Es besteht weitgehender Konsens darüber, dass Designer mit anderen Beteiligten gemeinsam bereits in frühe Phasen von Innovations- und Entwicklungsprozessen eingebunden werden müssen. Unterschiedliche Ausbildungsformen, Begriffe, Methoden und Fachkulturen von Designern und den traditionell in Technologieentwicklung involvierten Ingenieuren und Naturwissenschaftlern erschweren oder verhindern in der Praxis oftmals eine effektive Zusammenarbeit. Dieses Buch widmet sich in diesem Kontext dem bislang nur unzureichend gelösten Problem der Akquise des für den Designentwurf relevanten Wissens aus dem individuell verfügbaren Repertoire: Während diese bei Experten weitgehend intuitiv abläuft ist, stellt sie insbesondere für ingenieurwissenschaftlich vorgebildete Designnovizen ohne spezifische methodische Unterstützung ein Problem dar. Um geeignete Methoden auswählen und entwickeln zu können, wird in einem umfangreichen theoretischen Teil untersucht, wie dieses individuelle Designwissen charakterisiert ist. Auf Grundlage einer umfassenden Definition von Designwissen werden potenziell geeignete Methoden zur Unterstützung dessen Akquise dargestellt und bewertet. Reflexive Methoden auf der Basis generischer Fragelisten sowie narrative Methoden auf Basis von Nutzer-Archetypen (Personas) und normativen Szenarien bilden dabei den Schwerpunkt. Der empirische Teil umfasst vier Untersuchungen. Der tatsächliche Effekt von spezifischen reflexiven und narrativen Methoden bei der individuellen Wissensakquise wird in drei Studien mit experimentellem Charakter nachgewiesen und diskutiert. Eine vergleichende explorative Feldstudie zum Einsatz von Methoden in der beruflichen Praxis von Designern und Konstrukteuren ergänzt die Erkenntnisse und hilft, diese in einen breiteren Kontext einzuordnen.

Es besteht weitgehender Konsens darüber, dass Designer mit anderen Beteiligten gemeinsam bereits in frühe Phasen von Innovations- und Entwicklungsprozessen eingebunden werden müssen. Unterschiedliche Ausbildungsformen, Begriffe, Methoden und Fachkulturen von Designern und den traditionell in Technologieentwicklung involvierten Ingenieuren und Naturwissenschaftlern erschweren oder verhindern in der Praxis oftmals eine effektive Zusammenarbeit. Dieses Buch widmet sich in diesem Kontext dem bislang nur unzureichend gelösten Problem der Akquise des für den Designentwurf relevanten Wissens aus dem individuell verfügbaren Repertoire: Während diese bei Experten weitgehend intuitiv abläuft ist, stellt sie insbesondere für ingenieurwissenschaftlich vorgebildete Designnovizen ohne spezifische methodische Unterstützung ein Problem dar. Um geeignete Methoden auswählen und entwickeln zu können, wird in einem umfangreichen theoretischen Teil untersucht, wie dieses individuelle Designwissen charakterisiert ist. Auf Grundlage einer umfassenden Definition von Designwissen werden potenziell geeignete Methoden zur Unterstützung dessen Akquise dargestellt und bewertet. Reflexive Methoden auf der Basis generischer Fragelisten sowie narrative Methoden auf Basis von Nutzer-Archetypen (Personas) und normativen Szenarien bilden dabei den Schwerpunkt. Der empirische Teil umfasst vier Untersuchungen. Der tatsächliche Effekt von spezifischen reflexiven und narrativen Methoden bei der individuellen Wissensakquise wird in drei Studien mit experimentellem Charakter nachgewiesen und diskutiert. Eine vergleichende explorative Feldstudie zum Einsatz von Methoden in der beruflichen Praxis von Designern und Konstrukteuren ergänzt die Erkenntnisse und hilft, diese in einen breiteren Kontext einzuordnen.:0 VORWORT v 0.1 Danksagung v 0.2 Anmerkungen zu Form und Sprache vii 0.3 Einordnung