Betreuung 2025-2026

Studierenden Betreuung Übersicht SS2025 & WS2026 RWTH Aachen

Projekt Titel: Understanding Arousal Triggers in Video Games: Toward a Predictive Model Using Electrodermal Activity
Leitung: M.A. Natali Panic-Cidic, Ubisoft Düsseldorf
Voraussetzungen: Vom Vorteil ist Interesse an Videospielen zu haben, sowie sich eigenständig in Themen einzuarbeiten.
Start: Ab Januar 2025
Niveau: Bachelor & Master (mehrere Arbeiten sind möglich)
Institut: RWTH Aachen, Institut für Psychologische Diagnostik und Intervention, Prof. Dr. Thomas Günther

Anmeldung und weitere Informationen: https://www.psych.rwth-aachen.de/cms/psy/Das-Institut/Psychologische-Diagnostik-und-Interventi/~bcfnqx/Bachelor-und-Masterarbeitsthemen/

Einleitung:

Videospiele sind komplexe, interaktive Systeme, die aus verschiedenen Elementen bestehen, wie visuellen Designs, Sounds, Belohnungen und Narrationen, die Spieler auf einzigartige Weise fesseln. Zu verstehen, wie diese einzelnen Elemente die Arousal  der Spieler beeinflussen, kann wertvolle Erkenntnisse für die Spielentwicklung sowie für Anwendungen in Psychologie und Medizin liefern.

In dieser Forschung möchten wir ein Vorhersagemodell für Arousal Reaktionen entwickeln, das auf elektrodermaler Aktivität (EDA) basiert – einer physiologischen Messung der Hautleitfähigkeit, die Veränderungen im Erregungsniveau widerspiegelt. Durch die Isolierung und Analyse von Spielelementen (z. B. HUD, Umgebung, Sound, Lootboxen) hoffen wir zu identifizieren, wie jeder Bestandteil zur Spielerfahrung beiträgt.

Forschungsziele:

1. Ein datenbasiertes Modell erstellen, das auf Grundlage von EDA-Signalen die Arousal Levels der Spieler vorhersagt, die durch spezifische Spielelemente ausgelöst werden.
2. Das translationales Potenzial dieses Modells für Anwendungen im Bereich psychische Gesundheit, Rehabilitation und kognitives Training erforschen.

Warum ist das wichtig?

• Für die Spielentwicklung: Hilft, immersivere, adaptivere und nutzerzentrierte Spielerlebnisse (e.g. Calvo & D’Mello, 2010) zu schaffen.
• Für Psychologie und Medizin: Liefert Erkenntnisse für die Gestaltung von Interventionen, z. B. Biofeedback-Spiele zur Stressbewältigung (e.g., Limbourg et al., 2021) oder Werkzeuge für die kognitive Rehabilitation (Gentile et al., 2012; Laver et al., 2017; Riva et al., 2022).
• Für die Forschung: Schließt eine kritische Lücke im Verständnis der Beziehung zwischen physiologischer Erregung (e.g. Cahill & McGaugh, 1998) und interaktiven digitalen Umgebungen.

Themen für die Studierenden:

1. Die Auswirkungen von Sounds in Videospielen auf das Erregungsniveau
   • Untersuchen, wie Sounddesign, einschließlich Hintergrundmusik und Soundeffekten, die Spielererregung beeinflusst.
   • Potenzielle Anwendungen für stressreduzierende oder stimulierende Audioelemente in therapeutischen Umgebungen erforschen.
2. Die Rolle von visuellen Reizen bei der Vorhersage von Arousal
   • Analysieren, wie Elemente wie HUD-Änderungen, Umweltübergänge und Sammelobjekte EDA-Muster beeinflussen.
   • Auswirkungen auf die Gestaltung ansprechender oder barrierefreier Schnittstellen in Spielen und unterstützenden Technologien betrachten.
3. Der Einfluss von Belohnungssystemen auf Arousal
   • Die physiologischen Auswirkungen von Belohnungen wie Lootboxen und Sammelobjekten auf das Engagement und Arousal der Spieler untersuchen.
   • Potenzielle Verbindungen zu Verhaltensweisen wie Glücksspiel oder Einsatzmöglichkeiten in spielerischer Bildung analysieren.
4. Die Rolle der narrativen Entwicklung bei der Vorhersage von Arousal
   • Analysieren, wie zentrale Story-Momente und Charakterinteraktionen das Erregungsniveau der Spieler beeinflussen.
   • Anwendungen narrativ getriebener Spiele in der Empathieschulung oder in psychischen Gesundheitsinterventionen untersuchen.

Was Studierende tun werden:

Im Rahmen dieses Projekts konzentrieren sie sich auf eines dieser Themen, um unser Verständnis davon zu verfeinern, wie Spielelemente die Erregung beeinflussen. Ihre Ergebnisse tragen direkt zur Entwicklung des Vorhersagemodells und seiner breiteren Anwendungen bei.

Abschließende Gedanken:

Diese Forschung bietet die Möglichkeit, wissenschaftliche Untersuchungen mit der Kreativität der Spieleentwicklung zu verbinden. Indem wir verstehen, wie Spiele uns auf physiologischer Ebene beeinflussen, können wir neue Möglichkeiten in Technologie, Psychologie und Medizin erschließen. Gemeinsam werden wir erforschen, wie EDA-Daten die verborgenen Dynamiken von Spielerfahrungen offenbaren.

Referenzen

Riva, G., et al. (2022). “Digital Biofeedback in Mental Health.” Journal of Clinical Psychology.

Cahill, L., & McGaugh, J. L. (1998). “Mechanisms of Emotional Arousal and Memory.” Trends in Neurosciences.

