Wahrnehmung in der digitalen Welt - wissenschaft.de
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Technik+Digitales

Wahrnehmung in der digitalen Welt

VR-Brille als Designhilfe
Digitale Technologien ermöglichen uns neue Möglichkeiten der Wahrnehmung. (Foto: fotolia, db)
Nicht nur die Art und Weise wie wir kommunizieren wurde durch die digitale Welt stark verändert. Unsere ganze Wahrnehmung wandelt sich durch die vielfältigen digitalen Anwendungen. Dazu zählt auch, wie wir Informationen mit unseren Sinnen aufnehmen und wie unser Gehirn diese verarbeitet.

Wir reagieren auf die zunehmende Digitalisierung mit veränderten Mediengewohnheiten und anderen Verhaltensmustern. Der technologische Fortschritt macht zahlreiche neuartige und spannende Anwendungen möglich, die sich teilweise bereits in unserem Alltag etabliert haben und teilweise noch in den Kinderschuhen stecken. Die menschliche Wahrnehmung hat in diesem Zusammenspiel zwischen Mensch und Maschine eine ganz besondere Rolle.

Auswirkungen des digitalen Alltags

Neben der Arbeit ändern sich so auch im privaten Bereich viele Bedingungen, die mit unserer Wahrnehmung zusammenhängen. Tragbare Geräte etwa machen den Medienkonsum inzwischen überall und zu jeder Zeit möglich. In immer mehr Berufsbildern spielt der Computer mit verschiedenen digitalen Prozessen und automatisierten Abläufen eine wichtigere Rolle. Das Schlagwort Industrie 4.0 gilt dabei als Überbegriff für diesen umfassenden Wandel. Es sind kaum noch Arbeitsplätze zu finden, an denen nicht zumindest teilweise mit Computern oder anderen digitalen Geräten gearbeitet werden muss.

Wir sind heute mit einer ungeheuren Flut an Informationen und Eindrücken über die verschiedensten Medien konfrontiert. Dabei muss nicht nur unser Gehirn viel mehr Informationen verarbeiten, diese müssen auch erst einmal rezipiert und erfahren werden. Dies bedeutet, dass wir im Alltag oft völlig unter Strom stehen. Die vielen und vielfältigen Impressionen erfordern von uns ein hohes Maß an Flexibilität und eine schnellere Auffassungsgabe.

Neurowissenschaftliche Konsequenzen

Die digitalen Medien erlauben eine viel größere Vielfalt, Informationen „erfahrbar“ zu machen. Beim Lesen einer Zeitung beschränkt sich die Wahrnehmung auf unsere Augen. Dabei müssen Text- und möglicherweise auch Bildinformationen verarbeitet werden. Bei einer Radiosendung hingegen ist ausschließlich unser Gehör gefordert

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Im Internet hingegen können multimediale Elemente eingesetzt werden. Text- und Bildpassagen wechseln sich mit kurzen Videosequenzen ab und auch Audioinhalte sind inzwischen ein häufig verwendetes Mittel

Im Laufe der letzten Jahre hat sich die Reizdichte und -frequenz dabei stetig erhöht. Dies bedeutet einerseits eine höhere Belastung für die entsprechenden Sinnesorgane, die für die Rezeption verantwortlich sind. Andererseits ist auch unser Hirn stärker gefordert. Nicht selten fühlen sich manche Menschen dann überfordert, wenn sie sich längere Zeit über mit digitalen Medien beschäftigen.

Eine Studie an der Korea Universität zeigt, dass bei übermäßiger Nutzung des Handys neurologische Veränderungen des Gehirns zu beobachten sind. Der Anteil verschiedener Neurotransmitter – genauer gesagt GABA und Glutamat – zeigte sich bei den Probanden in veränderten Mengenverhältnissen. Dies könnte die Ursache sein für negative gesundheitliche Auswirkungen wie Schlaflosigkeit oder Depressionen, die mit einer zunehmenden Mediennutzung in Verbindung stehen.

Multitasking als neue Fähigkeit

Diese Veränderungen machen es oftmals notwendig, dass wir unsere Wahrnehmung oder die Verarbeitung des Rezipierten entsprechend anpassen. Die Anforderung, mehrere Sinneseindrücke gleichzeitig verarbeiten zu müssen, zeigt sich bei einigen in einer verbesserten Multitaskingfähigkeit – manchmal auch Mehrfachaufgabenperfomanz genannt.