der Arbeit in den Designforschungskontext viii 1 EINFÜHRUNG 1 1.1 Wissenschaftliche Problemlage 1 1.2 Methodisches Vorgehen 7 2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 9 2.1 Entwerfen 9 2.1.1 Neues Schaffen 9 2.1.2 Entwurfsdisziplinen 10 2.1.3 Innovation 21 2.1.4 Kreativität 27 2.2 Entwurfsaufgaben als Probleme 33 2.2.1 Entwurfsaufgaben als schwach strukturierte Probleme 34 2.2.2 Entwurfsaufgaben als bösartige Probleme 37 2.2.3 Entwurfsaufgaben als komplexe Probleme 39 2.2.4 Entwurfsaufgaben als wissensreiche Probleme 41 2.2.5 Entwurfsprobleme als Kategorie 43 2.2.6 Zusammenfassung 45 2.3 Entwurfsprozesse 47 2.3.1 Entwerfen als menschliches Problemlösen 47 2.3.2 Entwerfen als reflexive Konversation 53 2.3.3 Entwerfen als psychisch regulierte Tätigkeit 56 2.3.4 Vorgehensmodelle in den Disziplinen 68 2.3.5 Zusammenfassung 72 2.4 Entwurfswissen 74 2.4.1 Eingrenzung des Begriffs 74 2.4.2 Nicht-Wissen und Unsicherheit 80 2.4.3 Vor- und Erfahrungswissen 83 2.4.4 Fakten- und Episodisches Wissen, Sach- und Handlungswissen 86 2.4.5 Soziokulturelles und Alltagswissen 89 2.4.6 Implizites und explizites Wissen 92 2.4.7 Objektives, subjektives, rationales und emotionales Wissen 100 2.4.8 Zusammenfassende Definition 103 2.5 Methoden zur Wissensakquise 108 2.5.1 Markt- und Zielgruppenanalysen 109 2.5.2 Anforderungslisten 113 2.5.3 Brainstorming und Derivate 117 2.5.4 Assoziation und Analogiebildung 119 2.5.5 Entwurfszeichnen und Entwurfshandeln 122 2.5.6 Fragenbasierte Selbstreflexion 124 2.5.7 Narration 126 2.5.8 Persona 129 2.5.9 Szenario 135 2.5.10 Methodenakzeptanz in der Praxis 143 2.6 Zusammenfassung und Auswahl geeigneter Methoden 147 3 EMPIRISCHE UNTERSUCHUNGEN 151 3.1 Methodeneinsatz in frühen Entwurfsphasen in der Praxis von Designern und Konstrukteuren 154 3.1.1 Problem und Fragestellungen 154 3.1.2 Aufbau und Durchführung der Untersuchung 157 3.1.3 Ergebnisse der Untersuchung 160 3.1.4 Interpretation und Diskussion 176 3.2 Unterstützung der Anforderungsermittlung durch fragenbasierte Selbstreflexion 180 3.2.1 Problem und Fragestellungen 180 3.2.2 Aufbau und Durchführung der Untersuchung 183 3.2.3 Ergebnisse der Untersuchung 184 3.2.4 Diskussion und Interpretation 186 3.3 Unterstützung der Akquise von Designwissen durch narrative Methoden 189 3.3.1 Problem und Fragestellungen 189 3.3.2 Aufbau und Durchführung der Untersuchung 192 3.3.3 Ergebnisse der Untersuchung 197 3.3.4 Interpretation und Diskussion der Ergebnisse 205 3.4 Unterstützung der Akquise von Designwissen durch fragenbasierte Selbstreflexion 211 3.4.1 Problem und Fragestellungen 211 3.4.2 Aufbau und Durchführung der Untersuchung 212 3.4.3 Ergebnisse der Untersuchung 216 3.4.4 Interpretation und Diskussion der Ergebnisse 227 4 ZUSAMMENFASSUNG 233 5 AUSBLICK 243 6 VERZEICHNISSE 247 6.1 Literaturverzeichnis 247 6.2 Abbildungsverzeichnis 282 6.3 Tabellenverzeichnis 285 6.4 Abkürzungs- und Symbolverzeichnis 287 7 ANHANG 289

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Pedestrian and vehicle interaction analysis in a naturalistic driving environment can provide useful information for designing vehicle-pedestrian crash warning/mitigation systems. Many researchers have used crash data to understand and study pedestrian behaviors and interactions between vehicles and pedestrian during crash. However, crash data may not provide detailed pedestrian-vehicle interaction information for us. In this thesis, we designed an automatic pedestrian tracking and status analysis method to process and study pedestrian and vehicle interactions. The proposed pedestrian tracking and status analysis method includes pedestrian detection, pedestrian tracking and pedestrian status analysis modules. The main contributions of this thesis are: we designed a new pedestrian tracking method by learning the pedestrian appearance and also their motion pattern. We designed a pedestrian status estimation method by using our tracking results and thus helped estimate the possibility of collision. Our preliminary experiment results using naturalistic driving data showed promising results.