Digitalisierung eröffnet völlig neue Kommunikations- und Interaktionsmöglichkeiten, die unsere moderne Gesellschaft prägen. Wie unsere digitale Zukunft im Umgang mit bedeutenden Kulturdenkmälern aussehen könnte, wird an der Bauhaus-Universität Weimar erforscht.

Mithilfe von Drohnenflügen können Bauwerke en détail erfasst werden. © Bauhaus-Universität Weimar Thomas Müller

Wie kann der Mensch zwischen bedrohter Natur und expandierender Technik seine Identität, Authentizität und Integrität bewahren? Welche Zukunft ist zu erwarten, welche Konzepte und Modelle benötigen wir, um das Kommende zu antizipieren, zu verstehen und zu gestalten?

Antworten auf die grundlegenden Fragen unserer Zeit suchen interdisziplinäre Forscherteams der Bauhaus-Universität Weimar an der Schnittstelle zwischen Architektur, Bauingenieurwesen, Medien, Kunst und Gestaltung. Ziel der Universität ist es, Prozesse wie die digitale Revolution nicht nur zu erforschen, sondern aktiv zu formen, um den Zusammenhalt der Gesellschaft und ein menschenwürdiges Leben für den Einzelnen langfristig zu sichern. Darin folgt sie dem 1919 in Weimar gegründeten historischen Bauhaus, das Ideen und Debatten der Gegenwart stets hinterfragt und innovativ weitergedacht hat.


Digitalisierung des Handwerks

Auch dem Handwerk eröffnet die Digitalisierung neue Potenziale, sind Ingenieurwissenschaftler der Bauhaus-Universität Weimar überzeugt. Im Forschungsprojekt "HeriTech – Digitale Technologien für Handwerk und Kulturgut" untersuchen die Wissenschaftler des Konstruktiven Ingenieurbaus, der Strukturmechanik und der Architekturtheorie in Kooperation mit der TU Ilmenau und der Materialforschungs- und Prüfungsanstalt Weimar, wie neue Technologien bei der Sanierung von Denkmalen eingesetzt werden könnten. "Die Mannigfaltigkeit unserer Kulturgüter erstreckt sich von reich verzierten Kirchen, Schlössern, Burgen und Türmen über Stätten der Klassischen Moderne und des Bauhauses bis zu Industriedenkmalen wie großen Hallen, Windmühlen oder Brücken. Deren Erhaltung, denkmalgerechte Sanierung und Ertüchtigung erfordern maßgeschneiderte Lösungen, welche das traditionelle Handwerk vor enorme wirtschaftliche und technische Herausforderungen stellen", erläutert Projektsprecher Prof. Dr.-Ing. Matthias Kraus, Professur Stahl- und Hybridbau.


Intelligente Technologien

"Ziel des Projektes ist es, die Produktivität des Handwerks zu erhöhen und neue Methoden zur Reproduktion historischer Bauelemente zu entwickeln", fährt Kraus fort. Anknüpfungspunkt sind intelligente, digital vernetzte Technologien, die an der Bauhaus-Universität Weimar bereits erfolgreich validiert wurden:

Virtuelle Realität macht es möglich, die dreidimensionale Rekonstruktion des Tempelherrenhauses im Park an der Ilm räumlich zu erleben. © Bauhaus-Universität Weimar André Kunert