Um mehrere Aufgaben parallel zu verarbeiten, müssen die verfügbaren Ressourcen zunächst passend aufgeteilt werden. Darüber hinaus ist es notwendig, sich in ausreichendem Maß zu fokussieren. Andere, unwichtige Dinge werden dann ausgeblendet.

Bei bestimmten Anforderungen gelingt uns dies einfacher. Vor allem wenn es sich bei den einzelnen Punkten um niederkomplexe Abläufe handelt. Das Autofahren ist ein gutes Beispiel dafür. Hier zeigt sich zudem, dass das Prinzip der Übung bestimmte wiederkehrende Multitasking-Anforderungen nach und nach leichter macht. Muss man sich zu Beginn noch auf einzelne Schritte konzentrieren, laufen diese mit der Zeit ganz automatisch ab und erfordern weniger Hirnleistung.

Nicht jedem gelingt es allerdings, sich auf diese Weise multiplen Aufgaben zu widmen, die durch die Digitalisierung auf uns einprasseln. Zudem erklärt Psychologieprofessor Dr. Torsten Schubert, dass unser Gehirn nur bedingt multitaskingfähig ist. Nicht alle Arten an unterschiedlichen Aufgaben können gleichzeitig bearbeitet werden, so der Experte in einem Interview.

Digitale Darstellung unterschiedlicher Sinnesreize

Die digitalisierte Welt versucht in vielen Fällen, ein künstliches Abbild unserer Realität zu schaffen. Dafür stehen immer mehr technische Innovationen zur Verfügung. Digitale Darstellungen oder Modelle können es aber auch möglich machen, dass wir Dinge erfahren, erforschen und erkennen können, die sich sonst unserer Wahrnehmung entziehen.

„Innerhalb großer geschichtlicher Zeiträume verändert sich mit der gesamten Daseinsweise der menschlichen Kollektiva auch die Art und Weise ihrer Sinneswahrnehmung“ – dies erklärte der Psychologe und Kulturkritiker Walter Benjamin bereits 1974. Damals war es die sich weiterentwickelnde Fotografie, die uns ganz neue Einblicke und Ansichten verschaffte. Heute sind es andere digitale Techniken, wie etwa virtuelle 3D-Darstellungen, die unsere Sinne auf ganz neue Weise ansprechen.

Vermittlung von Emotionen als wichtiger Aspekt

Die Wahrnehmung von Sinnesreizen ist immer auch mit dem Auslösen bestimmter Emotionen verbunden. Was wir durch unsere Sinne erkennen, verarbeitet unser Gehirn stets unter Einbeziehung bekannter Strukturen und individueller Erfahrungen. Diese automatischen neuronalen Prozesse laufen vor allem im Frontallappen des Gehirns ab.

Medienmacher nutzen diesen Vorgang ganz gezielt bei digitaler Kommunikation oder Werbung. Bestimmte Sinnesreize sind stärker mit individuellen kulturellen oder persönlichen Erfahrungen verknüpft, andere hingegen sind allgemeingültiger und lösen bei einem breiten Publikum dieselben Emotionen aus. Das sogenannte Neuromarketing versucht deshalb gezielt bestimmte Reize einzusetzen, um die Kunden effizienter anzusprechen.

Dann wird beispielsweise Farbe als Mittel eingesetzt, um Gefühle zu versinnbildlichen oder auch eine schnellere Identifikation und Wiedererkennung zu erreichen. Denn gerade Farben zählen zu jenen Sinnesreizen, die auf vielfältige Weise unsere Emotionen ansprechen. Ihre Symbolik folgt sowohl bestimmten archetypischen Mustern als auch kulturell konnotierten Bedeutungen oder persönlichen Assoziationen.

Digital Sehen

Beim Sehen sind in den letzten Jahren verschiedene Technologien weiterentwickelt worden, die uns ein ganz neues Seherlebnis versprechen:

  • Virtual Reality: Die etwas klobigen Brillen lassen uns in eine virtuelle Welt eintauchen. Der Bildschirm vermittelt dabei durch den „Bildschirm“, der das gesamte Sehfeld abdeckt, den Eindruck als befinde man sich inmitten des künstlich erzeugten Szenarios. Neben dem Einsatz für neue Videospielerlebnisse sorgt die Technologie auch im Berufsleben für Innovationen. So könnten etwa Ärzte mit der Brille eine 360-Grad-Aufnahme einer Nanokamera vom Inneren des Körpers auf ganz neue Weise betrachten,
  • Holografie: Diese Technik wurde bereits 1974 „erfunden“ und zählt nicht zu den digitalen Verfahren, da das virtuelle Bild durch eine Projektion erzeugt wird. Dennoch ergeben sich durch digitale Innovationen neue Möglichkeiten der Weiterentwicklung.