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Non-invasive surface recording of bioelectric potentials continues to be an essential tool in a variety of research and medical diagnostic procedures. However, the integrity of these recordings, and hence the reliability of subsequent analysis, diagnosis, or recommendations based on the recordings, can be significantly compromised when various types of noise are allowed to penetrate the recording circuit and contaminate the signals. In particular, for bioelectric phenomena in which the amplitude of the biosignal is relatively low, such as muscle activity (typically on the order of millivolts) or neural traffic (microvolts), external noise may substantially contaminate or even completely overwhelm the signal. In such circumstances, the tissue-electrode interface is typically the primary point of signal contamination since its impedance is relatively high compared to the rest of the recording circuit. Therefore, in the recording of low-amplitude biological signals, it is of paramount importance to minimize the impedance of the tissue-electrode interface in order to consistently obtain low-noise recordings. The aims of the current work were (1) to complete the development of a set of tools for rapid, simple, and reliable full-spectrum characterization and analytical modeling of the complex impedance of the tissue-electrode interface, and (2) to characterize the interfacial impedance and signal-to-noise ratio (SNR) at the surface of the skin across a variety of preparation methods and determine a factor or set of factors that contribute most effectively to the reduction of tissue-electrode impedance and noise contamination during recording. Specifically, we desired to test an initial hypothesis that surface abrasion is the principal determining factor in skin preparation to achieve consistently low-impedance, low-noise recordings. During the course of this master’s study, (1) a system with portable, battery-powered hardware and robust acquisition/analysis software for broadband impedance characterization has been achieved, and (2) the effects of skin preparation methods on the impedance of the tissue-electrode interface and the SNR of surface electromyographic recordings have been systematically quantified and compared in human subjects. We found our hypothesis to be strongly supported by the results: the degree of surface abrasion was the only factor that could be correlated to significant differences in either the interfacial impedance or the SNR. Given these findings, we believe that abrasion holds the key to consistently obtaining a low-impedance contact interface and high-quality recordings and should thus be considered an essential component of proper skin preparation prior to attachment of electrodes for recording of small bioelectric surface potentials.

This design project delves into the realm of public spaces, considering sociocultural, sociopolitical, and participatory design aspects, catalyzed by the Covid-19 pandemic's lockdowns. By repurposing a parking lot, the project endeavors to scrutinize, trial, and understand the reactions and needs through a design interaction and multifunctional furniture set, the simple story of Prototype.

