CeBIT 2014: Zukunftstechnologien im weltgrößten IT-Labor

Das Zeitalter der künstlichen Intelligenz ist auch auf der diesjährigen CeBIT präsent. Im Bereich „Research & Innovation“ in Halle 9 - dem größten IT-Labor der Welt - sind zahlreiche Exponate zu sehen, die zeigen, was heute denkbar ist und morgen umsetzbar sein wird. Unter anderem wird der derzeit größte autonome Unterwasser-Roboterschwarm präsentiert, bei dem 20 U-Boote miteinander kommunizieren und Entscheidungen treffen.

Inspirieren ließen sich die Forscher aus dem Artificial Life Lab der Karl-Franzens-Universität Graz (Stand C37), die mit vier weiteren Unis im EU-Projekt CoCoRo (Collective Cognitive Robots) zusammenarbeiten, von sozialen Insekten wie Ameisen oder Bienen. Dazu sind die Roboter ähnlich wie Tiere mit verschiedenen „Sinnen“ ausgestattet und kommunizieren mit „Blue-Light“, elektrischen Potenzialfeldern, Schall und Funk. Schon bald sollen
solche Spezialflotten in Gewässern Giftmüll oder versunkene Gegenstände aufspüren, zum Beispiel verschollene Flugschreiber.

Neue Einsatzfelder für die erweiterte Realität

Roboter spielen auch beim CeBIT-Auftritt des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI, F43) eine wichtige Rolle. Im Rahmen des Projekts iStruct – Intelligent Structures For Mobile Robots bringen die Forscher ihren affenähnlichen Roboter „Charlie“ nach Hannover. Er ist wie ein Mensch in der Lage, beim Balancieren auf einer Wippe abrupte Bewegungen auszugleichen.

Ebenso ist der Humanoid-Roboter aus dem Artificial Intelligence Lab der Universität Zürich zu Gast auf der Messe. Der Maschinenmensch besitzt künstliche Sehnen und Knochen. Zahlreiche Mini-Elektromotoren bewegen seine Glieder sanft wie Muskeln. Der Roboter kann auch winken, Hände drücken – und Emotionen zeigen: So zwinkert Roboy fröhlich mit seinen blauen Augen, errötet aber auch, wenn er sich unwohl fühlt. Nach seinen Auftritten in China und den USA soll „Roboy“ im Swiss Pavilion (A28) auf spielerische Weise für ITK-Lösungen aus dem Alpenland werben.

CeBIT Lab

Das Trendthema Augmented Reality steht im Fokus einer weiteren DFKI-Premiere, die sich an die Agrarwirtschaft wendet. Weil sich Landmaschinen schon bald in mobile Agrarleitstände mit GPS, Touch-Bedienung und verschiedenen Sensoren verwandeln werden, präsentiert das DFKI am Fraunhofer-Stand (E 40) eine AR-Lösung, die in einen John-Deere-Traktor integriert wurde. „Fast MRO“ bietet neben Hinweisen für die Reparatur defekter Verschleißteile auch Informationen über die verwendeten Einzelkomponenten, wie zum Beispiel die Wattzahl der Leuchtmittel, die Wartungsintervalle oder die Position von Maschinenelementen. Die innovativen Reparaturhandbücher werden per Head-Mounted-Display ins Sichtfeld des Benutzers eingeblendet und erklären anschaulich alle Arbeitsschritte.

Im MikroLab des Fraunhofer-Standes schließlich kann man einem Roboter über die Schulter schauen, der diffizile Mikroskopieraufgaben ausführt. Sein Arm arbeitet so präzise und effizient, dass er mehrere kreisförmig aufgestellte Mikroskope gleichzeitig bedienen kann. Damit eröffnen sich neue Potenziale für Anwendungen aus Biologie, Medizin oder Materialwissenschaften, bei denen ein einzelnes Mikroskop nicht ausreicht.

Schreiben ohne Tastatur und Windrad-Vermessung per Laserstrahl

SMS, E-Mails und Chat-Nachrichten lässig in die Luft zu schreiben statt mühsam auf einer virtuellen Smartphone-Tastatur tippen zu müssen: Eine Entwicklung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT, G33) könnte diesen Traum verwirklichen. Die Wissenschaftler präsentierenihr neues Sensorarmband „Airwriting“, das Handbewegungen aufzeichnet und an einen Computer weiterleitet. Dort wird das Ganze in geschriebenen Text übersetzt. Das System steht für ein neues Computer-Zeitalter, in dem sich smarte „Wearables“ wie Kleidung am Körper tragen und bequem in den Alltag integrieren lassen.

Bei Windkraftanlagen spielen die Schwingungen von Rotor und Turm eine wichtige Rolle, wenn es um die Entwicklung oder Wartung geht. Bisher war dies nur punktuell und direkt an der Anlage möglich. Das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) nutzt moderne Informationstechnologie, um das Schwingungsmuster der gesamten Anlagenstruktur aus einer Entfernung von mehreren hundert Metern zu messen. Herzstück des Konzepts ist ein Trackingsystem, das mit einem Laser und einer Kamera verknüpft wird. Auf der CeBIT wird ein zwei Meter hoher Windrad-Prototyp aufgebaut. Dort können die Messebesucher den Weg des augensicheren Laserstrahls auf den Rotorblättern verfolgen und die Aufnahmen der Kamera samt Schwingungsanalyse sehen.