Einen Sonderfall stellt hier die sogenannte HoloLens-Technologie von Microsoft dar. Mit ihrer Hilfe können digital erzeugte Computermodelle vor dem Auge erzeugt werden. Durch Gestensteuerung ist es möglich, die Ansicht zu verändern und die Projektion auf bestimmte Weise zu beeinflussen. Diese interaktive Mixed Reality Technik wird etwa zur virtuellen Darstellung von chemischen Molekülen eingesetzt.

Digital Hören

Im Bereich der Wahrnehmung über unsere Ohren gibt es ebenfalls verschiedene digitale Entwicklungen, die uns ganz neue Hörerlebnisse ermöglichen sollen. Sie sorgen vor allem dafür, dass bei uns der Eindruck entsteht, uns inmitten des Geschehens zu befinden – etwa beim Hören einer Konzertaufnahme oder auch im Kino.

Zwei Dinge stehen dabei im Zentrum: Die Erzeugung eines möglichst realistischen Raumklangs und die Verbesserung der entsprechenden Ausgabegeräte und die Erarbeitung neuer Technologien zur Kodierung von Tönen und Geräuschen.

Eines der ersten Verfahren zur digitalen Darstellung von Audiodaten war das MP3-Format. Durch sein spezifisches Konzept ist es optimal geeignet, um den Klang eines Klaviers wiederzugeben. In der Musikwelt gewann die Technologie an Bedeutung durch den Boom der Keyboards in den 1980ern. Sie setzte sich dann rasend schnell als allgemeiner Standard zur Speicherung und Übertragung von digitalen Audiodaten durch. Andere Sounds oder Instrumente können durch das Format aufgrund der eingeschränkten Möglichkeiten nicht optimal wiedergegeben werden.

Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS), das auch bei der Entwicklung des MP3-Standards beteiligt war, arbeitet heute an möglichen Verbesserungen. Die aktuelle Version, die sogenannte MPEG-H‑Kodierung sowie innovative Technologien zur Klangwiedergabe sollen den 3D-Klang künftig noch realistischer und beeindruckender machen.

Digital Riechen

Natürliche Aromastoffe stehen seit langem im Fokus der Wissenschaft und es wird versucht, sie auch künstlich herzustellen – häufig, weil das Original als selten und teuer gilt. Oftmals kann die spezifische Molekülstruktur dabei nachgebildet werden.

  • Geruchsfernsehen: Dies ist ein Projekt, das dafür sorgen soll, dass wir noch tiefer in der virtuellen Welt versinken können. Spezielle Geruchsmodule sollen analog zum Programm dann den passenden Duft verströmen.
  • Geruchs-Player: Der umtriebige Harvard Professor David A. Edwards, gleichzeitig Direktor des experimentellen Designzentrums Le Laboratoire hat ein App-gesteuertes Gerät entwickelt, das auf Knopfdruck zuvor festgelegte Geruchsnoten verströmt. Ein digitaler Geruchs-Player sozusagen. Verschiedene Düfte können dabei etwa auch bestimmten Musiktiteln einer Playlist zugeordnet werden. Eine weitere Idee hierzu war ein smartes Telefon, das es möglich machen soll, Gerüche zu „verschicken“.

Weitere Forschungen beschäftigen sich damit, künstliche Geruchsrezeptoren zu entwickeln. Diese könnten dann zum Erschnüffeln von Sprengstoff eingesetzt werden. Vom nigerianischen Wissenschaftler Oshiorenoya Agabi wurde ein Chip entwickelt, der auf der Struktur des Gehirns von Mäusen aufbaut. Er besitzt die Fähigkeit den spezifischen Geruch unterschiedlicher Sprengstoffe wahrzunehmen.

Digital Schmecken

Riechen und Schmecken liegen bei der Wahrnehmung eng beieinander, beziehungsweise es kommen zum Teil dieselben Rezeptoren zum Einsatz. Gerade beim Schmecken spielen die Riechzellen der Nase eine wichtige Rolle, denn die so rezipierten Empfindungen fließen in den finalen Geschmackseindruck mit ein.

