Doktoranden

Cao, Yong	Zur Darstellung und Verarbeitung von Wissen über Himmelsrichtungen - Geometrische und kognitionswissenschaftliche Aspekte
	Kollegsprojekt
	Bei der Forschung im Bereich mentaler Repräsentationen räumlicher Relationen wird der Einfluß geometrischer Eigenschaften untersucht, die in zwei Teilbereichen - Distanz und Orientierung - weiter vertieft werden. Alle derartigen Forschungsarbeiten sind besonders wichtig für die Computerisierung mentaler Raumvorstellungen, denn ein Computersystem der Künstlichen Intelligenz kann einerseits logische Schlüsse gut ausführen und daher mit Berücksichtigung der geometrischen Eigenschaften die mentalen Raumvorstellungen qualitativ beschreiben und verarbeiten. Andererseits haben viele KI-Forscher mit Erfolg versucht, Bilder direkt im Computer zu verarbeiten. Das bedeutet, daß mentale Vorstellungen analog in Computern dargestellt und verarbeitet werden können, dazu werden dann die quantitativen Angaben von Distanz und Orientierung benötigt. In dieser Arbeit werden die "geometrischen" Eigenschaften unter zwei Perspektiven behandelt: der Raster-Geometrie einerseits und der kognitiven Distanz sowie Orientierungsverzerrung in räumlichen Ausdrücken andererseits. Die Definitionen und Eigenschaften der Distanz und der Orientierung in der Raster-Geometrie basieren auf der Arbeit von Rosenfeld und werden in Bezug auf unsere Aufgabe weiter untersucht. Als Beispiel werden die Himmelsrichtungen in einem beschränkten Polar-Diagramm formal beschrieben. Im Alltag sind aber die Bedeutungen räumlicher Ausdrücke mit Himmelsrichtungen von Kontext zu Kontext unterschiedlich. Dabei sind nicht nur Verzerrungen der Orientierung in einer kognitiven Karte, sondern auch kognitive Distanzen bei der Verwendung der Himmelsrichtungen zu beobachten. In dieser Arbeit wird die Beziehung zwischen dieser kognitiven Distanz und der Kategorie der betroffenen Geo-Objekte untersucht. Eine Kategorienstruktur und der darauf basierende Fokussierungs- und Ausdehnungsprozeß werden in dieser Arbeit entwickelt. Der Fokussierungsprozeß beschränkt die Einflußdistanz der Himmelsrichtungen, und der Ausdehnungsprozeß bestimmt, welche Bereiche und welche darin befindlichen Geo-Objekte von dem System fokussiert werden. Zur theoretischen Unterstützung dieser beiden Prozesse wird ein Modell der hierarchischen mentalen Bilder (insbesondere der hierarchischen kognitiven Karten) in bezug auf Arbeiten von Kosslyn, Moar, sowie Stevens & Coupe u. a. eingefügt. Dieses hierarchische Modell unterstützt nicht nur den Fokussierungs- und Ausdehnungsprozeß, sondern kann auch die Verzerrungen der Orientierung in einer kognitiven Karte (im allgemeinen Sinne) erklären.
Zeitraum:	Oktober 1990 bis August 1992
Betreuer:	Christopher Habel
Externe Vorträge während der Kollegiatenzeit:	September 1990: Die Kategorie des Gebietes und ihre Wirkung auf Himmelsrichtungen. Vortrag in GWAI-90.
Publikationen:	Cao, Y. (1990). Untersuchung zu depiktionalen Darstellungen der Himmelsrichtungen. In: Freksa, C./ Habel, Chr. (Hrsg.): Repräsentation und Verarbeitung räumlichen Wissens. Berlin: Springer-Verlag. Cao, Y. (1990). Die Kategorie des Gebietes und ihre Wirkung auf Himmelsrichtungen. In: H. Marburger (Hrsg.): Proc. GWAI-90. Berlin: Springer-Verlag.

