Zugl.: Münster (Westfalen), Univ., Diss., 2007

Zugl.: Münster (Westfalen), Diss., 2007.

Thesis (Ph. D.)--State University of Utrecht, 1983. / Abstract in Dutch. Includes indexes. Includes bibliographical references (p. 103-110).

Univ., Diss., 2003--Kassel. / Erscheinungsjahr der Vorlage 2003. Gedruckte Ausg. im Verlag Kassel Univ. Press (www.upress.uni-kassel.de) erschienen.

Thesis (doctoral)--Techn. Universiẗat, Darmstadt, 2004.

Thesis (doctoral)--Universität, Tübingen, 2006. / Includes bibliographical references (p. 198-221) and register.

For formative evaluations of user experience (UX) a variety of methods have been developed over the years. However, most techniques require the users to interact with the study as a secondary task. This active involvement in the evaluation is not inclusive of all users and potentially biases the experience currently being studied. Yet there is a lack of methods for situations in which the user has no spare cognitive resources. This condition occurs when 1) users' cognitive abilities are impaired (e.g., people with dementia) or 2) users are confronted with very demanding tasks (e.g., air traffic controllers). In this work we focus on emotions as a key component of UX and propose the new structured observation method Proxemo for formative UX evaluations. Proxemo allows qualified observers to document users' emotions by proxy in real time and then directly link them to triggers. Technically this is achieved by synchronising the timestamps of emotions documented by observers with a video recording of the interaction. In order to facilitate the documentation of observed emotions in highly diverse contexts we conceptualise and implement two separate versions of a documentation aid named Proxemo App. For formative UX evaluations of technology-supported reminiscence sessions with people with dementia, we create a smartwatch app to discreetly document emotions from the categories anger, general alertness, pleasure, wistfulness and pride. For formative UX evaluations of prototypical user interfaces with air traffic controllers we create a smartphone app to efficiently document emotions from the categories anger, boredom, surprise, stress and pride. Descriptive case studies in both application domains indicate the feasibility and utility of the method Proxemo and the appropriateness of the respectively adapted design of the Proxemo App. The third part of this work is a series of meta-evaluation studies to determine quality criteria of Proxemo. We evaluate Proxemo regarding its reliability, validity, thoroughness and effectiveness, and compare Proxemo's efficiency and the observers' experience to documentation with pen and paper. Proxemo is reliable, as well as more efficient, thorough and effective than handwritten notes and provides a better UX to observers. Proxemo compares well with existing methods where benchmarks are available. With Proxemo we contribute a validated structured observation method that has shown to meet requirements formative UX evaluations in the extreme contexts of users with cognitive impairments or high task demands. Proxemo is agnostic regarding researchers' theoretical approaches and unites reductionist and holistic perspectives within one method. Future work should explore the applicability of Proxemo for further domains and extend the list of audited quality criteria to include, for instance, downstream utility. With respect to basic research we strive to better understand the sources leading observers