Inklusion und Bildung durch Künstliche Intelligenz: Hochschule Fresenius entwickelt HCI-Prototypen für reale Anwendungsszenarien

Wie lässt sich Künstliche Intelligenz so in die Lehre integrieren, dass Studierende nicht nur über Modelle sprechen, sondern nutzerzentrierte Systeme entwickeln? Masterstudierende des Studiengangs Digital Management & Leadership an der Hochschule Fresenius in Wiesbaden realisieren im Projektkurs „Grundlagen der Human-Computer Interaction/Interface“ (HCI; Mensch-Computer-Interaktion) KI-gestützte Prototypen, die konkrete Use-Cases aus Inklusion, Bildung und Alltagsanwendungen adressieren – von gestenbasierter Endgeräte-Steuerung bis hin zur VR-gestützten Lernförderung.

„Die Integration moderner KI-Tools in die anwendungsorientierte Lehre ermöglicht es unseren Studierenden, nicht nur theoretische Konzepte zu entwerfen, sondern nutzerzentrierte Lösungen für reale gesellschaftliche Probleme bis hin zur funktionsfähigen Vorstufe zu simulieren“, erklärt der Studiengangsleiter und Wirtschaftsinformatiker Prof. Dr. Coskun Akinalp. „Dadurch wird HCI nicht nur als Gestaltungsdisziplin vermittelt, sondern als Schnittstelle zwischen technischer Infrastruktur, Algorithmik und menschlichem Erleben.“

HCI und KI kombiniert: User-Centered-Design als Leitplanke

Im Projektkurs durchlaufen die Studierenden einen vollständigen HCI-Entwicklungszyklus: von der Kontextanalyse und Anforderungsdefinition, der Identifikation eines gesellschaftlich relevanten Problems, der Ableitung konkreter Nutzendenbedürfnisse, der Konzeption der Mensch-Technik-Interaktion bis hin zur Entwicklung von Interaktionskonzepten, Wireframes und ersten Prototypen mit Fokus auf Zugänglichkeit, kognitiver Entlastung und intuitiver Bedienung.

Projektbeispiel: VR und Gamification für frühkindliche Bildung

Mit der Lese-Rechtschreib-Schwäche-Wortwerkstatt adressieren die Studentinnen Chiara Saparidis und Sonja Wolf die Herausforderung, Kinder mit Lese-Rechtschreib-Schwäche (LRS) durch multisensorische, räumliche Lernsettings zu unterstützen:

• Nutzung von Virtual-Reality-Umgebungen, um Wörter räumlich und visuell in 3D darzustellen.
• Kombination von Gamification-Elementen mit didaktisch strukturierten Übungen.
• Fokus auf kognitive Belastung, Motivationsdesign und kindgerechte Interaktionsmuster.
• Gestaltung von Interfaces, die die Aufmerksamkeit gezielt auf den Lerninhalt lenken.

Erste Tests mit Grundschulkindern liefern Daten zu Verständlichkeit, Bedienbarkeit und Konzentrationsverlauf. Diese Daten fließen in iterative Anpassungen der Nutzerführung und der Interaktionslogik ein.

Projektbeispiel: GestureControl – Gestenbasierte Interaktion für Menschen mit motorischen Einschränkungen

Das Projekt GestureControl der Studierenden Leonard Klein und Lea Becker setzt auf KI-basierte Gestenerkennung, um Smartphones und Tablets ohne klassische Touch-Eingaben zu bedienen:

• Kameranutzung zur Erfassung einfacher Handgesten.
• Verarbeitung der Bilddaten mittels KI-gestützter Mustererkennung · Abbildung der Gesten auf Interaktionskommandos, um zentrale Betriebssystemfunktionen zugänglich zu machen.
• Minimierung der Fehlbedienungsrate durch einfache, voneinander unterscheidbare Gesten.
• Gestaltung von visuellen und auditiven Feedbackmechanismen.
• Stärkung der digitalen Teilhabe von Menschen, die Standard-Bedienkonzepte physisch nur eingeschränkt oder gar nicht nutzen können.

HCI-Ausbildung mit KI-Fokus: Von der Theorie zur iterativen Prototypenentwicklung

Die Entwicklung der Prototypen fördert die technischen und methodischen Kompetenzen der Studierenden und vermittelt Verständnis für komplexe IT-Infrastrukturen, Datenflüsse und Systemarchitekturen:

• Sicherer Umgang mit KI-Werkzeugen z. B. für Bilderkennung, Datenanalyse oder Interaktionsautomatisierung im Kontext von HCI-Projekten.
• Anwendung von User-Centered Design, Prototyping-Methoden und Usability-Tests in realen Szenarien.
• Einsatz agiler Vorgehensmodelle zur Strukturierung von Entwicklung, Iteration und Test.

„Die zentrale Herausforderung besteht darin, nutzerzentriertes Denken systematisch mit den technischen Möglichkeiten aktueller KI-Werkzeuge zu verbinden“, so Student Daniel Kufs-Anschau. Kommilitonin Lea Becker betont: „Die Geschwindigkeit, mit der sich digitale Innovationen heute vom Konzept zum funktionierenden Prototyp realisieren lassen, erfordert ein hohes Maß an agilem Projektmanagement und klarem Testing.“

Mit dem Fokus auf KI-gestützte HCI-Projekte, iteratives Prototyping und reale Anwendungsszenarien bereitet die Hochschule Fresenius ihre Studierenden darauf vor, digitale Transformationsprozesse in Wirtschaft und Gesellschaft nicht nur zu begleiten, sondern aktiv zu gestalten.