Clauser, Constanze	Untersuchungen zur Formerkennung im Paradigma der mentalen Rotation. Der Einfluß von Faktoren der Aufgabenstellung und der Bekanntheit der Form auf die Verarbeitung ansichts- und positionsspezifischer Informationen bei der Formerkennung
	Kollegsprojekt Siehe auch Postdoktoranden
	Aktuelle Modelle der menschlichen Formerkennung unterscheiden sich in ihrer Erklärung, auf welche Weise Formen, die in verschiedenen Ansichten wahrgenommen werden, wiedererkannt werden. Unterschiedliche Auffassungen bestehen dabei vor allem zu der Frage, inwieweit ansichtsspezifische Informationen über die Form, die sich mit der räumlichen Anordung von Blickpunkt und Form systematisch verändern, bei der Formerkennung berücksichtigt werden. Die Modelle lassen sich grob in drei Gruppen einteilen: Modelle, die eine weitgehende, keine oder aber eine teilweise Berücksichtigung ansichtsspezifischer Informationen bei der Formerkennung annehmen. Als empirisches Kriterium, an dem sich die Brauchbarkeit der genannten Modelle messen läßt, bietet sich das Paradigma der mentalen Rotation an. In Untersuchungen in diesem Paradigma werden den Vpn Paare von Bildern dargeboten, die entweder ungleiche Formen oder aber gleiche Formen in verschiedenen Ansichten zeigen. Erhoben wird, wie schnell die Vpn beurteilen können, ob beide Bilder eines Bildpaares die gleiche Form zeigen oder nicht. Aus der Zeit, die die Vpn zu diesem Urteil benötigen, wird auf den Verarbeitungsaufwand geschlossen, der zum Wiedererkennen der Form in den verschiedenen Ansichten erforderlich ist. Aus den geschilderten Modellen lassen sich unterschiedliche Prognosen für Experimente mit dieser Aufgabenstellung ableiten. Den Modellen mit weitgehender Berücksichtigung ansichtsspezifischer Informationen zufolge, müßte sich der Orientierungsunterschied zwischen den dargebotenen Bildern auf den Verarbeitungsaufwand auswirken. Insbesondere ist angenommen worden, daß der Verarbeitungsaufwand mit dem Ausmaß des Orientierungsunterschiedes zwischen den Bildern zunimmt. Diese Annahme beruht auf der Überlegung, daß vor einem Vergleich der Bilder auf Gleich- bzw. Ungleichheit der Formen, der Orientierungsunterschied zwischen den Bildern durch eine mentale Rotation, die einer realen Drehung der Formen vergleichbar ist, ausgeglichen werden muß. Diese mentale Rotation sollte mehr Zeit erfordern, je größer der Orientierungsunterschied zwischen den beiden Bildern einer Form ist. Gemäß Modellen ohne Berücksichtigung ansichtsspezifischer Informationen dürfte sich die Veränderung der Ansicht in den beiden zu vergleichenden Bildern einer Form dagegen nicht auf den Verarbeitungsaufwand auswirken. Die in der Literatur berichteten uneinheitlichen Befunde in Experimenten zur mentalen Rotation lassen die dritte Gruppe von Modellen - mit teilweiser Berücksichtigung ansichtsspezifischer Informationen - als angemessenste Beschreibung erscheinen. Soll diese dritte Gruppe von Modellen aussagekräftig und falsifizierbar sein, so ist jedoch zu spezifizieren, in welchen Fällen ansichtsspezifische Informationen berücksichtigt werden und in welchen nicht. Es wurden fünf Experimente durchgeführt, in denen einzelne Faktoren der Aufgabenstellung und der Bekanntheit der zu beurteilenden Formen daraufhin untersucht wurden, ob sie für die Berücksichtigung bzw. Vernachlässigung ansichtsspezifischer Informationen bei der Formerkennung relevant sind. Hinsichtlich der Aufgabenstellung läßt sich die bereits aus der Literatur bekannte Relevanz des in den Aufgaben geforderten Unterscheidungskriteriums bestätigen: ansichtsspezifische