So könnten virtuelle 3D-Replikationen von Bauwerken in Zukunft handgefertigte Zeichnungen und Modelle ersetzen. Ausgangspunkt ist die automatisierte Erfassung des Bauwerkzustandes mithilfe von Drohnen. Ausgestattet mit qualitativ hochwertigen Digitalkameras werden zunächst Bilddaten aus der Luft gewonnen und mittels Photogrammetrie sowie ergänzender Laserscan-Daten anschließend detailgetreue, mehrskalige 3D-Modelle generiert. Über Bildanalysen lassen sich in nächsten Schritten Bauwerksschäden wie Risse oder Schiefstellungen bzw. Verformungen automatisiert erkennen und mithilfe von Simulationsverfahren passgenaue Revitalisierungsmaßnamen digital planen. Die dabei anfallenden enorm großen Datenmengen werden über flexible Schnittstellen an moderne Konzepte des Building Information Modeling (BIM) angegliedert und allen Gewerken zeit- und ortsunabhängig zugänglich gemacht. Der virtuelle Gebäudezwilling kann dem Handwerk anschließend als 3D- Vorlage dienen und über additive Fertigungsverfahren, insbesondere 3D-Druck, in ein physikalisches Modell überführt werden. Dies ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Herstellung von Mustern und Prototypen bis hin zu Werkzeugen sowie Ersatz- oder Ergänzungsbauteilen mit individueller Geometrie und Losgröße. Im Sinne des Bauhaus-Gedankens lassen sich die Projektergebnisse auch auf weitere Branchen übertragen. So könnten ähnliche Lösungen für Sanierungsaufgaben im Infrastrukturbereich oder im digitalen Tourismus angewendet werden.

Die Vergrößerung des Modells bietet Perspektiven, die in der Realität nicht eingenommen werden können. © Bauhaus-Universität Weimar André Kunert


Begehbare Wikipedia

An dieser Stelle setzt das Projekt "MetaReal" an: Grundlage sind 3D-Re-konstruktionen von real existierenden Kulturgütern wie beispielsweise dem Tempelherrenhaus in Weimar. Die heutige Ruine, welche u.a. dem Bauhaus-Meister Johannes Itten als Atelier diente, liegt den Forschenden der Bauhaus-Universität Weimar bereits als virtuelles Abbild vor und kann mithilfe von Virtual- oder Augmented-Reality-Technologie von mehreren Personen in sozialer Interaktion zeit- und ortsunabhängig erlebt werden. Mit dem aktuellen Forschungsprojekt gehen die Wissenschaftler noch einen deutlichen Schritt weiter und organisieren komplexe Wissensbestände aus dem Internet mithilfe von Crowdsourcing und weitgehend automatisierten Verfahren in diesem virtuellen Raum. Die Nutzenden navigieren dann gemeinsam durch Wissensräume und greifen durch gestische und natürlichsprachliche Interaktion auf das verankerte Wissen zu. Im vorliegenden Beispiel etwa erkunden sie die bewegte Geschichte des Tempelherrenhauses im Park an der Ilm.

Damit strebt das Verbundprojekt "MetaReal" von Informatikern und Medienwissenschaftlern der Bauhaus-Universität Weimar und der TU Ilmenau eine neue Form des Wissenszugangs an, welcher der Gesellschaft im Bereich Bildung, Tourismus oder Kulturvermittlung dienen kann: "An die Stelle der isolierten Interaktion mit kleinen oder großen Bildschirmen tritt eine immersive und kollektive Erfahrung im virtuellen Raum – in einer Art begehbarer Wikipedia –, in dem Wissen durch körperliche Bewegungen und sprachliche Äußerungen abgerufen und angeeignet werden kann", erläutert Projektsprecher Prof. Dr. Bernd Fröhlich, Professur Systeme der virtuellen Realität, die Vision der Forschenden.

In den kommenden Jahren werden die wissenschaftlichen Herausforderungen zur Realisierung einer immersiven Wikipedia angegangen und die Resultate prototypisch für die Weimarer Bauhaus-Stätten evaluiert. Zugleich untersuchen die Forscher aus Informatik und Medienwissenschaft die Auswirkungen virtueller Wissensräume auf traditionelle Begriffe von Wissen, Bildung und Lernen Die vorgestellten Projekte der Bauhaus-Universität Weimar zeigen exemplarisch auf, wie die Digitalisierung dem Erhalt von bedeutenden Kulturstätten und damit wichtigen Stützen unseres kollektiven Gedächtnisses dienen kann. Zudem treibt die Forschung bisherige digitale Formate weiter: An die Stelle einer isolierten Internetnutzung soll eine immersive kollektive Erfahrung von Wissensinhalten treten, die den Bedürfnissen des Menschen wieder mehr entspricht. Neben einer zukunftsweisenden Infrastruktur für die Organisation von und den Zugang zu Wissen erhoffen sich die Wissenschaftler so eine größere Teilhabe an der Digitalisierung.


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