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Ein Blick in die Innovationsabteilungen international agierender Konzerne wie z.B. Intel, Google, Nokia, IBM oder die Deutsche Telekom verrät: große Unternehmen setzen auf ethnografische Forschung bei der Innovationsentwicklung. Unter Fachbezeichnungen wie Business Anthropology, Corporate Ethnography, Commercial Ethnography und anderen ist dabei ein Wissenschaftszweig der Ethnologie und Kulturanthropologie entstanden, der sich mit dem Einsatz von Ethnografie im privatwirtschaftlichen Bereich auseinandersetzt. In diesem Diskurs über Ethnografie im Dienste der Privatwirtschaft ist diese Dissertation zu verorten. Dabei geht es um Ethnografie, die eingesetzt wird, um latente Bedürfnisse und Wünsche sowie Alltagsprobleme von Nutzern zu identifizieren und daraus Ideen für innovative Produkte und Services entwickeln zu können, die in die Lebenswirklichkeiten der Nutzer passen. Anhand der Fallstudienbeschreibung einer ethnografischen Nutzerforschung für das Projekt FLEX 2.0 beim Team User Driven Innovation (UDI) in den Telekom Innovation Laboratories (T-Labs) soll exemplarisch illustriert werden, wie Ethnografie in der Privatwirtschaft verstanden wird und wie sie durchgeführt werden kann. Einer der zentralen Aspekte dieser Dissertation ist es zu erörtern, ob der Einsatzkontext Auswirkungen auf die Ethnografie hat und welche das gegebenenfalls sind. Entstanden ist dabei eine Dissertation, die dreierlei Punkte erfüllen soll: 1. Der Text möchte eine bei UDI durchgeführte ethnografische Nutzerforschung möglichst transparent und nachvollziehbar machen und durch eine szenische Darstellung Schritt für Schritt zeigen, wie ethnografische Forschung in der Privatwirtschaft aussehen kann. 2. Diese Arbeit ist auch als eine Anleitung für das Durchführen einer eigenen ethnografischen Nutzerforschung zu lesen. Praxistipps, Kontextinformationen und einige Dokumentenvorlagen sollen helfen, die Organisation einer ethnografischen Nutzerforschung zu vereinfachen. 3. Auf methodologischer Ebene erörtert der Text, was der Einsatz von Ethnografie in der Privatwirtschaft für die Methodologie bedeutet und welche Implikationen dies hat. / A look at the innovation divisions of internationally active corporations such as Intel, Google, Nokia, IBM or Deutsche Telekom reveals that large companies rely on ethnographic research for their innovation development. Under names such as Business Anthropology, Corporate Ethnography, Commercial Ethnography, and others, a branch of ethnology and cultural anthropology has emerged, dealing with the use of ethnography in the private sector. This dissertation is situated in the discourse on ethnography in the service of the private economy. It is about ethnography that is used to identify latent needs and desires as well as everyday problems of users and to develop ideas for innovative products and services that fit into the life experiences of the users. With the help of the case study of an ethnographic user research for the project FLEX 2.0 at the team User Driven Innovation (UDI) in the Telekom Innovation Laboratories (T-Labs), an example is presented of how ethnography is understood in the private sector and how it can be carried out. One of the central aspects of this dissertation is to discuss whether the use in this context has an impact on ethnography. The dissertation covers three major points: 1. The text aims to make the ethnographic user research carried out at UDI as transparent and comprehensible as possible and to show step by step how ethnographic research can look in the private economy. 2. The text can also be read as a how to guide for carrying out ethnographic user research. Practical advices, contextual information, and some document templates will help to simplify the conduction of ethnographic user research. 3. At the methodological level, the text discusses what the use of ethnography in the private economy means for the methodology and what implications this has.

In this essay, I go through the different parts that compile my degree project. I have explored the power of graphic design for educational purposes. During my process, I have found a new area of graphic design, respectful design. Something that can be briefly described as design created with the greatest reverence for conveying a difficult subject without diminishing the affected person behind. An approach where one works closely with the involved and frequently checks in, so that nothing is portrayed incorrectly. This along with the constant search for information makes up the basics of respectful design. The disease ME has finally begun to be talked about in society. But the way the disease is portrayed can be argued as incorrect in relation to the bigger picture. As a graphic designer I have analyzed the problem and worked out a possible solution. My conclusion is that strong colors mixed with melancholy and straightforward information can make the subject less heavy and easier to handle. This can open the senses to problem solving and understanding instead of stopping at pity. The aim of the project has been to get away from these dark quilts that the media has placed on us. The goal was to create something that does not hide the awfulness of the disease but informs in a more fun and more inviting way. I strongly believe that graphic design can reduce the social stigma around a topic if done properly. When life is the toughest it has helped me and (after the response of the exhibition) others to learn more about our disease. Above all, if more people know more about the disease, ME- patients will get help. Hopefully society will open it’s arms so that no more people are forced to choose suicide. / I denna uppsats går jag igenom de olika delarna som sammanställer mitt examensprojekt. Jag har i grunden utforskat kraften av grafisk design i utbildningssyfte. Under