Informationen werden insbesondere dann berücksichtigt, wenn beim Vergleich der Formen Orientierungsrelationen zwischen Teilfiguren beachtet werden müssen. Die Vorhersagbarkeit der Art der Unterscheidungsmerkmale bewirkt, daß der Verarbeitungsaufwand bei der Beurteilung der Gleich- bzw. Ungleichheit von Formen verringert werden kann. Hinsichtlich der Bekanntheit der Form wurde untersucht, ob das wiederholte Einprägen einer Form in einer bestimmten kanonischen Orientierung sich auf die Berücksichtigung ansichtsspezifischer Informationen bei der Formerkennung auswirkt. Dieser Aspekt erweist sich jedoch nicht als bedeutsam. Nur sehr schwache Hinweise lassen sich dafür festmachen, daß die Betonung bestimmter Struktureigenschaften beim ersten Kennenlernen der Formen Auswirkungen darauf hat, ob ansichtsspezifische Informationen beim nachfolgenden Wiedererkennen in variierenden Positionen berücksichtigt werden. Insgesamt ergeben sich in den fünf Untersuchungen nur schwache Hinweise darauf, daß ansichtsspezifische Informationen berücksichtigt werden, indem Orientierungsunterschiede durch mentale Rotation ausgeglichen werden. Der Verarbeitungsaufwand beim Wiedererkennen von Formen in verschiedenen Ansichten nimmt nicht durchgängig mit der Größe des Orientierungsunterschiedes zu; vielmehr scheinen bestimmte Veränderungen der Orientierung einen größeren Verarbeitungsaufwand zu erfordern als andere. Aufgrund der Befunde in den fünf Experimenten scheint es lohnenswert, zu untersuchen, inwieweit Veränderungen der Ansicht auf eine Form materialspezifische Auswirkungen auf den Aufwand der Formerkennung haben.
Zeitraum:	November 1990 bis Dezember 1993 (Abgabe der Dissertation)
Betreuer:	R. Kluwe, Ch. Habel
Schwerpunkt:	Repräsentation von Raum und Zeit in kognitiven Prozessen
Externe Vorträge während der Kollegiatenzeit:	Mai 1993: "Semantische Validierung der objekt-orientierten Analyse". Vortrag, gehalten am 14.5.1993 auf dem Workshop Psychologie des Softwareentwurfs, Bad Neuenahr. Juni 1994: "Überlegungen zum Beitrag verschiedener Bezugssysteme beim Wiedererkennen von Formen in verschiedenen Ansichten". Vortrag, gehalten am 24.6.1994 auf dem Treffen der Wilhelm-Wundt-Gesellschaft, Hamburg. September 1994: "Untersuchung zur Formerkennung im Paradigma der mentalen Rotation". Vortrag, gehalten am 28.9.1994 auf der DGfP-Tagung, Hamburg.
Weitere relevante Aktivitäten:	31.8. bis 9.10.1992 sowie 1.9. bis 30.11.1994: Gastforscherin bei der Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung mbH
Publikationen:	Clauser, C. (1997). Präzise Manipulationsaufgaben bei eingeschränkten Wahrnehmungsbedingungen. (Schriftenreihe des Graduiertenkollegs Kognitionswissenschaft: Berichte, 59). Universität Hamburg. Clauser, C. (1995). Zur semantischen Validierung der objektorientierten Analyse. In W. Dzida & U. Konrad (Hrsg.), Die Psychologie des Softwareentwurfs. Göttingen: Verlag für Angewandte Psychologie, Reihe Arbeit und Technik. Clauser, C. (1995). Die Bedeutung verschiedener Arten haptischen Feedbacks bei präzisen Zeigebewegungen - Pilotstudie zu einem Problem in der Endoskopie. (Schriftenreihe des Graduiertenkollegs Kognitionswissenschaft: Berichte, 52). Universität Hamburg. Clauser, C. (1994). Untersuchungen zur Formerkennung im Paradigma der mentalen Rotation: Der Einfluß von Faktoren der Aufgabenstellung und der Bekanntheit der Form auf die Verarbeitung ansichts- und positionsspezifischer Informationen bei der Formerkennung. Dissertation. (Schriftenreihe des Graduiertenkollegs Kognitionswissenschaft: Berichte, 40.) Universität Hamburg.