to empathic judgments and propose reminisce and older adults as model environment for investigating mixed emotions. / Für formative Evaluationen der User Experience (UX) wurden im Laufe der Jahre zahlreiche Methoden entwickelt. Die meisten Methoden erfordern jedoch, dass die Benutzer als Nebenaufgabe mit der Studie interagieren. Diese aktive Beteiligung an der Evaluation kann das untersuchte Erlebnis verfälschen und schließt Benutzer komplett aus, die keine kognitiven Ressourcen zur Verfügung haben. Dies ist der Fall, wenn 1) die kognitiven Fähigkeiten der Benutzer beeinträchtigt sind (z. B. Menschen mit Demenz) oder 2) Benutzer mit sehr anspruchsvollen Aufgaben konfrontiert sind (z. B. Fluglotsen). In dieser Arbeit konzentrieren wir uns auf Emotionen als eine Schlüsselkomponente von UX und schlagen die neue strukturierte Beobachtungsmethode Proxemo für formative UX-Evaluationen vor. Proxemo ermöglicht es qualifizierten Beobachtern, die Emotionen der Nutzer in Echtzeit zu dokumentieren und sie direkt mit Auslösern zu verknüpfen. Technisch wird dies erreicht, indem die Zeitstempel der von den Beobachtern dokumentierten Emotionen mit einer Videoaufzeichnung der Interaktion synchronisiert werden. Um die Dokumentation von beobachteten Emotionen in sehr unterschiedlichen Kontexten zu erleichtern, konzipieren und implementieren wir zwei verschiedene Versionen einer Dokumentationshilfe namens Proxemo App. Für formative UX-Evaluationen von technologiegestützten Erinnerungssitzungen mit Menschen mit Demenz erstellen wir eine Smartwatch-App zur unauffälligen Dokumentation von Emotionen aus den Kategorien Ärger, allgemeine Wachsamkeit, Freude, Wehmut und Stolz. Für formative UX-Evaluationen prototypischer Nutzerschnittstellen mit Fluglotsen erstellen wir eine Smartphone-App zur effizienten Dokumentation von Emotionen aus den Kategorien Ärger, Langeweile, Überraschung, Stress und Stolz. Deskriptive Fallstudien in beiden Anwendungsfeldern zeigen die Machbarkeit und den Nutzen der Methode Proxemo und die Angemessenheit des jeweiligen Designs der Proxemo App. Der dritte Teil dieser Arbeit besteht aus einer Reihe von Meta-Evaluationsstudien zu den Gütekriterien von Proxemo. Wir evaluieren Proxemo hinsichtlich der Reliabilität, Validität, Gründlichkeit und Effektivität, und vergleichen die Effizienz von Proxemo und die UX der Beobachter mit der Dokumentation mit Stift und Papier. Proxemo ist reliabel, sowie effizienter, gründlicher und effektiver als handschriftliche Notizen und bietet den Beobachtern eine bessere UX. Proxemo schneidet gut ab im Vergleich zu bestehenden Methoden, für die Benchmarks verfügbar sind. Mit Proxemo stellen wir eine validierte, strukturierte Beobachtungsmethode vor, die nachweislich den Anforderungen formativer UX Evaluationen in den extremen Kontexten von Benutzern mit kognitiven Beeinträchtigungen oder hohen Aufgabenanforderungen gerecht wird. Proxemo ist agnostisch bezüglich der theoretischen Ansätze von Forschenden und vereint reduktionistische und ganzheitliche Perspektiven in einer Methode. Zukünftige Arbeiten sollten die Anwendbarkeit von Proxemo für weitere Domänen erkunden und die Liste der geprüften Gütekriterien erweitern, zum Beispiel um das Kriterium Downstream Utility. In Bezug auf die Grundlagenforschung werden wir versuchen, die Quellen besser zu verstehen, auf denen die empathischen Urteile der Beobachter fußen und schlagen Erinnerungen und ältere Erwachsene als Modellumgebung für die künftige Erforschung gemischter Emotionen vor.