min process har jag kommit fram till ett nytt område inom grafisk design, respektfull design. Detta går kort att beskriva som design utformat med största vördnad inför att förmedla ett svårt ämne utan att förminska den drabbade människan bakom. Respektfull design innebär att man jobbar nära med inblandade, kollar av hela tiden så att inget porträtteras felaktigt och läser på om ämnet så långt det går. Sjukdomen ME har äntligen börjat talas om i samhället. Men sättet sjukdomen porträtteras kan argumenteras som svartvitt och felaktigt gentemot helhetsbilden. Som grafisk designer har jag analyserat problemet och jobbat fram en möjlig lösning. Min slutsats är att starka färger blandat med melankolisk och rak information kan göra ämnet mindre tungt och mer lätthanterligt. Detta kan öppna sinnena för problemlösning och förståelse istället för att stanna vid medlidande. Syftet med projektet har varit att komma ifrån detta mörk täcke som media lagt över oss. Målet var att skapa något som inte döljer det hemska med sjukdomen men informerar på ett roligare och mer inbjudande sätt. Jag tror stark på att grafisk design kan minska det sociala stigmat runt ett ämne om det görs på rätt sätt. När livet är som tuffast har det hjälpt mig och (efter respons av utställningen) också andra med att utbilda och läsa på. Framför allt om fler vet mer om sjukdomen kommer det att gå att få bättre hjälp. Förhoppningvis öppnar samhället sina armar så att inte fler tvingas till att välja självmord.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Our connections to the digital world are invoked by brands, but the intersection of branding and interaction design is still an under-investigated area. Particularly, current websites are designed not only to support essential user tasks, but also to communicate an institution's intended brand values and traits. What we do not yet know, however, is which design factors affect which aspect of a brand. To demystify this issue, three sub-projects were conducted. The first project developed a systematic approach for evaluating the branding effectiveness of content-intensive websites (BREW). BREW gauges users' brand perceptions on four well-known branding constructs: brand as product, brand as organization, user image, and brand as person. It also provides rich guidelines for eBranding researchers in regard to planning and executing a user study and making improvement recommendations based on the study results. The second project offered a standardized perceived usability questionnaire entitled DEEP (design-oriented evaluation of perceived web usability). DEEP captures the perceived website usability on five design-oriented dimensions: content, information architecture, navigation, layout consistency, and visual guidance. While existing questionnaires assess more holistic concepts, such as ease-of-use and learnability, DEEP can more transparently reveal where the problem actually lies. Moreover, DEEP suggests that the two most critical and reliable usability dimensions are interface consistency and visual guidance. Capitalizing on the BREW approach and the findings from DEEP, a controlled experiment (N=261) was conducted by manipulating interface consistency and visual guidance of an anonymized university website to see how these variables may affect the university's image. Unexpectedly, consistency did not significantly predict brand image, while the effect of visual guidance on brand perception showed a remarkable gender difference. When visual guidance was significantly worsened, females became much less satisfied with the university in terms of brand as product (e.g., teaching and research quality) and user image (e.g., students' characteristics). In contrast, males' perceptions of the university's brand image stayed the same in most circumstances. The reason for this gender difference was revealed through a further path analysis and a follow-up interview, which inspired new research directions to unpack even more the nexus between branding and interaction design.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The substantial increase demand for electrical energy requires high efficient apparatus dealing with energy conversion. Several technologies have been suggested to implement power supplies with higher efficiency, such as multilevel and interleaved converters. This thesis proposes an energy conversion unit with an optimized number of output voltage levels per number of switches nL=nS. The proposed five-level four-switch per phase converter has nL=nS=5/4 which is by far the best relationship among the converters presented in technical literature. A comprehensive literature review on existing five-level converter topologies is done to compare the proposed topology with conventional multilevel converters. The most important characteristics of the proposed configuration are: (i) reduced number of semiconductor devices, while keeping a high number of levels at the output converter side, (ii) only one DC source without any need to balance capacitor voltages, (iii) high efficiency, (iv) there is no dead-time requirement for the converters operation, (v) leg isolation procedure with lower stress for the DC-link capacitor. Single-phase and three-phase version of the proposed converter is presented in this thesis. Details regarding the operation of the configuration and modulation strategy are presented, as well as the comparison between the proposed converter and the conventional ones. Simulated results are presented to validate the theoretical expectations. In addition a fault tolerant converter based on proposed topology for micro-grid systems is presented. A hybrid pulse-width-modulation for the pre-fault operation and transition from the pre-fault to post-fault operation will be discussed. Selected steady-state and transient results are demonstrated to validate the theoretical modeling.