Crysmann, Berthold	Entwurf einer HPSG-Morphosyntax
	Kollegsprojekt
	In meiner Dissertation plane ich, mich mit der Organisation einer morphosyntaktischen Komponente einer HPSG-Grammatik auseinanderzusetzen. Die HPSG stellt derzeit das wohl wichtigste constraint-basierte Grammatikmodell dar. Dies gilt natürlich im Besonderen für den Bereich Natürliche Sprachverarbeitung. Aufgrund seines prozeßneutralen Charakters läßt es sich dort leicht als deklarative Wissensbasis in Verarbeitungsmodellen einsetzen, und zwar sowohl für Produktion, als auch für Perzeption (Parsing). Ziel meines Promotionsvorhabens ist unter anderem, zu prüfen, in wie weit eine Anreicherung der morphosyntaktischen Komponente geeignet sein kann, Effekte einer wortinternen "totalen" Sättigung von Valenzen mit Phänomenen von grammatischem Funktionswechsel, type shifting und partieller Sättigung (Inkorporation) in Einklang zu bringen. Dazu sollen möglichst generelle Wohlgeformtheitsbedingungen für morphologische Strukturen entwickelt werden, die in der Lage sind, die Bandbreite der Variation zu beschreiben. Dies schließt die Formulierung geeigneter, an existierende syntaktische Prinzipien angelehnter, originär morphologischer Prinzipien ein: wichtig sind neben der Formulierung restriktiver morphologischer ID-Schemata vor allem Prinzipien, die die Konkatenation und Differenzbildung von Subkategorisierungsinformation regeln. Insgesamt handelt es sich bei diesem Vorhaben um den Entwurf einer Morphologie, die, basierend auf dem Typenunifikationskonzept der HPSG, versucht, eine monotone Beschreibung von Klitisierung und Inkorporation zu liefern. Designentscheidungen sollen dabei auf psycholinguistisch determinierte Eckdaten gestützt werden.
Zeitraum:	April 1996 bis 1999 (seit Oktober 1996: GrK Saarbrücken)
Betreuer:	Jürgen Meisel, Christopher Habel
Schwerpunkt:	Sprachproduktion und Sprachverstehen
Publikationen:	Crysmann, B. (1997), Cliticization in European Portuguese using parallel morpho-syntactic constraints, in M. Butt und T. H. King, (eds.), Proceedings of the LFG97 Conference, Stanford, CSLI Publications. Crysmann, B. und N. Müller (in press), On the non-parallelism in the acquisition of reflexive and nonreflexive object clitics, in C. Hamann und S.Powers, (eds.), The Acquisition of Clause Internal Rules: Scrambling and Cliticization, Dordrecht, Kluwer. Müller, N., B. Crysmann und G. A. Kaiser (1996), Interactions between the acquisition of French object drop and the development of the C-system, Language Acquisition 5(1), 35-63. Crysmann, B. und N. Müller (1995), The acquisition of French reflexive clitics as a problem space, in Nash, L., G. Tsoulas und A. Zribi-Hertz Actes du 2e colloque Langues et Grammaire, Paris 8.