Laver, K. E., et al. (2017). “Serious Games for Stroke Rehabilitation.” Cochrane Database of Systematic Reviews.

Gentile, D. A., et al. (2012). “Video Games and Attention Deficits in Children.” Psychological Science.

Limbourg, M., et al. (2021). “Stress Elicitation Using Virtual Reality.” Frontiers in Psychology.

Detaillierte Aufstellung des Themas für Studis:

Thema 1: Der Einfluss von Game Audio auf Arousal Levels

Ziel:

Es soll untersucht werden, wie verschiedene Audioelemente (z.B. Hintergrundmusik, Soundeffekte, Dialoge der Spielfiguren) die Erregung des Spielers beeinflussen, gemessen durch elektrodermale Aktivität (EDA).

Hypothesen:

1. H1: Audioelemente in Videospielen lösen unterschiedliche EDA-Reaktionen aus, wobei plötzliche Soundeffekte (z.B. Schüsse, Alarme) zu höheren Hautleitfähigkeitsreaktionen (SCRs) im Vergleich zu kontinuierlicher Hintergrundmusik führen.
2. H2: Variationen in den Audioeigenschaften (z.B. Tempo, Lautstärke, Tonhöhe) sagen signifikant Unterschiede im tonischen Hautleitwert (SCL) während des Spielens voraus.

Aufgaben:

• Audiokomponenten isolieren während des Spielens und mit EDA-Aufnahmen synchronisieren.
• SCR-Spitzen und SCL-Trends Analysieren im Zusammenhang mit Audio-Ereignissen.
• Einblicke in die Art und Weise gebe, wie Audiodesign auf therapeutische Anwendungen zugeschnitten werden kann, z. B. beruhigende Musik zum Stressabbau.

Thema 2: Die Rolle visueller Stimuli bei der Vorhersage von Arousal

Zielsetzung:

Untersuchung des Einflusses visueller Spielelemente (z.B. HUD-Änderungen, Auftauchen von Sammelobjekten, Umgebungsübergänge) auf EDA-Muster, um zu verstehen, wie visuelle Stimuli den Erregungsgrad vorhersagen.

Hypotheses:

1. H1: Visuell dynamische Elemente (z.B. blinkende HUD-Warnungen, animierte Sammelobjekte) rufen höhere phasische EDA-Reaktionen hervor als statische Elemente (z.B. nicht interaktive Hintergründe).
2. H2: Veränderungen in der Umgebung (z.B. plötzliche Beleuchtungsübergänge, Auftauchen neuer Charaktere) sind stark mit Spitzen in den EDA-Signalen verbunden, was auf erhöhte Erregung hinweist.

Aufgaben:

• Experiment Aufbau, um visuelle Stimuli zu isolieren (z. B. Auslösung spezifischer HUD-Veränderungen).
• Verarbeitung und Analyse von EDA-Daten, um visuelle Ereignisse mit physiologischen Reaktionen zu verknüpfen.
• Diskussion aufbauen, wie prädiktive Erkenntnisse in Rehabilitationsspielen oder bei der Entwicklung von Hilfstechnologien genutzt werden könnten.

Thema 3: Der Einfluss von Belohnungssystemen (z.B. Lootboxen und Sammelobjekte) auf Arousal

Ziel:

Analyse des Einflusses von belohnungsbasierten Spielmechanismen, wie Lootboxen und Sammelgegenstände, auf die Erregung der Spieler, gemessen durch elektrodermale Aktivität (EDA).

Hypothesen:

1. H1: Das Öffnen von Lootboxen löst aufgrund ihrer Unvorhersehbarkeit und ihres hohen Einsatzes höhere elektrodermale Reaktionen aus als der Erwerb von normalen Sammelgegenständen.
2. H2: Die Häufigkeit und die Art der Belohnungen haben einen signifikanten Einfluss auf die tonischen EDA-Werte, wobei seltene Belohnungen stärkere und länger anhaltende Reaktionen hervorrufen.

Aufgaben:

• Fokus auf die Gestaltung von Experimenten, bei denen die Teilnehmer mit Belohnungssystemen interagieren (z. B. Öffnen von Beutekisten, Sammeln seltener bzw. häufiger Gegenstände).
• Analyse von SCR-Spitzenwerten und anhaltende SCL-Veränderungen während des Erwerbs von Belohnungen.
• Diskussion über mögliche Anwendungen für die Untersuchung von glücksspielähnlichem Verhalten oder die Entwicklung von ansprechenden Lehrmitteln.

Thema 4: Die Rolle der narrativen Progression für die Vorhersage von Arousal

Ziel:

Es soll untersucht werden, wie der Verlauf der Erzählung (z.B. Ereignisse in der Geschichte, Interaktionen zwischen den Charakteren) EDA-Muster beeinflusst und zum Engagement des Spielers beiträgt.

Hypothesen:

1. H1: Erzählerische Schlüsselmomente (z.B. Wendungen in der Handlung, Tod von Charakteren) lösen im Vergleich zu routinemäßigen Spielereignissen signifikante SCR-Spitzen aus.
2. H2: Kontinuierliches erzählerisches Engagement korreliert mit erhöhten SCL-Basisspiegeln, die eine anhaltende emotionale Beteiligung widerspiegeln.

Aufgaben:

• Identifiziere und markiere signifikante erzählerische Ereignisse in der Spielzeitleiste.
• Analysiere die EDA-Daten, um die Erregungsreaktionen während dieser Ereignisse zu bewerten.
• Untersuche, wie narrative Spiele das Design von immersiven therapeutischen oder pädagogischen Anwendungen, wie z.B. Spiele für Empathie-Training, beeinflussen könnten.