Forscher sind derzeit dabei, unserem Geschmackssinn digital auf die Sprünge zu helfen. An der National University of Singapore arbeitete das Team um Nimesha Ranasinghe an einem Gerät, das digital Aromen erzeugt. Kleine Elektroden, die mit der Zunge verbunden werden, stimulieren dabei die entsprechenden Geschmacksknospen und lösen so den gewünschten Reiz aus. Für die Technik interessieren sich unter anderem Marketingexperten, die sich vorstellen können, auf diese Weise dem potentiellen Kunden vorab bereits einen Eindruck eines Lebensmittel-Produkts vermitteln zu können.

Das Geschmackserlebnis wird durch Temperatur- und Spannungswechsel erzeugt. Was dabei außen vorbleibt, ist bislang der Geruch oder auch die Wahrnehmung der Textur. Erst durch dieses komplexe Zusammenspiel kann es möglich werden, ein bestimmtes Aroma eindeutig wiederzugeben.

Digital Fühlen

Bei der Weiterentwicklung der virtuellen Realität wird auch das Thema Haptik nicht außenvor gelassen. Unter der haptischen Wahrnehmung werden all jene Reize zusammengefasst, die wir mit unserem Tastsinn aktiv „begreifen“ können. Hinzu kommt die taktile Wahrnehmung, die passive Reizeinwirkungen auf unseren Tastsinn beschreibt.

Bislang ist dieses Feld noch recht wenig erforscht worden. Das Fühlen konzentriert sich in der digitalen Welt vor allem auf unsere Hände. Hier werden verschiedene Reize als Rückmeldung auf Interaktionen eingesetzt. Berühren wir bestimmte virtuelle Tasten auf einem Touchscreen, bekommen wir zur Bestätigung etwa ein kleines Vibrieren, das uns mitteilt, dass unser Eingriff erfolgreich war. Dieses haptische Feedback sorgt für einen sehr intuitiven Bedienkomfort, denn der fühlbare Reiz wirkt viel unmittelbarer als ein visueller.

Noch umfassender wird der haptische Eindruck, wenn noch mehr Körperbereiche in die Wahrnehmung mit einbezogen werden. Durch Digitalhandschuhe oder das Verbinden mit speziellen Elektroden können gezielt Reize ausgelöst werden, die den Eindruck eines bestimmten haptischen Gefühls vermitteln – den Widerstand beim Anstoßen an ein Hindernis oder auch den Eindruck von Gewicht.

Weitere technische Entwicklungen nutzen Ultraschall-Vibrationen, die verschiedene Reize auch auf einem glatten Display ermöglichen sollen.

Möglichkeiten und Herausforderungen

Auf den Einsatz bestimmter Sinnesreize im Rahmen des Neuromarketings wurde hier bereits hingewiesen. Gerade in diesem Bereich gibt es noch weitere Möglichkeiten, unsere Wahrnehmung gezielt für Marketingzwecke zu nutzen.

Einsatz von Eyetracking

Die Art und Weise, wie wir digitale Technologien oder moderne Medien nutzen, kann heute detailliert analysiert werden. Um die Wirksamkeit bestimmter Marketingmaßnahmen zu untersuchen, wird mit Hilfe von Eyetracking analysiert, welche Bereiche bei einer Darstellung auf dem Bildschirm wie lange betrachtet werden und welchen Weg der Blick dabei nimmt. Auf diese Weise kann herausgefunden werden, wie effizient beispielsweise Werbeanzeigen wirken und an welchen Stellen sie bestmöglich platziert werden sollten.

Die Probanden werden dabei mit einem speziellen Headset ausgestattet, welches die Blickbewegungen des Auges detailliert aufzeichnet. Andere Technologien funktionieren ohne direkten Kontakt. Die Augenkamera ist dabei in den Bildschirm integriert, kann das Auge digital erkennen und die Bewegungen nachverfolgen.

Bei komplexeren Analysen werden noch weitere Faktoren mitberücksichtigt wie die Bewegungen mit der Maus oder auch die Mimik der Probanden.

Ersetzen fehlender Sinne durch digitale Möglichkeiten

Digitale Technologien können uns jedoch auch dabei helfen, fehlende oder schlecht ausgebildete Sinne zu ersetzen und zu unterstützen. Forscher versuchen dabei, bestimmte Reize durch andere auszugleichen oder sie künstlich nachzuahmen.