Postdoktoranden

Calero-Breckheimer, Ayxa	Does Moses Become Noah? A Study on Semantic lllusions
	Kollegsprojekt
	Readers often suppose that texts are formal, autonomous, finished pieces. Because texts generally seem to be acceptable, readers may overlook small problem areas. During the past decade the failure of error detection has become an important topic in comprehension monitoring research. Error detection experiments involve the inclusion of some sort of inconsistencies into a text to examine the likelihood that the subject will detect it. The failure to detect the distortions is usually attributed to insufficient ”matching” of the information given in a text segment or sentence with information given earlier in the text and/or with the reader´s background knowledge. In the present study, this ”matching” hypothesis is tested for a particular kind of failure of error detection, namely the semantic illusion or Moses illusion. The name ”Moses illusion” was first used by Erickson and Mattson who observed that subjects often failed to notice the distortion in questions such as ”How many animals of each kind took Moses to the Ark?” It was called illusion because the people who failed to see the distortion in fact knew that it was Noah and not Moses who took the animals to the ark. Various hypotheses to explain this phenomenon have been proposed. Most of these can be considered as variants of the ”matching” hypothesis. Here it is assumed that a correct conceptual representation for the sentence is constructed (including the inappropriate referent concept), but that the conceptual representation is not carefully matched with the reader´s background knowledge. In the example of Erickson and Mattson, the word ”Moses” is interpreted as actually Moses (the man who directed his people out of Egypt, the one who received the 10 Commandments), but the person who reads the postulate does not check if it was actually Moses who took two animals of each kind to the Ark. However, when research on the influence of context in word processing is taken into consideration, an alternative hypothesis for the Moses illusion can be proposed. That is, the sentential context affects the processing of the incorrect name in such a way that a conceptual representation that fits with the rest of the sentence is constructed. According this ”context” hypothesis, the person understands the target term ”Moses” not as Moses, but as the man involved in the animals-on-ark-story. In a first experiment these two hypotheses were tested. Results of the first experiment supported the ”context” hypothesis. However, they did not allow for a decision between a strong and a weak version of the hypotheses. The strong version of the ”context” hypothesis states that the ordinary conceptual representation of Noah is constructed to the target word Moses. The weak version of the hypothesis states that a very loose representation is instead constructed, one that is imprecise enough to match with the rest of the question. That is, the representation includes less Noah-specific features than the representation that would have been constructed if the question would have been undistorted. To test which one of these two variations of the ”context” hypothesis is correct a second experiment is carried out.
Zeitraum:	November 1990 bis Oktober 1992
Kooperationspartner:	Kelter, Wagner
Externe Vorträge während der Kollegiatenzeit:	April 1991: "The structure of Readers' Emotional Responses: Latent Partition Analyses of Affect Reports". Vortrag, gehalten im Annual Meeting of the American Educational Research Association Annual Convention, Texas, USA. April 1992: "Reading Strategies of Biliterate Children for English and Spanish texts." Vortrag, gehalten im Rahmen der American Educational Research Association Annual Convention, California, USA.
Publikationen:	Palmer, D.J. & Calero-Breckheimer, A. (1993). Specific Learning Disability. International Encyclopedia of Education, Second Edition. Calero-Breckheimer, A. & Goetz, E.T. (1993). Reading strategies of biliterate children for English and Spanish texts. Reading Psychology, 14, 177-204. Calero-Breckheimer, A. (1991). All about Semantic Illusions. Technical Paper #10, Zeitschrift des GK Kognitionswissenschaft. Universität Hamburg. Goetz, E.T., Sadozki, M., Olivares, A., Calero-Breckheimer, A., Garner, P., Fatemi, J. (1992). The Structure of Emotional Response in Reading: Quantitative and Qualitative Analyses. Reading Research Quarterly, 27, 361-372.