Roboterhilfen für den OP-Saal und ein Frühwarnsystem für Gesundheitsgefahren

Mit „OP:Sense“ stellt das Karlsruher KIT auf der CeBIT eine Plattform zur Erforschung neuartiger Methoden für die sichere Durchführung robotergestützter Operationen vor. Als Neuerung bietet „OP:Sense“ zwei Roboterarme, die vom Chirurgen über haptische Eingabegeräte gesteuert werden, und ein System aus mehreren 3-D-Kameras, die den Arbeitsraum rund um den Operationstisch erfassen.

Wie beeinflussen Umweltfaktoren unsere Gesundheit, und wie lassen sich Prognosen besser nutzen, um etwa Cholera-Epidemien in Afrika zu vermeiden? Im Rahmen des EU-Projekts EO2HEAVEN stellt Fraunhofer eine Softwarearchitektur für Frühwarnsysteme vor, die Umwelt- und Gesundheitsdaten abgleicht und die Zusammenhänge erstmals grafisch in digitalen Gefahrenkarten kenntlich macht. So können sich Behörden und Krankenhäuser früher auf Epidemien vorbereiten und die medizinischen Ressourcen in betroffenen Gebieten besser verteilen.

Sichere Fabrikationsdaten für das Industrie-4.0-Zeitalter

Fertigungsmaschinen und Produktionsnetzwerke geraten immer stärker ins Visier von Datendieben. Mit den Fabrikationsdaten lassen sich leicht lukrative Fälschungen herstellen. Da die wertvollen Informationen oft ungesichert auf den vernetzten Geräten liegen, genügt ein infizierter Rechner oder USB-Stick für den Datenklau. Fraunhofer-Forscher haben für die CeBIT eine Software angekündigt, die Fabrikationsdaten bereits bei ihrer Entstehung verschlüsselt. Dadurch können Computer und Maschine über einen sicheren Transportkanal miteinander kommunizieren. Darüber hinaus wirbt der Forschungsverbund auf der CeBIT für seine neue Big-Data-Allianz. Mehr als 20 Fraunhofer-Institute bieten Unternehmen neben der Möglichkeit zur strategischen Kooperation auch Unterstützung bei der branchenspezifischen Entwicklung
von Lösungen.

Deutsch-britischer Think-Tank beflügelt die internationale Zusammenarbeit

Das diesjährige CeBIT-Partnerland Großbritannien gilt als wichtiger Impulsgeber für die gesamte IT-Branche. Wie erfolgversprechend die deutsch-britische Zusammenarbeit ist, beweist die Kooperation der University of Southampton mit den Fraunhofer-Instituten für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) und Offene Kommunikationssysteme (FOKUS). Zwei herausragende Beispiele: Im Bereich „Dynamic Web Objects“ geht es um Konzepte für die Zukunft des Internets. Zunächst wird zufällig ausgewählten Testpersonen eine vorbereitete Webseite zur Verfügung gestellt, um Nutzertypologien zu erstellen. Danach vergleicht eine intelligente Software das Verhalten jedes weiteren Besuchers der Seite mit den gespeicherten Profilen und bringt passende Webinhalte auf den Bildschirm – ohne dass personenbezogene Daten abgefragt werden.

3-D-Drucker für den Bildungssektor und Vorzeigeprojekt einer Wissens-Community

Einen 3-D-Drucker speziell für den Bildungsbereich bringt das Braunschweiger Unternehmen Fabmaker nach Hannover (C28). Das Gerät ist für den Unterricht an Lerneinrichtungen optimiert und hilft beispielsweise im Informatikunterricht beim Bau von Robotern oder kleinen elektronischen Geräten, eignet sich aber auch für den Einsatz an Universitäten in Fachbereichen wie Medizin oder Architektur. Auf das 3-D-Gerät abgestimmtes Lehrmaterial hilft beim Einstieg in die zukunftsträchtige 3-D-Modelliertechnik.

Gemeinsam mit mehreren wissenschaftlichen Communities entwickelt das Open Science Lab der Technischen Informationsbibliothek Hannover (TIB, C 28) Werkzeuge für digitale Projekte. Auf der CeBIT will die nach eigenen Angaben weltgrößte Spezialbibliothek für Technik und Naturwissenschaften live vorführen, wie sich die Tools des Netzes mit innovativen Methoden der Wissensproduktion nutzen lassen: Innerhalb weniger Tage werden 20 Wissenschaftler ein Handbuch zum Thema „Gemeinsames Forschen und Publizieren mit dem Netz“ erstellen, das ständig aktualisiert werden soll.

Um die Verarbeitung großer Datenmengen kümmert sich auch das European Institute of Innovation & Technology (EIT ICT Labs, E 44). Für die CeBIT haben die Wissenschaftler eine ungewöhnliche Cloud-Lösung angekündigt: die Cloud-Plattform „Playful Learning“ für Kinder mit starker motorischer und geistiger Behinderung. Sie soll bewegungsbasierte berührungslose eGames zur Unterstützung der therapeutischen Behandlung bereitstellen. (sg)

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