Steinbeis-Team entwickelt Indoor-Positionsbestimmung und AR-Anwendungen weiter
Am Anfang steht die Hochschulforschung – jedenfalls für Professor Dr.-Ing. Frank Deinzer vom Steinbeis-Transferzentrum New Media and Data Science. Gemeinsam mit seinem Team forscht er zu Themenbereichen der künstlichen Intelligenz, mit dem Fokus auf der Sensordatenfusion. Wie seine Erkenntnisse in konkreten Augmented-Reality-Projekten Anwendung finden, berichtet er in der TRANSFER.
Bei der Sensordatenfusion handelt es sich um die Verknüpfung von Informationen aus unterschiedlichen, zum Teil widersprüchlichen Informations- und Sensorquellen, um daraus ein Situationsgesamtbild abzuleiten. Das ist aus Forschungssicht eine allgemeine Fragestellung, die zu allgemein einsetzbaren Methoden führt. „Einen Schritt in Richtung Anwendung macht man, sobald konkrete, schwierige Problemstellungen in den Fokus rücken und man dabei auf seine Forschungsergebnisse zurückgreifen kann“, erklärt Frank Deinzer.
Von der Problemstellung zur Lösungsfindung
Eine dieser Problemstellungen ist seit einigen Jahren das Thema Indoor-Positionsbestimmung: Wo befindet sich ein Mensch beziehungsweise ein Objekt in einem Gebäude? Dabei spielen technische Mittel, die Menschen sowieso bei sich tragen, eine wichtige Rolle: Smartphones. Sie nehmen ihre Umwelt mit der eingebauten Sensorik wahr. Führt man diese Information dann noch mit dem vorhandenen Wissen – zum Beispiel über Gebäudekarten – zusammen, kann das in Summe genügen, um kontinuierlich eine ausreichend genaue Position zu bestimmen.
Ein weiteres Themengebiet, mit dem sich das Steinbeis-Unternehmen beschäftigt, ist Augmented Reality, also das Zusammenspiel von analogem und digitalem Leben. In Anwendungen werden beispielsweise die Bilddaten einer Smartphone-Kamera mit künstlichen, vom Gerät generierten Informationen angereichert. Künstliche Intelligenz unterstützt dann bei der Identifizierung und Verfolgung von Objekten oder Menschen im Bilddatenstrom. Aus wissenschaftlicher Sicht sind hier auch Sensordatenfusionstechniken relevant.
Und der Mehrwert?
Was lässt sich mit Indoor-Positionsbestimmung umsetzen, das am Ende einen realen Mehrwert bietet? Das sind zum Beispiel standortbasierte Dienste, die mittlerweile im Außenbereich unverzichtbar geworden sind. Dabei geht es nicht nur um klassische Navigationssysteme, sondern um alles, was Anwendungen wie Google Maps bieten: die Suche nach nächstgelegenen Geschäften oder Dienstleistungen, ortsbezogene Spiele und Werbung oder die Empfehlung von Veranstaltungen in der Umgebung. Im Innenbereich drängen sich ähnliche Anwendungen fast auf: die Navigation innerhalb großer, komplexer Gebäude wie Flughäfen, Audioguides in Museen oder die Analyse von Laufwegen und besonders frequentierten Gebäudebereichen. Das sind genau die Anwendungen, die im Steinbeis-Transferzentrum New Media and Data Science bearbeitet werden. Basierend auf den Erkenntnissen der Hochschulforschung entstehen flexibel einsetzbare Frameworks zur Positionsbestimmung, die in konkreten Projekten zum Einsatz kommen.
Und in welchen Umgebungen und mit welchen Informationen soll Augmented Reality zum Einsatz kommen, damit Nutzer von ihr profitieren? Ein Beispiel ist der Baukasten, den das Steinbeis-Team aus Dettelbach für Museen entwickelt hat, um eigene Augmented-Reality-Apps zu kreieren und selbstständig Inhalte einzupflegen. Anders als bei einer klassischen Führung haben Besucher mit dieser neuen Art der Informationsentwicklung die Möglichkeit, das Museum interaktiv, auf einer neuen Ebene zu erforschen. „So können wir auch jüngere Museumsbesucher begeistern und ermöglichen damit eine spannendere und zeitgemäße Gestaltung von Bildungskonzepten“, ist Steinbeis-Experte Toni Fetzer überzeugt.
Die künstliche Intelligenz erkennt das Exponat und reichert es per Augmented Reality mit zusätzlichen Informationen an. Hinter den einzelnen Interessenspunkten verbergen sich weiterführende Informationen. Mit den Karten am unteren Rand lassen sich strukturierte Geschichten zum Werk erzählen. (Quelle: eigenes Bild)
Gelungener Wissens- und Technologietransfer
Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Anwendungen zeigt man am besten anhand konkreter Projekte. Für das Würzburger Rathaus, ein Baukomplex, der sich über mehrere Gebäudeteile und Geschosse erstreckt, wird aktuell ein Navigationssystem finalisiert. In der Smartphone-App können Besucher nach Themen, Abteilungen oder Personen suchen und werden dann bis vor die richtige Tür geführt. Ebenfalls in Würzburg lieferte das Steinbeis-Transferzentrum New Media and Data Science einen Beitrag zum 100-jährigen Jubiläum des Mozartfestes: Basierend auf dem Augmented-Reality-Baukasten wurde eine App erstellt, die den Besuchern über ihr Smartphone ein audiovisuelles Erleben der Ausstellung ermöglichte und die Exponate mit Texten, Hör- und Videobeispielen sowie historischen Hintergründen anreicherte. Für das Porsche Museum in Stuttgart setzte das Team um Frank Deinzer auch schon ein Projekt um: Über eine Augmented-Reality-App kann ein etwa sieben auf drei Meter großes Modell des Porsche-Entwicklungszentrums Weissach immersiv erkundet werden.
Geländemodell des Porsche Entwicklungszentrums Weissach (Hintergrund). Die künstliche Intelligenz erkennt die genaue Position des Modells. Auf dem Tablet sieht man die überlagerte Augmented-Reality-Welt. (© 2021 Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG)
KI rückt in den Hintergrund
Wie man an den drei Projektbeispielen sieht, ist die künstliche Intelligenz am Ende kein offensichtlich sichtbarer Bestandteil der gesamten Lösung. Und das ist auch gut so. Im Zentrum steht immer der Mensch mit seinen Bedürfnissen, alles andere ordnet sich dem unter. Genau deswegen ist die „beste“ künstliche Intelligenz die, die man gar nicht bewusst wahrnimmt, obwohl sie der funktionale Kern einer Anwendung ist und beeindruckende Leistungen erbringt.
Sie möchten mehr über die Projekte des Steinbeis-Transferzentrums New Media and Data Science erfahren? Dann schauen Sie auf dem YouTube- Kanal von simpleLoc unter https://simpleloc.de/yt vorbei oder probieren Sie auf https://augmented-art.de den Baukasten für Augmented-Reality-Apps aus.
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Frank Deinzer (Autor)
Steinbeis-Unternehmer
Steinbeis-Transferzentrum New Media and Data Science (Dettelbach)
Toni Fetzer (Autor)
Freier Projektleiter
Steinbeis-Transferzentrum New Media and Data Science (Dettelbach)