Casakin, Hernan	Wayfinding and Schematic Maps
	Kollegsprojekt
	Interdisziplinäre Forschungsgruppe. Mitarbeiter: Christian Freksa, Hernan Casakin, Alexander Klippel und Thomas Barkowsky. Fachbereich Informatik, Universität Hamburg. - Projektbeschreibung: siehe Schwerpunkt "Repräsentation von Raum und Zeit in kognitiven Prozessen". -
Zeitraum:	März bis September 1999
Kooperationspartner:	Freksa
Schwerpunkt:	Repräsentation von Raum und Zeit in kognitiven Prozessen
Publikationen:	Casakin, H., Barkowsky, T., Klippel, A., and Freksa, C.A. (1999). Taxonomy of Decision Points and the Schematization of Maps for Wayfinding Tasks. Paper accepted for the Workshop on Maps and Diagrammatical Representations of the Environment. Universität Hamburg. 31. August - 1. September. Casakin, H. and Goldschmidt, G. (1999). "Expertise and the Use of Analogy and Visual Displays: Implications for Design Education". Special Issue of Design Studies on Design Education. Vol. 20-2, pp. 153-175. (Full Paper). Casakin, H. (1998). "Diagrams, Sketches and the Use of Visual Analogy in Design Problem-Solving: Experts and Novices". Proceedings of the TwD98 International Workshop on Thinking with Diagrams. University of Wales, Aberystwyth, August 22-23. (Full Paper). Casakin, H. and Goldschmidt, G. (forthcoming). "Reasoning by Visual Analogy in Design Problem-Solving: The Role of Guidance". Accepted for publication in Environmental Planning and Design B. (Full Paper). Casakin, H. (1999). "Razonamiento a Base de Experiencias Visuales: Un Enfoque Cognitivo". ("Reasoning Through Visual Experiences: A Cognitive Approach"). Accepted for publication in Revista Entre Rayas, Grupo Editorial Entre Rayas, C.A., Venezuela. (Full Paper). Casakin, H., and Dai, W. (1998). "Visual Typology in Design: A Computational View". Submitted to AIEDAM. (Full Paper).
Clauser, Constanze	Präzise Manipulationsaufgaben bei eingeschränktem haptischem Feedback - ein Problem in der Endoskopie
	Drittmittelprojekt
	In diesem Projekt wird die Rolle von visuellem und haptischem Feedback bei der Steuerung präziser Handbewegungen im Raum untersucht. Die Untersuchungen stehen in Zusammenhang mit dem Anwendungsbereich der Endoskopie. Die Bewegung endoskopischer Geräte zu präzisen Raumpositionen bereitet häufig Schwierigkeiten. Diese beruhen u.a. darauf, daß beim Umgang mit endoskopischen Instrumenten das gewohnte visuelle und haptische Feedback z.B. beim "Berühren" des Gewebes, das lediglich über einen Bildschirm gezeigt wird, fehlt. Derzeit werden daher verschiedene technische Ansätze zur Darbietung von haptischem und visuellem Feedback verfolgt. Dabei stellt sich die Frage, wie dieses Feedback zu gestalten ist und unter welchen Bedingungen welche Art des Feedbacks benötigt wird. Die vier in diesem Projekt geplanten Experimente sollen zur Klärung dieser Fragen beitragen. Untersucht wird die Rolle verschiedener Arten des haptischen und visuellen Feedbacks bei präzisen Zeigebewegungen zu Raumpositionen. Anders als in bereits bestehenden Untersuchungen zur Wirkung von Feedback auf Zielbewegungen, werden die Bewegungen in den geplanten Untersuchungen nicht nur bezüglich einer Ebene, sondern als freie Bewegungen im Raum betrachtet. Geprüft wird, ob haptisches Feedback für Zeigebewegungen in verschiedene Raumrichtungen unterschiedlich relevant ist und ob das Ausbleiben des haptischen Feedbacks nach längerer Übung kompensiert werden kann. Zudem wird untersucht, ob haptisches Feedback durch die in endoskopischen Untersuchungen übliche Reduktion der visuellen Information an Bedeutung gewinnt. Ziel der Untersuchungen ist es, zu klären, ob verschiedenen Arten des haptischen und visuellen Feedbacks spezifische Bedeutung bei der Steuerung von präzisen Zeigebewegungen zukommt. Die Untersuchungsergebnisse sollen Anhaltspunkte für die Gestaltung von haptischem und visuellem Feedback im Bereich der Endoskopie liefern.
Zeitraum:	Als Postdoktorandin von Mai 1994 bis Sept. 1995
Kooperationspartner:	Habel, Künne, Freksa
Schwerpunkt:	Repräsentation von Raum und Zeit in kognitiven Prozessen
Publikationen:	Siehe Doktoranden