Seit fünf Jahren arbeitet die Forschungsallianz 3Dsensation an Lösungen für eine sichere Mensch-Maschine-Interaktion. Die Anwendung von optischen Systemen eröffnet dafür neue Perspektiven.

Projekt 3DIMiR: Von der Angst zum Vertrauen – 3D-Interaktion zwischen Mensch und Roboter im industriellen Raum. Zielsetzung ist, die Akzeptanz gegenüber Industrierobotern und das Vertrauen der menschlichen Bediener zu steigern. © Fraunhofer IWU

Autonome und teilautonome Systeme halten gegenwärtig starken Einzug in die Lebens- und Arbeitswelten unserer Gesellschaft. Die größte Herausforderung ist dabei die Entwicklung neuer Prinzipien für die Mensch-Maschine-Interaktion. Gegenwärtig ist diese Kommunikation beschränkt auf unnatürliche Eingabemedien, wie zum Beispiel Tastatur, Maus oder Schalter. Zur Optimierung der Mensch-Maschine-Interaktion werden in der Allianz 3Dsensation Durchbruchsinnovationen in den Bereichen Datenerfassung, Datenverarbeitung und Datenwiedergabe entwickelt. Zunächst sollen diese dem Menschen durch die Erweiterung seiner sensorischen, kognitiven und physischen Fähigkeiten assistieren und intuitiv mit ihm kommunizieren. Die größere Herausforderung ist die Weiterentwicklung lernfähiger Maschinen und Systeme, um eine intuitive Zusammenarbeit zwischen Menschen und Maschinen zu ermöglichen.

In der Allianz wirken Fachleute aus Natur- und Technikwissenschaften, Arbeits-, Kognitions- und Neurowissenschaften sowie Rechts- und Sozialwissenschaftler gemeinsam an einer Vision: der Entwicklung kognitiver Systeme auf Basis optischer Technologien, die die Menschen in ihren Lebens- und Arbeitswelten als echte Assistenten und Partner unterstützen.

Die Zusammenarbeit der Konsortialpartner hat bereits zu greifbaren Ergebnissen für verschiedene Anwendungsszenarien geführt. Für die Produktion der Zukunft konnte im Projekt 3DLivingLab ein erster Demonstrator realisiert werden. Ein komplexer Sensor erfasst hier kontinuierlich Gestik und Mimik des Menschen. Algorithmen leiten daraus Intentionen des Menschen ab und initiieren Reaktionen der technischen Aktorsysteme. Im Bereich der autonomen Fahrzeuge werden im Projekt MaMek ein situationsangepasstes Car2Human-Kommunikationskonzept und entsprechende Projektsysteme entwickelt. Dabei übernehmen mikrooptische Systeme die Kommunikation, die bisher im Blickkontakt zwischen Fahrer und Passant erfolgte. Automatisierte Identitätsprüfung ist Gegenstand im Projekt 3D-Finder. Mit den entwickelten Methoden werden Täuschungsversuche zum Beispiel durch Verwendung von Masken aufgedeckt und auffälliges Verhalten der überprüften Personen analysiert. Für die intuitive Medizintechnik werden im Projekt Uro-MDD optische Systeme zur Diagnose krankhafter Veränderungen der Oberflächen in menschlichen Hohlorganen entwickelt, welche dem Arzt dann später dreidimensional dargestellt werden. In einem zweiten Schritt werden auffällige Organe mit molekularen Kontrastverfahren genauestens analysiert.

Die Forschungsarbeiten für 3Dsensation finden überwiegend in industriegeführten Verbundprojekten statt. Zusätzlich gibt es eine Vielzahl an Projekten zur Nachwuchsförderung und -qualifizierung sowie begleitende Projekte der Innovationsforschung, welche die Innovationsfähigkeiten von kleinen und mittleren Unternehmen analysieren und verbessern sollen. Das Konsortium geht hervor aus dem Förderprogramm "Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) sowie der Innovationsinitiative "Unternehmen Region". Die Programme zielen darauf ab, die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit Ostdeutschlands zu stärken und dort neue Innovationspotenziale zu erschließen.



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