Die für Schulen aufbereiteten Materialien zur phänologischen Beobachtung lassen sich an Grund- und weiterführenden Schulen im Rahmen des Profil- und Fachunterrichtes, aber auch im fächerübergreifenden Unterricht oder in der Projektarbeit einsetzen. Redaktionsschluss: 14.09.2015

20 years after the discovery of the Crab Nebula as a source of very high energy gamma-rays, the number of sources newly discovered above 100 GeV using ground-based Cherenkov telescopes has considerably grown, at the time of writing of this thesis to a total of 81. The sources are of different types, including galactic sources such as supernova remnants, pulsars, binary systems, or so-far unidentified accelerators and extragalactic sources such as blazars and radio galaxies. The goal of this thesis work was to search for gamma-ray emission from a particular type of blazars previously undetected at very high gamma-ray energies, by using the MAGIC telescope. Those blazars previously detected were all of the same type, the so-called high-peaked BL Lacertae objects. The sources emit purely non-thermal emission, and exhibit a peak in their radio-to-X-ray spectral energy distribution at X-ray energies. The entire blazar population extends from these rare, low-luminosity BL Lacertae objects with peaks at X-ray energies to the much more numerous, high-luminosity infrared-peaked radio quasars. Indeed, the low-peaked sources dominate the source counts obtained from space-borne observations at gamma-ray energies up to 10 GeV. Their spectra observed at lower gamma-ray energies show power-law extensions to higher energies, although theoretical models suggest them to turn over at energies below 100 GeV. This opened the quest for MAGIC as the Cherenkov telescope with the currently lowest energy threshold. In the framework of this thesis, the search was focused on the prominent sources BL Lac, W Comae and S5 0716+714, respectively. Two of the sources were unambiguously discovered at very high energy gamma-rays with the MAGIC telescope, based on the analysis of a total of about 150 hours worth of data collected between 2005 and 2008. The analysis of this very large data set required novel techniques for treating the effects of twilight conditions on the data quality. This was successfully achieved and resulted in a vastly improved performance of the MAGIC telescope in monitoring campaigns. The detections of low-peaked and intermediate-peaked BL Lac objects are in line with theoretical expectations, but push the models based on electron shock acceleration and inverse-Compton cooling to their limits. The short variability time scales of the order of one day observed at very high energies show that the gamma-rays originate rather close to the putative supermassive black holes in the centers of blazars, corresponding to less than 1000 Schwarzschild radii when taking into account relativistic bulk motion. / 20 Jahre nachdem zum ersten Mal hoch energetische Gamma-Strahlung aus der Richtung des Krabbennebels detektiert wurde, ist die Zahl der mit erdgebundenen Tscherenkow Teleskopen neu entdeckten Quellen oberhalb von 100 GeV erheblich gestiegen, auf insgesamt 81, zum derzeitigen Stand dieser Arbeit. Die Quellen haben unterschiedliche Ursprünge, die von galaktischen Objekten, wie z.B. Supernova Überresten, Pulsaren, Doppelsystemen zu bisher nicht identifizierten Objekten und extragalaktischen Objekten wie Blazaren und Radio Galaxien reicht. Das Ziel dieser Arbeit war es nach Gamma-Strahlung von einer bestimmten Art von Blazaren zu suchen, die bisher nicht im Hochenergie Gamma Bereich detektiert werden konnten. Für die Suche werden die Daten des MAGIC Teleskops auf La Palma verwendet, welches das weltweit größte Teleskop seiner Art ist. Alle bisher entdeckten Blazare waren vom gleichen Typ, der sogenannten Klasse der “high-peaked BL Lacertae”. Diese Quellen emittieren nicht thermische Strahlung und zeigen ein Maximum in der Radio-zu-Röntgen Spektralverteilung bei Röntgenenergien. Die gesamte Blazar Population reicht von diesen seltenen BL Lacertae Objekten mit niedriger Leuchtkraft und einem Maximum im Röntgenbereich hin zu den sehr viel zahlreicheren Radio Quasaren mit hoher Leuchtkraft, deren Maximum der Spektralen Energieverteilung im Infrarotbereich liegt. Tatsächlich dominieren diese “low-peaked” Quellen die Populationsstudien von satellitengestützten Gammabeobachtungen im Energiebereich bis zu 10 GeV. Ihre Spektren im niederenergetischen Gammabereich lassen sich exponentiell bis zu höheren Energien extrapolieren, ohne dass ein Abbruch erkennbar ist, obwohl theoretische Modelle einen Wendepunkt unterhalb von 100 GeV erwarten. Darauf begründet wurden Beobachtungen mit dem MAGIC Tscherenkow Teleskop durchgeführt, welches die derzeit niedrigste Energieschwelle besitzt. Im Rahmen dieser Arbeit konzentrierte sich die Suche auf die bekannten Quellen BL Lac, W Comae und S5 0716+714. Zwei von diesen Quellen wurden eindeutig im Hochenergetischen Gammabereich mit dem MAGIC Teleskop entdeckt, basierend auf insgesamt etwa 150 Stunden an Daten, die zwischen 2005 und 2008 gesammelt wurden. Die Analyse dieses sehr großen Datensatzes benötigte neue Techniken um die Effekte von Beobachtungen unter Dämmerungsbedingungen auf die Datenqualität untersuchen zu können. Die erfolgreiche Anwendung sorgte für eine gewaltige Erweiterung der Performanz des MAGIC Teleskops während Überwachungskampagnen. Die Detektionen der sogenannten “low-peaked” und “intermediate-peaked” Objekte liegt im Rahmen der theoretischen Erwartungen, jedoch werden Modelle, die auf der Schockbeschleunigung von Elektronen und die Kühlung durch den umgekehrten Compton Prozess basieren an ihre Grenzen gebracht. Die beobachtete Kurzzeitvariabilität im hochenergetischen Gammabereich beträgt etwa einen Tag, was zeigt, dass die Gammastrahlung relativ nah am vermuteten Supermassiven Schwarzen Loch entsteht, weniger als 1000 Schwarzschild Radien entfernt, wenn man die Bewegung mit relativistischen Geschwindigkeiten berücksichtigt.

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