An der Hebräischen Universität Jerusalem wurde vom Team um Professor für Neurowissenschaften Amir Amedi ein digitales System entwickelt, dass es Blinden möglich macht, ihre Umgebung zu „sehen“. Das System namens EyeCane nutzt unter anderem Infrarotstrahlen, um Distanzen zu Hindernissen zu messen. Über ein Gerät, das in der Hand gehalten wird, können die ermittelten Informationen über die Umgebung in Form von Geräuschen oder haptischen Signalen an den Träger weitergegeben werden. Nach etwas Training können Blinde sich mit EyeCane besser in fremden Umgebungen zurechtfinden. Das System funktioniert dabei in gewisser Weise wie ein digitaler Blindenstock.

Eine andere Entwicklung des Forschungsteams (EyeMusic) konzentrierte sich ausschließlich auf Klänge und Sound, um visuelle Eindrücke in für Blinde wahrnehmbare Eindrücke umzuwandeln. Eine Brille mit eingebauter Kamera überträgt dabei die Bildinformationen in Töne. Je nachdem, was die Kamera aufnimmt, variiert dabei das Klangbild. Unterschiedliche Instrumente, Laustärken, Tonhöhen oder -längen sind dabei einzelnen Faktoren wie Farbe, Höhe, Breite oder Tiefe zugeordnet. Auch hier kann das Gehirn mit etwas Übung auf die neuartige Form der Wahrnehmung trainiert werden.

Körperliche und psychische Herausforderungen

Die Digitalisierung hält viele spannende Projekte und Entwicklungen parat, die uns in Zukunft das Leben komfortabler machen können oder neue Möglichkeiten eröffnen. Dennoch ist die zunehmende Beschäftigung mit digitalen Medien oder Technologien auch eine große Herausforderung für Körper und Geist.

In vielfältiger Weise müssen wir uns dabei auf neue Dinge einlassen. Unsere Wahrnehmung muss sich dabei an neue Muster und Anforderungen anpassen. Die Sinnesreize, die auf uns einprasseln, haben durch digitale Technologien zugenommen. Immer schneller müssen wir immer mehr Information verarbeiten.

Nicht jeder fühlt sich dem gewachsen und einige fühlen sich durch die Dauerbefeuerung im Zuge der Digitalisierung überfordert und gestresst. Jüngere Personen, die ganz selbstverständlich mit zahlreichen digitalen Geräten aufwachsen, scheinen sich dabei besser an die neuen Herausforderungen gewöhnen zu können.

In manchen Fällen führt der digitale Stress zu körperlichen Beschwerden wie Schlaflosigkeit oder gar zum Burn Out. Gerade sensible Menschen, deren Wahrnehmung Sinnesreize weniger umfangreich filtert und „unwichtiges“ dabei unterdrückt sind davon betroffen.

Gesellschaftliche Herausforderungen

Die zunehmende Digitalisierung sorgt bei einigen auch für gewisse Zukunftsängste. Arbeitnehmer fürchten sich, durch eine Maschine ersetzt zu werden oder beim Umgang mit neuen Technologien den Anschluss zu verlieren und nicht mehr mithalten zu können.

Eine umfangreiche digitale Bildung ist deshalb bereits von Anfang an gefordert. Dabei geht es nicht nur darum, den technischen Umgang zu schulen, sondern auch die kritische Betrachtung neuer digitaler Technologien. Schließlich sollten die digitalen Innovationen dem Menschen dienen und nicht umgekehrt.

Es gilt herauszufinden, wie die digitale Welt gestaltet werden muss, um uns einen wirklichen Mehrwert und Nutzen zu bieten, unter Berücksichtigung der zahlreichen Herausforderungen, die der Digitalisierungsprozess dabei mit sich bringt.

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Wissenschaftslexikon

Ra|dio|strah|ler  〈m. 3〉 = Radioquelle

Man|go|baum  〈m. 1u; Bot.〉 Indischer ~ Sumachgewächs mit lanzettförmigen Blättern u. länglichen bis kugeligen gelben Früchten, die als Obst gegessen werden: Mangifera indica

Kam|mer|sän|ger  〈m. 3; Mus.〉 (Titel für hervorragenden Sänger, früher vom Fürsten, heute von einer Behörde verliehen)

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