3D-Modellieren und Haptisches Sehen

BMBF fördert das OpenSource-Projekt „Personal Photonics“ der RWTH Aachen, um neue Benutzerschnittstellen mit Hilfe von Licht zu entwickeln.

Bild 1: Durch eine Matrix aus 8x16 Vibrationsmotoren kann man das Tiefenbild der Umgebung fühlen. Quelle: Lehr- und Forschungsgebiet Informatik 10, RWTH Aachen

Bild 2: Ein haptisches Bild der Umgebung welches man auf seinem Körper spürt erlaubt es dem Benutzer Dinge zu lokaliseren die er nicht sehen kann. Quelle: Lehr- und Forschungsgebiet Informatik 10, RWTH Aachen

Bild 3: Das InfoSphere-Kit bringt mit Arduino-Mikrocontrollern und vielen elektronischen Bauteilen Schülerinnen und Schülern die Photonik näher. Quelle: Schülerlabor InfoSphere, RWTH Aachen

Bild 4: Kids arbeiten in Teams an ihren Arduino-Projekten. Quelle: Schülerlabor InfoSphere, RWTH Aachen

15.12.16

BMBF-Projekt „PersonalPhotonics / RWTH Aachen

Kostengünstige Tiefenkameras wie die Kinect erlauben vielfältige neue Interaktionsmöglichkeiten zwischen Mensch und Maschine. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „Personal Photonics“ richtet sich einerseits an Maker und Bastler, die damit auf einfache Art und Weise 3D-Objekte designen können. Andererseits spricht dieses Projekt auch Menschen mit eingeschränktem Sehvermögen an, die ihre Umgebung durch ein haptisches Bild „sehen“ können.

Herzstück des Projekts ist eine Weste, die einfach übergezogen werden kann. In diese ist eine Kinect-Kamera und eine Rundum-Matrix aus lauter kleinen Vibrationsmotoren eingebaut. Jeder Motor stellt dabei einen Pixel dar, dessen Vibrations-Intensität den Abstand zu einem Objekt fühlbar anzeigt. Mit der Opensource-Weste können vor allem Personen mit eingeschränktem Sichtvermögen ihre Umgebung besser einschätzen, indem also das durch die Tiefenkamera erkannte räumliche Bild auf dem Körper zu spüren ist.

Dies kann aber genauso gut auch zur Erweiterung der Sinne genutzt werden, so dass man beispielsweise spüren kann, was sich hinter einem befindet oder weitere, normalerweise nicht sichtbare Informationen fühlbar gemacht werden.

Hierzu werden verschiedene Demonstratoren angefertigt: Von der Weste für Blinde bis zu einem Autositz für die Rückansicht. Kleinere, leichter nachzubauende Objekt wie ein Armband runden das Projekt ab. Zusätzlich wird erforscht wie mehrere Sensoren intelligent vernetzt werden können, um ein besseres und umfassenderes Sichtfeld zu erhalten.

Teil zwei: 3D-Skizzieren im freien Raum

In einem zweiten Teil wird ein Designtool entwickelt, um mittels eines Stiftes im freien Raum 3D-skizzieren zu können, vor allem im Hinblick auf bereits vorhandene physikalische Objekte als Anhaltspunkt: So gibt beispielsweise eine Tasse bereits Teile des zu entwerfenden Getränkehalters vor, so dass mit dem Stift nur noch deren Kontur nachgezeichnet werden muss.

Dieser Designprozess soll noch weiter verfeinert, so das beispielsweise Glasfasern als optische Komponenten, Materialeigenschaften und mechanische Funktionselemente wie Gelenke einfach hinzugefügt und eingebaut werden können. Ziel ist es, jedermann die einfache und kostengünstige Erstellung seiner eigenen Designtools wie auch einen unkomplizierten Designprozess zu ermöglichen. So sollen wichtige Produktionselemente wie der 3D-Drucker besser und kreativer genutzt werden können. Zusätzlich werden beide Teile durch Workshops ergänzt, in welchen diese Toolkits erprobt werden und Feedback von den Benutzern eingeholt wird.

Das Gestalten nützlicher Alltagsgegenstände mit Elektronik und Informatik können in diesem Projekt Interessierte jeden Alters selbst ausprobieren. Dazu werden durch das Team des Schülerlabors für Informatik InfoSphere deutschlandweit Arduino-Photonik-Workshops mit Hilfe eines speziell entwickelten Kits durchgeführt.

Das Projekt „Personal Photonics: Neue Benutzerschnittstellen für Open Innovation mit Photonik-Werkzeugen“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative „Open Photonik“ gefördert. Es wird vom BMBF bis voraussichtlich Ende Mai 2019 mit rund 1,1 Millionen Euro finanziert. Das Projekt wird von der Media Computing Group (Lehr- und Forschungsgebiet Informatik 10) zusammen mit dem InfoSphere-Schülerlabor Informatik (Lehr- und Forschungsgebiet Informatik 9) der RWTH Aachen durchgeführt.

Kontakt

Jan Thar
RWTH Aachen
Lehr- und Forschungsgebiet Informatik 10
Raum 2213
Ahornstraße 55, 52074 Aachen
Tel.: +49 (241) 80-21072
jan.thar@rwth-aachen.de

Dr. rer. nat. Nadine Bergner
RWTH Aachen, InfoSphere
Lehr- und Forschungsgebiet Informatik 9
Raum 6304
Ahornstrasse 55, 52074 Aachen
Tel.: +49 (241) 80 21 933
mailto:bergner@informatik.rwth-aachen.de

Weitere Informationen

Download Steckbrief BMBF-Projekt Personal Photonics (PDF)

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