasierten Aufnahme und gedächtnisbasierten Integration von räumlicher Information, die aus Eigenbewegungen im Raum und hiermit einhergehender Propriozeption resultiert. Es ist ein Konzept das aus der Verhaltensbiologie stammt und zu dem seit einigen Jahren auch im Humanbereich systematische Untersuchungen durchgeführt werden. Pfadintegration ist einer von mehreren grundlegenden Mechanismen, der am Aufbau von räumlichem Wissen (sog. kognitive Karten) beteiligt ist.

Forschungsförderung

Diese Arbeiten wurden aus Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG MA 1515/2-1/2) im Rahmen des Schwerpunktprogramms Raumkognition gefördert. Bis auf einzelne Diplom- und Masterarbeiten ruhen sie derzeit.

Literatur zum Thema

Berthoz, A. (2000). The brain's sense of movement. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Loomis, J. M., Klatzky, R. L., Golledge, R. G. & Philbeck, J. W. (1999). Human navigation by path integration. In R. G. Golledge (Ed.), Wayfinding: Cognitive mapping and other spatial processes (pp. 125-151). Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press.

May, M. & Klatzky, R. L. (2000). Path integration while ignoring irrelevant movement. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 26, 150-166.

Rieser, J. J. (1999). Dynamic spatial orientation and the coupling of representation and action. In R. G. Golledge (Ed.), Wayfinding: Cognitive mapping and other spatial processes (pp. 168-190). Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press.

Beispiel einer abgeschlossenen Diplomarbeit

Rehpenning, M. (2007). Geschlechtsunterschiede in visuell-räumlichen Leistungen: Kurze Übersicht und explorative Studie (89 Seiten). Unveröffentliche Diplomarbeit, Helmut-Schmidt Universität Hamburg.

zuletzt verändert: 15.05.2017 10:44

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