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Computer-supported movement guidance: investigating visual/visuotactile guidance and informing the design of vibrotactile body-worn interfaces

Elsayed, Hesham Nabil Abdelrahman (2023)
Computer-supported movement guidance: investigating visual/visuotactile guidance and informing the design of vibrotactile body-worn interfaces.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00023857
Ph.D. Thesis, Primary publication, Publisher's Version

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Item Type: Ph.D. Thesis
Type of entry: Primary publication
Title: Computer-supported movement guidance: investigating visual/visuotactile guidance and informing the design of vibrotactile body-worn interfaces
Language: English
Referees: Mühlhäuser, Prof. Dr. Max ; Weigel, Prof. Dr. Martin ; Gugenheimer, Prof. Dr. Jan
Date: 2023
Place of Publication: Darmstadt
Collation: xix, 247 Seiten
Date of oral examination: 30 March 2023
DOI: 10.26083/tuprints-00023857
Abstract:

This dissertation explores the use of interactive systems to support movement guidance, with applications in various fields such as sports, dance, physiotherapy, and immersive sketching. The research focuses on visual, haptic, and visuohaptic approaches and aims to overcome the limitations of traditional guidance methods, such as dependence on an expert and high costs for the novice. The main contributions of the thesis are (1) an evaluation of the suitability of various types of displays and visualizations of the human body for posture guidance, (2) an investigation into the influence of different viewpoints/perspectives, the addition of haptic feedback, and various movement properties on movement guidance in virtual environments, (3) an investigation into the effectiveness of visuotactile guidance for hand movements in a virtual environment, (4) two in-depth studies of haptic perception on the body to inform the design of wearable and handheld interfaces that leverage tactile output technologies, and (5) an investigation into new interaction techniques for tactile guidance of arm movements. The results of this research advance the state of the art in the field, provide design and implementation insights, and pave the way for new investigations in computer-supported movement guidance.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage

Diese Dissertation untersucht die Verwendung interaktiver Systeme zur Unterstützung der Bewegungssteuerung mit Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie Sport, Tanz, Physiotherapie und immersives Zeichnen. Die Forschung konzentriert sich auf visuelle, haptische und visuohaptische Ansätze und zielt auf die Überwindung von den Einschränkungen traditioneller Guidance Methoden, wie Abhängigkeit von Experten und hohe Kosten für Anfänger. Die wichtigsten Beiträge der Arbeit sind (1) eine Evaluierung der Eignung verschiedener Arten von Bildschirmen und Visualisierungen des menschlichen Körpers für Posture Guidance, (2) eine Untersuchung des Einflusses von unterschiedlichen Blickwinkeln/Perspektiven, der Darbietung von haptischen Reizen und verschiedener Bewegungseigenschaften auf die Bewegungssteuerung in virtuellen Umgebungen, (3) eine Untersuchung der Effektivität von visuohaptischer Steuerung für Handbewegungen in einer virtuellen Umgebung, (4) zwei vertiefende Studien zur haptischen Wahrnehmung am Körper, um das Design tragbarer und handgehaltenen Interfaces zu unterstützen, die haptische Ausgabetechnologien nutzen und (5) eine Untersuchung über neue Interaktionstechniken für die taktile Steuerung von Armbewegungen. Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeit treiben den Stand der Technik im Bereich voran, liefern Erkenntnisse über Design und Implementierung und ebnen den Weg für neue Untersuchungen in der computerunterstützten Bewegungssteuerung.

German
Status: Publisher's Version
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-238578
Classification DDC: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering and machine engineering
Divisions: 20 Department of Computer Science > Telecooperation
Date Deposited: 12 May 2023 12:10
Last Modified: 24 May 2023 05:52
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/23857
PPN: 50776627X
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