MoCap 4.0: Analyse und Synthese von hoch interaktivem Verhalten zur Optimierung von Mensch-zentrierten technischen Wahrnehmungsprozessen

Die fortschreitende Automatisierung der Produktion wird u. a. durch den verstärkten Einsatz von Industrierobotern vorangetrieben. Der Mensch soll in diesen interaktiven, hochautomatisierten Umgebungen auch in Zukunft eine tragende Rolle einnehmen. Jedoch mangelt es an guten technischen Interaktionsmodellen, mit denen menschliches Verhalten antizipiert und eine gefahrenlose Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine gewährleistet werden kann. Aus Gründen der Unfallvermeidung existiert bisher eine weitestgehend saubere Trennung zwischen robotischen und menschlichen Arbeitsplätzen. Zur Realisierung industrietauglicher Mensch-zentrierter Automationsumgebungen baut die Hochschule Reutlingen nun eine neue Anlage, Motion-Capture-4.0 (MoCap 4.0), auf.

An der Hochschule Reutlingen beschäftigt sich der Lehr- und Forschungsbereich Kognitive Systeme der Fakultät Informatik schwerpunktmäßig mit technischen Wahrnehmungsprozessen zur Umsetzung des autonomen Fahrens. Im Fokus stehen dabei Funktionen zur Erkennung von Fußgängern sowie die Vorhersage ihrer Intentionen. Erkenntnisse in diesem Bereich sollen auf den industriellen Anwendungsfall sowie den digitalen Arbeitsplatz übertragen und damit erweitert werden. Um Aussagen darüber treffen zu können, wie ein Mensch interagieren möchte und welche Reaktion ein Mensch in welcher Situation erwartet, ist es notwendig, feinste Bewegungsmerkmale zu erfassen und zu deuten.

MoCap 4.0 setzt sich aus drei Komponenten zusammen: einem hochgenauen optischen Trackingsystem, Geräten zur Erfassung von Augenbewegungen sowie einem 3D-Scanner. Mit dieser Ausstattung ist es der Hochschule möglich, diverse Bewegungsmerkmale, z.B. in Bereichen hoher Interaktionsgrade mit autonomen Maschinen oder Assistenzsystemen, zu erfassen. Aufbauend auf den Ergebnissen, die aus der Modellierung dieser Aufnahmen hervorgehen, können an der Hochschule neue sensorbasierte Verfahren entworfen werden, die die Interpretation menschlicher Bewegung übernehmen und entsprechende Reaktionen einer Maschine steuern. Mit der Investition in MoCap 4.0 sind neue Erkenntnisse zur Aktionenerkennung insbesondere im Kontext der Interaktion mit automatisierten Umgebungen zu erwarten. Die entwickelten Funktionen zur Interpretation menschlicher Bewegungsmerkmale zeigen auf, welche Informationen relevant sind, um Anforderungen im Kontext Industrie 4.0 und an digitalen Arbeitsplätzen erfüllen zu können. Diese Erkenntnisse sind anwendungsneutral und lassen sich auf andere Forschungsgebiete übertragen. So sind beispielsweise auch Fortschritte bei der Überwachung von Verhalten und Interaktionen im Fahrerraum autonomer Fahrzeuge zu erwarten.

Björn Browatzki